地球空间信息的本质

三、地球空间信息的本质

上面对地球空间信息特征的探讨，使我们了解到，地球空间信息是复杂的，具有多样性的特点。但究竟什么是信息？地球空间信息的本质是什么？为了回答此类问题，我们必须深入到其内部，了解信息与物质、系统、客观世界的运动变化的必然联系。

目前关于信息的定义，不下40多种。诸如：“信息就是音讯、消息”；“信息是消息的不确定性的消除”；“信息是对某一事物的新知识、新认识”；“信息是为一定目的服务的、一切有用的知识”；“信息是事物的表征”；“信息是物质与能量的普遍属性”等等。上述定义虽然都从某一侧面抓住了信息的本性，但如果将其简单地凑合起来，有两个问题仍然得不到解释。其一是，信息是物质现象还是精神现象？把信息定义为消息与知识，那么信息应该属于精神现象；把信息定义为事物的表征、物质与能量的属性，那么信息应该属于物质现象。其二是，无论信息是物质现象还是精神现象，它与物质和精神是什么关系？有什么样的联系和区别？

要解答上述问题，首先我们必须明确，信息的存在一定要有所依附，它不能离开载体而凭空自存。信息的载体是多种多样的，概括起来有两大类：天然客观载体与人造客观载体。所谓天然客观载体，是指的独立于人的意识与行为之外客观存在的现象作为信息载体，如岩石、树木、基因、环境、重力、磁力、电磁波、声波等。天然客观载体主要包括物质与能量两种形式。所谓人造客观载体，是指人类社会诞生以来，由人创造出来的文字、数字、图形、影像、音响、纸质、磁带、光盘等。人造客观载体主要包括精神与物理两种形式。其中，人造客观精神载体（文字、数字、图形、影像、音响等）是人对外部世界的反映；人造物理载体（纸质、磁带、光盘等）则是人通过生产劳动创造出来的，它受制于物质世界运动的客观规律。

从上面的分析可以看出，不能只把信息简单地归结为物质或精神的某一个领域。如果将其只归结为物质领域，则不能说明文字、书籍、报刊、资讯、知识等精神现象。如果将其只归结为精神领域，则不能说明客观物理信息、化学信息、生物信息与社会信息。信息是横跨物质领域与精神领域的，它是物质世界与精神世界的使者。

但能不能说信息是独立于物质与精神的第三者，它的职能就在于消除物质与精神的对立呢？这种说法是欠妥当的，其错误之处在于把物质与精神平列起来，对立起来，而忽视了二者的根本统一性。精神现象归根到底根源于物质现象，并且是对外部物质世界的反映。世界是统一于物质的。无论是信息还是精神，都不能脱离物质的制约。信息的存在形式是广泛多样的，在某种意义上，可以把精神也看作是一种高级形态的信息。据此我们把信息的本质表述为：信息横贯物质世界与精神世界，它根源于物质世界，包涵了精神世界。

那么，具体而言，信息又有哪些根本的性质呢？

第一，信息是物质与能量的表征。由于事物的矛盾与差异，构成世界的物质与能量总是在分散与集中的对立的两极中运动。物质的流动、移动、滚动和能量的辐射、传导、扩散必然形成物质流与能量流。在此基础上，必然形成信息流。信息流是物质流和能量流的性质、特征和状态的表征。由于物质流和能量流的信息是物质与能量的时空分布不均衡的特征所造成的，所以信息是物质和能量的时空分布不均衡的性质、特征和状态的表征。信息是物质和能量状态的标志。^［6］

第二，信息是系统有序化的标志。事物可以作为系统而存在。系统是由彼此联系、相互作用的各部分组成的统一体。按结构与环境的关系，系统可以分三大类：①与外部环境没有能量交换的孤立系统；②可与外界环境交换能量而不能交换物质的封闭系统；③可与外界环境交换能量与物质的开放系统。孤立的系统不能与外界交换能量与物质，体系的熵最终要达到最大；而远离平衡状态的开放系统不断从环境吸收能量与物质，并且能在能量与物质的消散中维持。信息是负熵，是系统有序之源。系统的一切物质流与能量流的过程，都要通过信息流才能实现。系统越复杂，信息流就越重要。系统越高级，信息流就越畅通。信息流的畅通程度是衡量一个系统结构优化的程度和系统发展有序水平的尺度。^［7］

第三，信息是事物、现象的质与量统一的尺度。事物、现象的存在有两种基本的规定，一个是质的规定性，一个是量的规定性。质是事物、现象之间相互区别的一种规定性，它与事物、现象的存在直接同一；某物失去其质就变成他物。量是事物、现象的大小或场所等可用数学方式计算的规定性，它与事物、现象的存在不直接同一；在一定范围内，数量的增减和场所的变更不会使某物成为他物。但质与量不是相互分割的，二者是有机联系、相互统一的。客观上不存在无质之量，也不存在无量之质（我们只有通过思维的抽象才能将其分离）。质与量的统一构成一种尺度，这种尺度就是信息。说信息是事物、现象的质与量的统一必须注意两点：其一是质与量的规定不是固定不变的，它们是在相互过渡的运动中的统一；其二是这种动态的统一不是隐含的、间接的，而是外在表现、直接显示的。

第四，信息是事物、现象运动、变化和发展的表现。自然、社会与精神现象的运动是绝对的，静止是相对的；其绝对运动存在于相对静止之中，相对静止中有绝对运动。事物与现象的相互联系、相互作用导致其运动、变化和发展，而运动、变化和发展就一定要以信息的形式表现出来。如果某一物处在相对静止状态，其表达信息的能力就较弱；如果某一物处在显著变化和发展之中，其表达信息的能力则较强。新闻记者不会到一个死水一潭的地方采集信息，新事物、新现象的出现会使他们乐而忘返。

上面的四种表述，都可以作为对信息的一种定义，是从不同角度对信息本质的揭示。了解了信息的本质，地球空间信息的本质就容易揭示了。

地球信息是由地理实体，如资源、环境、经济和社会的物质和能量所产生的，是对资源、环境、经济和社会诸要素的物质和能量的性质、特征及状态的表征。地球信息离不开地球信息载体。地球信息载体分有形与无形两种。有形载体是指地理实体的物质成分、结构、形状或者地理过程、地理现象的特征、状态等等。无形载体则是指地球实体的能量特征，如重力、磁力或电磁波、音响或声波等等。无形载体不能被直接利用，只有将它们转化为文字、数字、图形、影像、磁带等，即将无形转化为有形后，才能被利用、传输。地球信息载体通常有三个递进的层次：一是地理实体的物质本身与能量本身，包括物体的成分、结构、形状、空间分布及其重力、磁力、电磁波和声波的性质、特征和状态等。二是描述地理实体的文字、数字、图形、影像、音响及其纸质、磁带、光盘等。三是描述地球事物的各种专题地图、影像专题图及其纸质、胶质、磁带、光盘等。

地球空间信息是地球信息的重要组成部分，但二者不能完全等同。从外延上看，地球信息大于地球空间信息。地球信息除了包含地球空间信息外，还包括地质、地球物理、地球化学、大气、气象、生态、环境等诸多方面的信息；既包括了地球现在的信息，还包括了地球的过去和未来的信息。地球空间信息构成地球信息的空间基础，是地球信息不可缺少的有机部分，为地球信息提供支撑性的空间框架。

从本质上看，地球空间信息根源于地球系统或地球实体的物质与能量的客观运动过程，反映于人的主观意识或思想，表现为外在的文字、图像、色彩或音响等。它侧重于表达地理对象的空间特征，但又不局限于空间特征；它是地理实体的性质、状态的直观表现。地球空间信息的形成、表达、处理与传播过程，涉及到地球物质世界、人的主观精神世界、人所创造的客观精神世界三大领域；它既是地理对象内在规定性、性质、运动、变化、发展的表达，又是人们所获得的关于地球系统及其各个组成部分的相互联系、相互作用的有用的知识。理解地球空间信息的作用和意义是我们认识与实践中的一个重要课题。