自然信息与社会信息的特征对比与分析

----从亚里士多德的“物质10范畴”到信息科学的“信息12属性”

李宗荣，张翼琼，田爱景

武汉市华光信息科学研究院，中国武汉

摘  要：摘要：《2023年北京峰会征文》称，“信息学科的范式变革”已被主办方选为ISSI 2023年峰会的主题。本文的目的是比较和分析“物质”和“信息”的存在和过程，以及它们各自的“特征”；探讨两个学科为什么产生不同的范式，即不同的“科学观”和“方法论”；最后指出，在科学范式转换的过程中，我们的世界观将不可避免地完成从亚里士多德的“10种物质范畴”到信息科学的“12种信息属性”的跨越。

关键词：信息社会；物质范畴；信息属性

1. 引  言

我们认为，如果用现代学术语言来比较柏拉图和亚里士多德的学说，可以说亚里士多德是第一位“物理学家”，柏拉图是第一位信息学家。柏拉图说世界“分为两部分”：物质存在和非物质存在；物质的存在以“变化”为特征，非物质的存在则以“永久”为特征；人是由身体和精神组成的；灵魂比身体更有价值【1】。

理论信息学者将信息定义为“信号和符号的含义”，并且应用信息学家定义的信息具有各个领域的特征（比如计算机、通信、控制和各种媒体领域）。基于“信息主义”的信息哲学家将信息定义为“非物质存在”，这直接继承和遵循了柏拉图的术语【2】。从本质上讲，柏拉图的“理念论”是一种“信息论”，是现当代信息论的古希腊版本。

如果说亚里士多德的“10种物质范畴”是对其物理主义的简要概括，那么从理念论中升华出来的“12种信息属性”则是对信息时代精神的形象概括。21世纪信息时代的潮流引领和推动我们告别亚里士多德的形而上学，开始对当代理论信息学的思考。我们正在修正我们的世界观，即实现从物质科学范式向信息科学范式的转变，从自然科学的科学观和方法论向信息科学的科学观点和方法论的转变。

2. 关于亚里士多德的“范畴论”以及它的适用范围

亚里士多德通过其经典著作《范畴篇》与《形而上学》，最早提倡和主张“物理学主义”。亚氏的“形而上学”本体论，决定了西方哲学认识论与价值论的基色；亚里士多德倡导的物理学主义，规定着2000多年以来西方哲学世界观与西方科学观、方法论的整体走向。亚氏的物理学主义，声称世界上所有的东西都是“物理”的存在；它拒斥抽象的存在，支持具体的现实。物理学主义从来都是常识的同盟者，而且通常都是主张决定论的；所以，迄今为止，其世界观、科学观和方法论，一直占据社会和学界的主流地位。

关于世间一切可能的“存在”，亚氏确立了10类“范畴”（category）【3】。其中，每一类都是基本的、不可消除的、也不可相互还原的。如下表1所示。

表1 亚氏《范畴论》讨论的“十范畴”

亚氏是一个“范畴实在论者”。在亚氏的著作中，谈论最多的几个范畴是：实体、量、性质；他有时用“其余那些被划定的范畴”将其他范畴一语带过【4】。亚氏尤其论述了“实体”所具有的优先地位。没有了实体，其他属性都不存在了；而在实体范畴中，他还区分了“第一实体”和“第二实体”【5】。

我们认为，亚氏物理学主义讨论自然的（和人造的）物质存在的“10个范畴”是必要的；它为化学、生物学等自然科学提供了基础。由于自然科学、技术、工程、与产品的发达，它的奠基为社会的发展与进步，做出了卓越的贡献。但是，夸大亚氏物理学主义的哲学与科学意义，完全排斥抽象的理念，将人类精神、社会文化统统还原到它们的“物质载体”，试图运用物理学的概念、原理和方法来进行充分的解释，终于造成“物理学羡慕症”和“数量化情结”，误导了几百年来人文社会科学的发展，充分显露出了它的“短板”。一旦超越物理世界，亚氏的物理学主义，不仅是错误的，而且是完全颠倒的；所以，当代信息理论对其进行修正和补充。

3. 关于“信息科学”的“属性论”以及它的普遍性

“信息”，没有“物质”对象的那“十个范畴”，但是有它自己的“十二个属性”（attribute）【6】，如下表2所示。信息对象的第一至六个属性，与物质对象相比，刚好是相反的；信息的第七至第十二个属性，是物质对象所没有的。所以，信息不是物质，信息是“非物质”的存在；关于信息的特征、性质、演变规律，不是物理学的概念、原理与方法能够说明和解释的，需要信息现象自己的科学（即信息科学的概念、原理和方法）来解释。

表2 “信息”的十二个“属性”

下面，简要解释信息的这十二个属性。

（1）信息实体。意义，意思、含义等是“实在”、是“实体”，尽管“信息”不能在时空中定位。比如，甲与乙在饭局中“口头”约定生意，因利益纠纷而闹到法庭。法官只能认定：甲和乙是实在；“口头合同”也是“实在”、“实体”！这与物质的“范畴1”相反。

（2）载体数量。 “信息”是载体的“意义、意思、含义”；它本身不能够进行物理学时空、重量的度量，但是能够度量信息的“载体”。信息和信息载体与时俱增，不守恒，这与物质的“范畴2”相反。

（3）信息特征。信息没有物理、化学、生物学的特征，不能“数量”化，不能“公式”化；但是，信息可以“逻辑”化、“程序”化。这与物质的“范畴3”相反。

（4）信息关系。信息没有数量关系，没有大小多少的比较关系，但是信息之间有逻辑关系。这与物质的“范畴4”相反。

（5）信息空间。与物质实体相比较，信息实体几乎不占有空间。这与物质的“范畴5”相反。

（6）信息时间。物质对象在永恒地变化着，有生必有灭。信息不是，一经产生，可以永恒不灭。柏拉图的《理想国》，通过“复制”，在时间中永恒存在。物质运动是时间的函数，信息（如经典文本）的演变（解释与创新互动）具有时间性，但受到自然和社会环境的多元影响与限制。这与物质的“范畴6”相反。

（7）原创生产。信息产品的“创新”和“生产”是一次性的。比如有一本马克思的《资本论》就够了，全人类都有了。物质对象的10范畴中没有这个特征。尽管物质产品的创造，也强调“首次”发明者与发现者的权利；但富人的豪华轿车和游轮，穷人想要却必须有“复制”的成本。

（8）复制生产。信息产品的复制几乎是无成本的；电子文件拷贝，发生在鼠标的点击之间。新信息的产生，可以是完全“无消耗”的；在初等数学的基础上建立了高等数学，但是不妨碍初等数学继续发挥它的作用；信息财富的积累和“爆炸”式增长，是迟早的事情。物质对象的10范畴中没有这个特征。物质产品的“再生产”需要消耗时间、成本和原材料，比如再造一辆车、一座楼，等等。物质世界普遍显现着能源不足、原材料短缺。

（9）信息存储。信息存储，几乎不需要空间和地理位置。物质对象的10范畴中没有这个特征。生产物质产品的工厂，如果销售不畅，货物积压，仓库爆满，就无法生产了。

（10）信息传输。 “信息”不必要经过“物流网”，它可以在“互联网”上即时传播。物质对象的10范畴中没有这个特征。物流网上的问题，互联网上不会发生。

（11）信息共享。 “信息”共享是同时性的；物质产品不能同时共享。物质对象的10范畴中没有这个特征。有的物质产品（如食品）完全不能共享，有的（如小汽车）仅仅可以异时性地共享。

（12）信息演变。信息的演变，可以用逻辑和程序刻画其轨迹；信息演变的“历史”可以保留，比如人类文明史、哲学史、科学史、学科史，某一个专家个人的“思想史”等。物质对象的10范畴中没有这个特征。物质对象处于永恒的变化中，它的“历史”不见了，我们看到的只是它的现状。比如，宇宙大爆炸和地球的原初状态，专家只能估计和“推测”。

4. 物理科学与信息科学具有不同的科学观和方法论

在物理学实证主义者视野中，一切科学的“对象”都是物质的；世界上除了物质和物质的运动，什么都没有了；研究那些不能在时空中定位的学科只能是“伪科学”。但是，到了当今的信息社会，计算机、互联网和智能手机成为几乎每个人的必需品，大家都成了“信息”的生产者、销售者与消费者。“信息”已经成为我们生活、学习与工作的“中心”和“主轴”；万物互联，大数据与人工智能成为社会经济、军事、政治、文化发展的主导形式；“物质”成为了我们梦想、设计与实践的“载体”和“手段”；全部的自然科学（物质科学）成为了信息科学的基础和条件。“信息”的存在，有它自己不同于物质的特点；信息的过程，有它自己不同于物质过程的规律；这样，在“理论信息学”的基础上，以“信息”为对象的一个完整的“信息科学”知识体系，已经完全成熟，并且与“自然科学”并驾齐驱，成为当代科学潮流中的佼佼者。

如果说，自然科学的科学观与方法论是“物质”的，是数量化与公式化，其目的是描述物质对象的“运动规律”，那么信息科学的科学观与方法论是“信息”的，是逻辑化与程序化，其目的是信息对象的“演变规律”。与每一门自然科学学科相适应，都有一门信息科学学科建立；比如，物理学与物理信息学，化学与化学信息学；生物学与生物信息学，等等。自然科学是对自然现象，即我们肉眼可见的“物质对象”的抽象（一级抽象,物质的抽象），人文科学是对于社会现象，即我们肉眼看不见、但是心灵可以看见的“抽象对象”（如公平、正义）的再抽象（二级抽象）。我们不能讨论公平、正义的“大小”、“体积”、“重量”，以及它们的“物理学轨迹”、“化学形式”、“生物学过程”，但是我们可以讨论它们的“含义”以及它们之间的逻辑联系。人文社会科学就是以这些概念为“节点”构成的“理念的网络”，一个完整的知识体系。没有了人文社会科学，关于俄乌冲突、中美关系 、中国崛起、个人抑郁、网络暴力、信息杀手，我们如何思考、如何表达、如何讨论、如何行为？

自然科学是追求“力量”的科学，人文科学是追求“理念”的科学。物质的产品与服务，必须通过“物联网”传播和递送，而信息的产品与服务，仅仅通过“互联网”就可以了。我们的“肉身”到美国旅游，必须10多个小时的飞机，而我们的“理念”到美国交流，在鼠标点击之间就可以完成。一切物质过程都由信息过程来记录、表达、监督、管理与控制。时代变了，我们的学习、生产与生活方式都变了；已经产生了全新的“科学”与“方法”，让我们欢迎和拥抱“新的信息科学的范式”！

参考文献

1.加里·E·凯斯勒. 智慧之声——多元文化哲学读本，第二版；沃兹沃斯出版公司：美国加利福尼亚州，1994年；第274-276页.

2.李宗荣. 理论信息学导论. 中国科学技术出版社：北京，2010；第130-133页.

3.亚里士多德. 范畴篇. 方书春译. 商务印书馆：中国北京，1959年；第11-12页.

4.克里斯托弗·希尔兹. 古代哲学导论. 马明宇译. 北京大学出版社：北京，2020；第211至220页.

5.亚里士多德. 形而上学. 吴寿鹏译. 商务印书馆：北京，2018；第180至192页.

6.李宗荣. 柏拉图的太阳隐喻和线隐喻的具体性和普遍性——亚里士多德的范畴和当代理论信息科学的属性. 时代人物，2021年，第29期，第1-5页.

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