基于正确“科学划界标准”的信息科学“科学观”论要

唐永忠¹，李宗荣²

1 华中科技大学法学院

2 武汉市华光信息科学研究院

摘  要：传统意义上的“科学”一词特指“自然科学”。自然科学研究的对象是“物质”，它可以在时空中定位，可以在笛卡尔坐标系中用数学公式描述其运动轨迹，因而是可以重复和准确预见的。由此，传统观点认为在自然科学之外没有其他科学的存在。我们认为，不能在时空中定位的“信息”是一种“非物质”的实在，它有自己的特殊本质、运动规律和特定的方法论；关于信息的科学是可以并肩于自然科学的一门新的“科学”。因此，有必要修改自然科学的“科学划界标准”，确立信息科学的“科学观”，进而成为关于信息的科学研究的“基本假设”和“逻辑前提”。全部信息科学的奠基石是“信息实在论”。从库恩的“科学范式转变”的理论出发，论述信息科学的范式与自然科学不同、甚至是相反的，所以它能够结束国内外关于“只有信息技术，没有信息科学”的共识性现状，为层出不穷的“信息技术”（特别是心理援助和AI）的发明与创造提供科学的支撑。

关键字：科学，科学观，划界标准，自然科学，信息科学，信息实在论

                                                            第一作者简介

唐永忠，男，1968年8月出生，湖南永州人。管理学博士（行政管理专业，知识产权与公共政策方向），华中科技大学，2015；法学硕士，华中科技大学，2001；法学学士，中南政法学院（现中南财经政法大学），1991。现为华中科技大学法学院副教授，硕士生导师（2004至今），教学指导委员会委员（2010至今），诉讼法教研室主任(2010至今)；曾任法学院院长助理(2001-2006)、法律硕士教育中心主任（2005-2009）。主要研究方向为民事诉讼法、证据法，兼习知识产权法和理论信息学。

一、关于大自然的“世界图景”与科学观

我国著名科学史家、清华大学科学哲学教授吴国盛出版专著《什么是科学》[1]。他首先梳理了中国人“科学”概念的由来，直面我们的科学概念之误区，继而揭秘科学的文化基因，帮助我们理清各种科学观念，引导我们反思自己的文化传统，追求理性之美，思考中国文化的当代命运。他说，在现代汉语的日常用法中，科学有两种基本用法。一种用法是指某种社会事业，指一个人群以及它们从事的工作，这个人群就是科学家或者科技工作者，这项事业就是“科学”。另一种用法是指某种价值判断。“科学”经常指真的、好的等等。中文“科学”一词是对英语单词science的翻译，用法也基本接近；在英文中，science 首先默认指natural science,中文的“科学”也默认指“自然科学”。中国科学社的创始人任鸿隽说：“科学的定义，既已人人言殊，可续范围也是各国不同。……英文的science，却偏重于自然科学一方面，如语言学等平常事不算在科学以内的。”（“科学方法讲义”，《科学》1919年第四卷。）

在自然科学家的视野中，自然界的“图景”是什么样的呢？吴国盛教授说，现代人类必定把世界表象为一个图景。他将现代世界的图景化归纳为数学化、空间化、时间化、机械化。所谓“数学化”，是指只有那些能够被数学化的东西才能进入我们的世界表象，才能被认定为真实存在的东西，否则就只是存在于我们头脑里的幻觉。能否被数学化是事物能否成为实在的标准。所谓“空间化”，是指牛顿化的“绝对空间”。在现代世界图景中，一切事物唯有被纳入绝对时间和绝对空间的框架之内，才可以成为认识的对象。就认识论而言，一个不能被纳入时空之中的东西，就根本不是个东西。一切科学也只能以能够在时间和空间中定位的东西为研究对象，那些宣称研究超时空事物的科学难免被人称为伪科学。（P189）所谓的“时间化”，是指现代的具有单向线性的时间观念，时间独立于人们的生活之外，客观热永恒地流逝；它不同于古希腊流行的循环时间观。所谓的“机械化”，是指通过机械的类比来理解世界，并且用力学的方式解释世界。如果自然界的一切事物本质上都是机器，那么必然要求采纳力学的方法对它们进行研究。（P209）笛卡尔力学/机械学的一般原理是：自然界除了物质与运动外什么都没有；物质的本质是广延（空间）；运动的本质是位置变化，因而可以表述为空间与时间的函数；物理学是关于运动的研究，因而本质上是关于空间和时间的数学。

我们认为，对于“自然界”要“一分为二”：非生命的世界与生命的世界。在非生命的世界中，其“图景”的确可以按照数学化、空间化、时间化、机械化的方式去认识。但是，关于生命世界的“图景”则需要再“一分为二”：生命的物质世界与生命的信息世界。在生命的物质世界中，仍然可以按照上述“四化”的方式进行认识，但是生命物质还受生命自己，即生命信息系统所监管、所控制，以实现生命信息系统自身的“目的”。在人类基因组计划之后，人们已经看到，只是“自然科学”的方法和工具，仅仅能够揭示生物基因DNA的“物质”特征，根本不可能解释DNA的“运行”机理与法则。至于人类文化的基因MEME，自然科学毫无解释能力。

二、传统科学划界标准和自然科学“科学观”的局限性

有“科学”，就有“非科学”，或者“伪科学”。既然 “科学”经常指真的、好的，那么任何自以为创立了一个概念和理论体系的人，都乐意称自己之所为一定是“科学”。关于科学划界是否重要、是否必要、如何操作，是一个可以讨论的问题。反对伪科学被弄成意识形态的大帽子，或者成为迫切的政治任务，也是过去曾经发生过的故事。吴国盛指出，区别科学与常识，强调科学的精确性和逻辑连贯性；区别科学和宗教，强调科学的怀疑和批判精神；区别科学与人文学科，强调科学的数学和实验特性。吴国盛说，有时候像占星术这样的伪科学也可以用来娱乐，为何一定要斩尽杀绝？

我们主张修正自然科学的“科学观”，没有“数学和实验特性”的人文社会学科是可以成为科学的。按照自然科学观，它们没有资格进入科学殿堂，但是按照信息科学的科学观，它们属于信息科学的重要组成部分；信息科学与自然信息现象（比如DNA）的科学相比，可能是更加高深、更加需要我们下功夫探索其“规律”的科学。如果自然科学与理工科负责社会前进的物质“动力”，那么人文社会科学负责社会前进的信息“方向”，涉及整个人类的价值观。德国物理学家普朗克在其自传里说到：“一个新的科学真理并不是通过说服对手让他们开悟而取得胜利的，往往是因为它的反对者最终死去，熟悉它的新一代成长起来。”我们愿意相信，“信息科学”的科学地位被确立起来，不会等到把自然科学视为唯一科学形式的学者全部死去，更加希望自然科学专家抛弃旧的传统，做到“兼听则明”。在智能手机让社会成员几乎都成为了信息的生产者、销售者、消费者的今天，承认“信息”作为“物质”之外的相对独立的存在、具有非物质的规律、具有独立的概念、原理和方法论体系，可能不需要很长的时间。当然，可能有些“装睡叫不醒”的人，因为他能够从坚持错误中得到好处，利益需要他们坚持“信息虚在论”、反对“信息实在论”，其他人可以将这个情况忽略不计。

自然科学的“科学观”的局限性，首先体现在“方法论”或者“认识论”方面。这就是狄尔泰的“精神科学”所强调的内容。因为“精神”作为人类生命的信息现象，它是不可以“数学化”的，不可以“数量化”与“公式化”。比如，我明天上午将要干什么，不是依照某个“公式”，把时间变量T的值代进去，通过运算，就得到正确的结果了。人类精神，当它被存储在大脑神经网络之中的时候，它是存储载体代表的“含义”而不是“载体”本身，所以它不能占据空间和时间，即不可以被“空间化”、“时间化”、“机械化”。不仅人类精神，一般意义上的信息，可能发生“位置”的移动，但是不符合“力学”的规律。

其次，自然科学的“科学观”关于“实在”的规定是片面的。人类“精神”和一般意义上的“信息”，是同“物质”一样的实在。没有“物质”的“实在”，信息没有了“载体”，信息也不能存在。在有了物质的“实在”之后，对于生命之物，没有信息和信息的活动，就成了“死尸”。就算“植物人”，其中也有生理信息的运行，只是大脑信息失去功能。通常说“一将无能，累死三军”，是说没有正确的军事指挥，士兵们就是一堆肉，任由敌军杀戮，如同砍瓜切菜一般。一个民族、一个国家，正确的领导、英明的领袖是至关重要的。否则，不可能有国家安全、人民幸福、社会公平。一般地说，人类文明、文化是人类创造的总和。它包含两个组成部分：物质文化和非物质文化。在物质文化，比如金字塔、长城、电脑、手机那里，都是人类文化的结晶；非物质文化包含着精神文化（宗教、哲学、科学）、制度文化与肢体文化。所有这一切信息的直接载体，都是语言和文字，而语言和文字都以某种物质的形式表现、表达出来。在物质世界，的确没有“月”和“花”就没有“水中月”、“镜中花”。但是，大自然中没有“自由”、“民主”、“公平”、“正义”，人类创造了全部人文社会科学的概念、原理与方法。其实，文化中的“月”与天上的“月”，就不是一个“月”。如柏拉图所说，有肉眼所见和心智所见的区别，但是有人不能分清，或者故意不分清，我们没有义务和责任非要当事人弄个明白，或者要求他实话实说。

三、 “非物质”存在的科学是“伪科学”的论点证伪

在物理学的实验科学、技术逐渐成熟，数量化与公式化的方法被普遍应用之后，科学的物理学与古希腊物理学就具有了完全不同的表达和理解。及至近代，物理学的成熟及其在自然科学中的成功应用，催生了自然科学的“科学观”，“还原论的物理主义”和“物质一元论”。“世界上除了物质和物质的运动，什么都没有了”。“精神一元论”和“身心二元论”一道，被抛进了历史的垃圾箱。

但是，与物质“守恒”与“热寂”的自然规律相平行，存在着“非物质”的“增长”与“繁荣”的社会与思维的规律。自然界中的“非物质”的存在，即物质结构的复制与变异，逐渐演变成为生命的复制与进化，直到人类在认识和表达中发明语言和文字，以及“文化”的传承与创新。当今的世界，可以一分为二：“肉眼所见”的物质世界，以及“心智所见”的非物质世界，即文化世界或信息世界。全部的人文社会科学学科的研究对象，都不是物质，而是以物质为载体的文化或信息，都不能实现数量化的表达，没有数学公式化可以描述其中的规律。我们整个“人种”，渴望着：建立关于人类文化、关于信息的“科学”。

具有“守恒”与“热寂”特征的物质世界的规律，不能拿来解释具有“增长”与“繁荣”特征的信息世界的规律。为此，需要有不同于自然科学的科学观，需要建立信息科学自己的科学观。这个时候，我们断言：“信息”是人们“肉眼所见”的“非物质实在”，人文社会学科得到证明，“信息科学”可以获得与自然科学并肩而立的“底气”与“实力”。

具体到每一个人，从跟着父母亲学习说话开始，到学习幼儿园的《看图识字》，到小学、中学、大学的“统编教材”，到研究生的经典文本，到应对各色各样的检查与考核的文件，几乎无时无刻不在同语言、文字、信息打交道。幼儿园阿姨知道，有两种“苹果”。其一是她分发给小朋友们肯吃的有体积重量颜色味道的“苹果”，其二是她告诉小朋友，概念意义上的“苹果”。她说，苹果和香蕉、梨子一样，属于“水果”，而不是“蔬菜”。显然，第一种情况下，食物的“苹果”是“直接存在”；而在第二种情况下，概念的“苹果”是“直接存在”。动物学家授课时讲到眼镜蛇和老虎，概念是“直接存在”，不必要“间接存在”的眼镜蛇和老虎出场。可惜有的信息哲学家不愿意承认：概念、假说、理论、论文、著作，对于他，更加是“直接存在”，更加是他和他的学生们研究的主要对象。到了信息时代、智能时代，在AI机器人已经“上岗”的今天，不承认“非物质”的“信息”与“物质”一样，是“直接存在”，是“实在”。这本身，也是一种实在。

四、正确“科学划界标准”背景下的信息科学 “科学观”

“科学划界”主要研究科学与非科学、伪科学之间的边界问题,它寻求划定这一边界的标准，它是科学家和哲学家共同关心的经典问题之一。关于科学划界标准的探讨，历史悠久,几经变革，先后出现了一元标准、历史标准、科学标准消解论、多元标准等。通过科学与非科学的分界，当然可以提高科学的地位,展现其不同于哲学、宗教与艺术等其他知识部类的优势；但如果这种分界过于严苛,可能导致一些重要的知识部类因被列入另册而受到打压和排挤，很难取得新的进步；精神科学与信息科学的建立和发展就遇到了这样的问题。当然，如果消解科学与非科学的边界,将导致科学的泛化,使科学与神话、巫术、迷信等混为一团，虽然此时的科学与其他的文化形式具有平等权利的地位，但这对于科学的发展和进步而言必将十分不利。一方面在人类知识库中，区分科学与哲学、宗教、艺术等知识部类永远是必要的，不仅不能取消科学与非科学的划界，而且需要强化与发挥科学的优势，带动和影响整个人类知识体系的丰富和完善；另一方面，随着信息社会、智能社会的到来，修改工业时代自然科学的“科学标准”，确立和实践信息科学的“科学标准”，成为科学领域的当务之急。

实际上，关于科学观的讨论，有的专家一言以蔽之曰“经验实证”标准。“科学”自身的概念、原理、方法必须“自洽”，不能自相矛盾，这是起码的要求。能够经验实证，当然就满足符合论。此外，关于理论与学说的“科学性”问题，还必须涉及学科的研究“对象”和研究“方法”。主张没有“信息科学”的理由主要是两个：第一，信息不是独立的实体，不能成为科学研究的对象；第二，“数学-物理方法”是唯一的科学方法，除了通信理论之外其他的信息学科都不用，而它们又都没有自己的方法。

自然科学包含物理学、化学、生物学、地理学、天文学等，以自然界的“物质实体”为研究对象，信息科学包含自然信息学、人文信息学、社会信息学和工具信息学（通信、控制、计算、机器人）等，以自然界、社会和思维中的“信息实体”为研究对象。关于研究方法，自然科学采取数量化-公式化的方法，而信息科学采用逻辑化-程序化的方法。以人脑、计算机和智能手机为例，我们容易理解，信息以物质为载体，其中的物质过程和信息过程分别有自己独立的“因果链条”，这两个链条相互依存，相得益彰。

自然科学（物质科学）和信息科学的“科学观”的“公共部分”是哲学认识论层次上的符合论、融贯论、适用论。两者各自拥有的“特殊部分”在于：（1）科学的基本假设和逻辑前提不同。自然科学的“预设前提”是“物质一元论”，即“世界上除了物质和物质的运动，什么都没有了”；而信息科学的“预设前提”是“信息实在论”，即“与物质和物质的运动相互平行，还有信息和信息的演变”。（2）科学研究对象的过程特征与行进方向不同。自然科学研究的物质过程以物质和能量的“守恒”为特征，行进方向是“热寂说”。信息科学研究的信息过程以“信息”和“智能”的“不守恒”为特征，行进的方向是“繁荣说”。（3）科学研究的基本方法不同。自然科学采用数量化、公式化的形式描述物质运动的轨迹，而信息科学采用逻辑化、程序化的形式描述信息演变的过程。（4）科学理论包含的基本要素和结构不同。自然科学的规律是物质靠着“外力”的推动而运动，信息科学的规律是信息靠着“内力”的驱动而演变、在“内力三角形”的螺旋式上升运动中，信息涌现，智能提高。（5）科学理论的检验方式不同。自然科学关于物质的理论讲究数量的重复和准确的预见，信息科学中的物质载体过程也能够重复和预见，否则我们将无法忍受电脑和手机的不确定性。信息科学理论的“发现”，即它的概念、原理与方法无论何时何地都是普遍适用的。因为纯粹信息不能量化，信息过程不存在数量的重复和预见，但是可以在逻辑和程序上讨论其重复和预见。[2]

五、结语

自从可以复制的生物分子诞生，生命现象日益复杂，精细，最后进化出具有大脑思维能力的人类。人类在发明语言和文字之后，产生了“文明史”，人类以一个“物种”为单位创造出人类物质文化和精神文化。自然科学的世界观方法论是必要的、重要的。在自然科学的特定“范式”下运作的人类科学事业中，人文社会科学一直难有重大得突破。到了电脑、智能手机和具身智能机器人被发明创造的时候，自然科学不能解释的DNA和MEME的“反常现象”，暴露出数量化与公式化方法学的局限性，必然地引发自然科学范式的危机，最终导致向着信息科学范式的转变。所以，信息科学的建立和发展是历史的必然，是人类科学史、哲学史、思想史、文明史意义上的进步。

人类可以走向火星，移民适合人类生存的类似于地球环境的其他星球，于是在宇宙之中的人类文明的星星之火，可以燎原。所以，未来的宇宙的终极命运是“繁荣说”。自然科学和信息科学的背后，形成“支撑”的理论是如下的关于“物质”的命题和关于“信息”的命题：“世界是物质的，物质是运动的，物质运动有规律，物质运动规律可以被认识，这样的认识很有价值”；“世界又是信息的，信息是不断演变的，信息演变有规律，信息演变规律可以被认识，这样的认识可以更有价值。”[3]从长远来看，当具身智能机器人走进千家万户，机器人交税，并且替代越来越多的人类工作的时代来临的时候，我们只有别无选择地重新规定“科学划界标准”，确立信息科学的“科学观”。

参考文献

[1] 吴国盛. 什么是科学（第一版）. 广州：广东人民出版社，2016年.

[2] 李宗荣. 理论信息学概论. 北京：中国科学技术出版社，2010年.

[3] 李宗荣,马利奥∙邦格. 论信息科学的世界观(Ⅰ/Ⅴ). 华中科技大学社会信息科学研究中心,湖北武汉,430074；见：https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/yxxxzz200808001。