第二章 信息的空间流动：理论基础与相关述评

第一节 相关概念辨析

一 信息与信息流

（一）信息概念辨析

信息流动自古就有，但由于物质和能源一直占据首要位置，信息对经济和社会的作用不大，一直没有引起重视。直到1948年申农信息论的建立，以及维纳关于动物和机器中的通信和控制问题研究成果的问世，信息的概念才开始在通信工程中流行，并迅速蔓延到哲学、语言学、神经生理学等领域。到目前为止，信息已经应用到各个学科各个领域中，据统计已有四十多个学科给出了一百多个信息的概念，本书将其总结为以下几个。

1．申农信息概念

信息的概念最初在信息论中提出，信息论的奠基人之一美国数学家申农把物理学中的数学统计方法应用于通信领域，在《通信的数学原理》中提出“信息就是能够减少不确定性的东西”（申农，1948）。可以看出申农关于信息的概念针对信息接收者从功能的角度出发，初步解决了从信宿提取由信源发出信息的技术问题。但信息并非只存在于通信领域，信息的功能也不只是“消除不确定”一个。申农的信息理论只研究了信息的外在形式，而排除了信息的含义和价值，没能实现对信息本质内容的揭示，因此只能称为语法信息。

2．维纳信息概念

科学家们试图从信息与传统科学的基本概念——物质、能量关系的角度阐述信息的概念。基本上与申农在同一时期，维纳从控制论角度研究了信息问题，提出：“信息是组织程度的度量，是负熵。”（维纳，1948），从而把信息概念推到一切组织系统中，也给出了信息的另一功能——组织的有序化功能。另外，维纳认为信息就是“我们适应外部世界，并使这种适应为外部世界所感知的过程中，同外部世界交换的内容的名称”（维纳，1948）。也就是说信息具有交换性，或者叫作共享性。人们可以从信息的交换中获得知识，转化为改造自然和社会的力量。这一概念说明信息又可以看作一个主观的概念，受到信息接收者原有知识结构、处理能力的影响。同样的信息，不同的接收者，接收到的信息和信息量也不相同，这是信息相对性特征的一个方面。

维纳的另一名言“信息就是信息，既不是物质也不是能量。不承认这一点的唯物论，在今天就不能存在下去”（维纳，1948）。从而将信息从物质和能量中独立出来，展开了信息同物质、能量关系的讨论。有科学家给出了相似的信息概念：“信息是物质和能量在时空的不均匀分布”，“信息不是物质或能量本身，而是他们的运动形式。”我国学者钟义信（2002）也认为，“信息与物质是既有联系又有区别的两个概念”，“信息与能量之间有质的区别”。物理学家汤姆·斯托尼尔（Stonier Tom）也曾经提出将物质、能量和信息看作支撑人类社会正常运转的三大基石。

申农通信领域的信息概念一般称为狭义信息论，而把维纳控制领域给出的信息的概念称为一般信息论或通信理论，但都是从单纯技术的角度对信息的定义，统称为技术信息论。

3．哲学领域的信息概念

当代信息哲学创始人，牛津大学哲学家弗洛里迪在1996年提出“信息哲学”的概念，并在其著作《哲学与信息导论》中阐述了信息哲学的研究对象与任务。信息哲学从认识论的高度解释信息的产生、发展和变化的规律及存在的基本形态。认为“信息是泛宇宙存在着的一切事物的状态和多样性，它不依赖于是否被接受、反映而存在”（苑子熙，1991）。从而揭示出了信息普遍性和客观性的性质。哲学上认为，“信息是物质运动的一种存在形式，它以物质的属性或运动状态为内容，是物质运动的一种反映，它的传播或储存借助一定的物质作载体”（戴元光，1988）。因此，不可否认，信息离开了物质和能量将无可附着，信息对物质载体具有绝对依赖性。

本书认为信息是具有“量”和“质”两个层面的，对其的度量不仅有量的大小也有层次的高低。信息是客观存在的，以物质世界为载体，又对物质世界起着导引作用，信息又是主观的，其价值因人而异。

（二）信息流概念及本书对信息流的界定

1．信息流概念综述

信息产生于世间万物的运动变化之中，变化不停，信息不止，信息价值的实现依赖于信息流动。因此，信息流也成为一种普遍存在的客观现象。信息流具有速度、容量、距离、形式、协同等属性，属性的改善意味着信息运动品质的提升，而处于不同层次，表现为不同状态的信息有不同的流动性。目前对信息流的专门研究不多，不同的学者从不同角度对信息流进行了定义：

信息在相互依赖的有顺序关系的各个环节之间的连续传送，从而构成了信息的活动过程。一个信息流是一个螺旋式循环和不断增值的过程，并形成了信息的一个生命周期（UCLA Workshop, 1996）；信息流动是指信息在自然界和人类社会中的自发运动，这种运动是信息的一种自然状态，它不以人的意志为转移（汪丁丁，1999）；信息流就是在信息传输过程中形成的数据流，是相关信息的有序传输集合体；信息的交流形成信息流，决定着信息的共享和转换的效果。信息流的内涵可以理解为各种信息在组织内外部各种载体上按照一定规则流动的过程和处理机制；信息是传递中的知识差，信息流则指人们采用各种方式来实现信息交流，是知识从拥有者向需求者转移的过程，是对知识的收集、传递、处理、储存、检索和分析过程。

2．本书对信息流的界定

从信息流动过程的角度来看，信息流是从信息拥有者向需求者转移的过程，是对信息的收集、传递、处理、储存、检索和分析活动。相对于物流活动克服了实物体从出发地向目的地空间和时间上的隔离，信息流则解决了无形的信息的传递与存储等在时空上的障碍。或者认为信息流从广义上看，一般指人们采用各种方式来实现信息交流，这包括从人们交谈到采用各种现代化的传递媒介。如果从现代信息技术发展水平角度来狭义地定义信息流，则可看作信息处理过程中信息在计算机通信网络系统中的流动。本书比较倾向于将信息看作生产要素，从要素流的角度谈信息流。信息的流动依赖于载体，对载体既有相对的独立性又有绝对的依附性，同一条信息依赖于不同的载体可能产生不同的流动方式和不同的效应。

本书讨论宏观区域间的信息流，总结上述概念，定义宏观信息流为：区域各种信息要素由于区域间相互作用而产生，以收益率最大为运动方向，从信息拥有者到信息接收者的传递过程。信息流包括三大要素：信息的输出一方、信息的输入一方以及信息流动的媒介。本书将输出信息的一方称为信源，将接收信息的一方称为信宿，将信息流动的通道称为信道。由于信息的非实物特性，信息的流动对实物具有绝对的依赖性，将信息流动所依赖的媒介称为载体。

二 信息量与信息流量

（一）信息量概念及本书对信息量的界定

1．信息量概念辨析

信息量是信息论的一个基本概念，由申农于1948年正式提出来。申农将信息量定义为“随机不确定性之差”。在《通信的数学理论》中提出统计模型，把信息量看作信宿知识变化的数量。因此这里的信息量不是指“信息”内容的多少或信息符号的多少，而是消除不确定性功能的大小。

李艺（1998）把信息量定义为：“信息量是由具体信源和具体信宿范围决定的，描述信息潜在可能流动价值的统计量。”也就是说，信息量产生于信息运动之前，是对信息运动将会对信宿产生价值的预测。针对某个系统而言，其信息量有时也称为信息存量（和信息流量相对应的提法），系统信息存量的改变可能源于信息的流入或流出，也可能产生于经济系统的内部。

姜璐等将信息脱离具体的过程使其客观化来度量信息，将传输过程中，物质性质中不变的物理量定义为信息。但对信息如何度量没能给出有效的方法。

张辑哲将信息量划分为“信息总量”和“信息分量”。将“信息总量”定义为信息量构成的最大概念，指存在于生命体中和生命体外（物理时空）的信息总数量，而无论其内容所指是相异、相近、相同或内容形式完全一样。将“信息分量”定义为信息总量的构成部分，是不同意义下的信息量，所有信息分量之和等于信息总量。“信息分量”包括异指量（第一分量）、同指量（第二分量）、相对重复量（第三分量）和绝对重复量（第四分量）。信息异指量和同指量的增加意味着新的发现、认识和创造；而相对重复量和绝对重复量的增加也决定着信息行为和信息效应的广度和深度以及信息价值的实现程度。

美国著名情报学家M. C．约维兹从决策论的角度研究了信息量的问题，将信息定义为决策时有价值的数据。1969年，他提出“广义信息系统”，认为信息的获取与传播机构将信息提供给决策者，而后决策者利用获得的信息选择最佳行动路径，并在执行中变成可观察数据。信息又从外部环境和内部反馈数据来修正自己对决策的估价，如此反复多次。因此，广义信息系统反映了信息与使用它的人以及特定场合之间的关系，从而可以从人们接收到信息之后的选择和决策行为来考察信息的质和量。

2．本书对信息量概念的界定

从上面来看，对信息量概念的认识还没有达成统一，但一致的是信息量是主观的，表示了对信息接收者的价值。信息按信息哲学的理解，表示物质运动的状态和相互联系的描述，因此，本书认为信息应当是状态量。而信息产生于物质运动的过程，只有运动才会有信息的产生，因此对信息的度量也应当是在运动中的。如果把信息描述为信息熵，是个状态量的话，那么信息量便是熵增，是过程量，与信息传播的过程有关。张辑哲给出的概念非常全面而具体，但实际测算时难以界定，因此本书希望通过间接办法界定信息量。

本书将信息量定义为：在信息运动过程中，信息接收者接收信息前后信息能力的提升值。

（二）信息流量概念及本书对信息流量的界定

1．信息流量概念辨析

信息量通过信息流动而实现，信息流量是信息量的真实值，信息量是对信息流量的预测。信息量大的系统如果不进行信息的传输，没有信息流量，其价值也得不到体现，这正如一个满腹经纶的学者，如果不与人交流或者不通过专著、文献等方式表达自身学识，其对知识的掌握也就没有价值，因此真实的信息流量比信息量的考察更加具有实际意义。

有关信息流量的概念很少有人提到，往往把信息流量与信息载体流量相混淆，但实际上同为一个单位的信息载体所携带的信息往往相差甚远，如一张报纸和一条短信，就算是同一信息载体，如都为一条短信，其内容不同包含的信息量也不尽相同。再加上信息的主观性导致的信息吸收量的差异，同样内容、同样载体的信息对不同知识背景、地位职业的人而言信息量也完全不同（本书的信息量指的是信息接收者真正吸收的信息量），这给信息流量的概念定义和度量带来很大困难。

2．本书对信息流量的界定

信息流量是指针对某一次信息在信源与信宿之间的流动，对其中所含信息量的度量，它可能会和信息量相等，是对已经发生具体传播过程的度量。信息流量是和信息存量相对应的概念。相对某信宿而言，信息的流动包括流入和流出，因此信息流量也有信息流入量和信息流出量之分。

本书将宏观信息流量定义为：区域间相互作用引起的，信息从某区域辐射出，经过各种传输载体，到另一区域接收的信息流的规模，信息流是有方向的矢量，因此就某区域而言有信息流入量和流出量。