第二章 信息的空間流動：理論基礎與相關述評

第一節 相關概念辨析

一 信息與信息流

（一）信息概念辨析

信息流動自古就有，但由于物質和能源一直占據首要位置，信息對經濟和社會的作用不大，一直沒有引起重視。直到1948年申農信息論的建立，以及維納關于動物和機器中的通信和控制問題研究成果的問世，信息的概念才開始在通信工程中流行，并迅速蔓延到哲學、語言學、神經生理學等領域。到目前為止，信息已經應用到各個學科各個領域中，據統計已有四十多個學科給出了一百多個信息的概念，本書將其總結為以下幾個。

1．申農信息概念

信息的概念最初在信息論中提出，信息論的奠基人之一美國數學家申農把物理學中的數學統計方法應用于通信領域，在《通信的數學原理》中提出“信息就是能夠減少不確定性的東西”（申農，1948）?？梢钥闯錾贽r關于信息的概念針對信息接收者從功能的角度出發，初步解決了從信宿提取由信源發出信息的技術問題。但信息并非只存在于通信領域，信息的功能也不只是“消除不確定”一個。申農的信息理論只研究了信息的外在形式，而排除了信息的含義和價值，沒能實現對信息本質內容的揭示，因此只能稱為語法信息。

2．維納信息概念

科學家們試圖從信息與傳統科學的基本概念——物質、能量關系的角度闡述信息的概念?；旧吓c申農在同一時期，維納從控制論角度研究了信息問題，提出：“信息是組織程度的度量，是負熵?！保ňS納，1948），從而把信息概念推到一切組織系統中，也給出了信息的另一功能——組織的有序化功能。另外，維納認為信息就是“我們適應外部世界，并使這種適應為外部世界所感知的過程中，同外部世界交換的內容的名稱”（維納，1948）。也就是說信息具有交換性，或者叫作共享性。人們可以從信息的交換中獲得知識，轉化為改造自然和社會的力量。這一概念說明信息又可以看作一個主觀的概念，受到信息接收者原有知識結構、處理能力的影響。同樣的信息，不同的接收者，接收到的信息和信息量也不相同，這是信息相對性特征的一個方面。

維納的另一名言“信息就是信息，既不是物質也不是能量。不承認這一點的唯物論，在今天就不能存在下去”（維納，1948）。從而將信息從物質和能量中獨立出來，展開了信息同物質、能量關系的討論。有科學家給出了相似的信息概念：“信息是物質和能量在時空的不均勻分布”，“信息不是物質或能量本身，而是他們的運動形式。”我國學者鐘義信（2002）也認為，“信息與物質是既有聯系又有區別的兩個概念”，“信息與能量之間有質的區別”。物理學家湯姆·斯托尼爾（Stonier Tom）也曾經提出將物質、能量和信息看作支撐人類社會正常運轉的三大基石。

申農通信領域的信息概念一般稱為狹義信息論，而把維納控制領域給出的信息的概念稱為一般信息論或通信理論，但都是從單純技術的角度對信息的定義，統稱為技術信息論。

3．哲學領域的信息概念

當代信息哲學創始人，牛津大學哲學家弗洛里迪在1996年提出“信息哲學”的概念，并在其著作《哲學與信息導論》中闡述了信息哲學的研究對象與任務。信息哲學從認識論的高度解釋信息的產生、發展和變化的規律及存在的基本形態。認為“信息是泛宇宙存在著的一切事物的狀態和多樣性，它不依賴于是否被接受、反映而存在”（苑子熙，1991）。從而揭示出了信息普遍性和客觀性的性質。哲學上認為，“信息是物質運動的一種存在形式，它以物質的屬性或運動狀態為內容，是物質運動的一種反映，它的傳播或儲存借助一定的物質作載體”（戴元光，1988）。因此，不可否認，信息離開了物質和能量將無可附著，信息對物質載體具有絕對依賴性。

本書認為信息是具有“量”和“質”兩個層面的，對其的度量不僅有量的大小也有層次的高低。信息是客觀存在的，以物質世界為載體，又對物質世界起著導引作用，信息又是主觀的，其價值因人而異。

（二）信息流概念及本書對信息流的界定

1．信息流概念綜述

信息產生于世間萬物的運動變化之中，變化不停，信息不止，信息價值的實現依賴于信息流動。因此，信息流也成為一種普遍存在的客觀現象。信息流具有速度、容量、距離、形式、協同等屬性，屬性的改善意味著信息運動品質的提升，而處于不同層次，表現為不同狀態的信息有不同的流動性。目前對信息流的專門研究不多，不同的學者從不同角度對信息流進行了定義：

信息在相互依賴的有順序關系的各個環節之間的連續傳送，從而構成了信息的活動過程。一個信息流是一個螺旋式循環和不斷增值的過程，并形成了信息的一個生命周期（UCLA Workshop, 1996）；信息流動是指信息在自然界和人類社會中的自發運動，這種運動是信息的一種自然狀態，它不以人的意志為轉移（汪丁丁，1999）；信息流就是在信息傳輸過程中形成的數據流，是相關信息的有序傳輸集合體；信息的交流形成信息流，決定著信息的共享和轉換的效果。信息流的內涵可以理解為各種信息在組織內外部各種載體上按照一定規則流動的過程和處理機制；信息是傳遞中的知識差，信息流則指人們采用各種方式來實現信息交流，是知識從擁有者向需求者轉移的過程，是對知識的收集、傳遞、處理、儲存、檢索和分析過程。

2．本書對信息流的界定

從信息流動過程的角度來看，信息流是從信息擁有者向需求者轉移的過程，是對信息的收集、傳遞、處理、儲存、檢索和分析活動。相對于物流活動克服了實物體從出發地向目的地空間和時間上的隔離，信息流則解決了無形的信息的傳遞與存儲等在時空上的障礙?；蛘哒J為信息流從廣義上看，一般指人們采用各種方式來實現信息交流，這包括從人們交談到采用各種現代化的傳遞媒介。如果從現代信息技術發展水平角度來狹義地定義信息流，則可看作信息處理過程中信息在計算機通信網絡系統中的流動。本書比較傾向于將信息看作生產要素，從要素流的角度談信息流。信息的流動依賴于載體，對載體既有相對的獨立性又有絕對的依附性，同一條信息依賴于不同的載體可能產生不同的流動方式和不同的效應。

本書討論宏觀區域間的信息流，總結上述概念，定義宏觀信息流為：區域各種信息要素由于區域間相互作用而產生，以收益率最大為運動方向，從信息擁有者到信息接收者的傳遞過程。信息流包括三大要素：信息的輸出一方、信息的輸入一方以及信息流動的媒介。本書將輸出信息的一方稱為信源，將接收信息的一方稱為信宿，將信息流動的通道稱為信道。由于信息的非實物特性，信息的流動對實物具有絕對的依賴性，將信息流動所依賴的媒介稱為載體。

二 信息量與信息流量

（一）信息量概念及本書對信息量的界定

1．信息量概念辨析

信息量是信息論的一個基本概念，由申農于1948年正式提出來。申農將信息量定義為“隨機不確定性之差”。在《通信的數學理論》中提出統計模型，把信息量看作信宿知識變化的數量。因此這里的信息量不是指“信息”內容的多少或信息符號的多少，而是消除不確定性功能的大小。

李藝（1998）把信息量定義為：“信息量是由具體信源和具體信宿范圍決定的，描述信息潛在可能流動價值的統計量。”也就是說，信息量產生于信息運動之前，是對信息運動將會對信宿產生價值的預測。針對某個系統而言，其信息量有時也稱為信息存量（和信息流量相對應的提法），系統信息存量的改變可能源于信息的流入或流出，也可能產生于經濟系統的內部。

姜璐等將信息脫離具體的過程使其客觀化來度量信息，將傳輸過程中，物質性質中不變的物理量定義為信息。但對信息如何度量沒能給出有效的方法。

張輯哲將信息量劃分為“信息總量”和“信息分量”。將“信息總量”定義為信息量構成的最大概念，指存在于生命體中和生命體外（物理時空）的信息總數量，而無論其內容所指是相異、相近、相同或內容形式完全一樣。將“信息分量”定義為信息總量的構成部分，是不同意義下的信息量，所有信息分量之和等于信息總量?！靶畔⒎至俊卑ó愔噶浚ǖ谝环至浚?、同指量（第二分量）、相對重復量（第三分量）和絕對重復量（第四分量）。信息異指量和同指量的增加意味著新的發現、認識和創造；而相對重復量和絕對重復量的增加也決定著信息行為和信息效應的廣度和深度以及信息價值的實現程度。

美國著名情報學家M. C．約維茲從決策論的角度研究了信息量的問題，將信息定義為決策時有價值的數據。1969年，他提出“廣義信息系統”，認為信息的獲取與傳播機構將信息提供給決策者，而后決策者利用獲得的信息選擇最佳行動路徑，并在執行中變成可觀察數據。信息又從外部環境和內部反饋數據來修正自己對決策的估價，如此反復多次。因此，廣義信息系統反映了信息與使用它的人以及特定場合之間的關系，從而可以從人們接收到信息之后的選擇和決策行為來考察信息的質和量。

2．本書對信息量概念的界定

從上面來看，對信息量概念的認識還沒有達成統一，但一致的是信息量是主觀的，表示了對信息接收者的價值。信息按信息哲學的理解，表示物質運動的狀態和相互聯系的描述，因此，本書認為信息應當是狀態量。而信息產生于物質運動的過程，只有運動才會有信息的產生，因此對信息的度量也應當是在運動中的。如果把信息描述為信息熵，是個狀態量的話，那么信息量便是熵增，是過程量，與信息傳播的過程有關。張輯哲給出的概念非常全面而具體，但實際測算時難以界定，因此本書希望通過間接辦法界定信息量。

本書將信息量定義為：在信息運動過程中，信息接收者接收信息前后信息能力的提升值。

（二）信息流量概念及本書對信息流量的界定

1．信息流量概念辨析

信息量通過信息流動而實現，信息流量是信息量的真實值，信息量是對信息流量的預測。信息量大的系統如果不進行信息的傳輸，沒有信息流量，其價值也得不到體現，這正如一個滿腹經綸的學者，如果不與人交流或者不通過專著、文獻等方式表達自身學識，其對知識的掌握也就沒有價值，因此真實的信息流量比信息量的考察更加具有實際意義。

有關信息流量的概念很少有人提到，往往把信息流量與信息載體流量相混淆，但實際上同為一個單位的信息載體所攜帶的信息往往相差甚遠，如一張報紙和一條短信，就算是同一信息載體，如都為一條短信，其內容不同包含的信息量也不盡相同。再加上信息的主觀性導致的信息吸收量的差異，同樣內容、同樣載體的信息對不同知識背景、地位職業的人而言信息量也完全不同（本書的信息量指的是信息接收者真正吸收的信息量），這給信息流量的概念定義和度量帶來很大困難。

2．本書對信息流量的界定

信息流量是指針對某一次信息在信源與信宿之間的流動，對其中所含信息量的度量，它可能會和信息量相等，是對已經發生具體傳播過程的度量。信息流量是和信息存量相對應的概念。相對某信宿而言，信息的流動包括流入和流出，因此信息流量也有信息流入量和信息流出量之分。

本書將宏觀信息流量定義為：區域間相互作用引起的，信息從某區域輻射出，經過各種傳輸載體，到另一區域接收的信息流的規模，信息流是有方向的矢量，因此就某區域而言有信息流入量和流出量。