在第1章里介绍了对现代计算机作出了奠基性贡献的艾伦·图灵与冯·诺依曼。信息产业中另外一个重要的分支是数字化通信，因此才有了信息网络让信息四通八达。在这个领域里，奠基性贡献来自于克劳德·埃尔伍德·山农。他们三个人一起是现代信息技术产业的开山鼻祖。迄今为止，整个产业依然建立在他们奠定的基础之上。虽然几十年来不断有人尝试突破他们的理论，但目前还没能撼动这三个根基。

山农于1948年6月和10月在《贝尔系统技术学报》上面连载发表了奠基性论文《通信的数学理论》（AMathematical Theory of Communication）。后来，学术界便把这篇论文当成信息论（Information Theory）的开山之作。而这个“信息论”就是当年著名的“三论”之一，另外“两论”则是控制论与系统论。

正如山农的论文题目所表述的，此理论是面对数字化通信过程的。而通信过程并不关心信息的内容、意义和使用，只负责尽可能不失真地传递信息。所以，山农的研究只局限在信息形式化表达的数学统计特征上面，完全没有涉及信息的意义和价值等更为复杂的内容。基于山农“信息论”的理论成果可以有效地支撑对一般数字化通信过程的研究，并指导实际通信系统的设计。但是对于一般意义上的信息应用，仅仅研究其形式化表达的数学统计特性却是远远不够的，甚至信息的形式化表达的统计特性对信息的应用过程并无多少意义。比如，按照山农定义的熵，白噪声的“熵”（信息量）是最大的，但是白噪声对于人来讲通常没有任何“信息”层面的实际意义。后来，人们常常在通信领域之外的一般性信息应用场合盲目地引用山农的理论，这在无形中不适当地外推了山农所创立的理论的适用范围与意义。

山农在他的论文中并没有给出“信息”的明确定义。从山农定义的熵中，人们引申出信息的一种定义，或者称为解释：信息就是消除信息接受者的不确定性。这个定义（或称描述）非常“形而上”地抽象。首先，信息接受者的“确定性”与“不确定性”是一种主观的判断，取决于接受者的意识。而且“不确定性”如何定义，又是一个非常大的问题。另外，就“消除不确定性”这个表述而言，它既不是对信息的全部作用，也不是对信息的内涵本质的一种阐述，而仅仅是对信息的部分作用的说明。如果说汽车是帮助人出行的工具，这既没有说清楚汽车的全部功用，也没有说清楚汽车的内在特质，因为飞机和自行车等其他类型的交通手段也是帮助人出行的工具。所以，基于山农提出的“熵”来定义信息既不完整也不准确。

计算机产业后来被称为信息技术产业，是因为计算机处理的主要对象就是信息。这个信息就远不是仅仅在数学统计意义上的信息，它的内涵要丰富且广泛得多。当站在信息技术产业，特别是信息应用的角度来谈论信息的时候，不能局限于只依赖山农面向通信过程的这个理论对信息的解释，因为我们关心的是信息的实际应用，而不仅仅是研究信息的传送过程，更不是作形而上的哲学化的论道。

中国学者钟义信（1940—，人工智能专家，北京邮电大学任职）在1979年至1985年间，针对信息的智能化应用，提出了一套比较完整的“信息科学”理论。该理论从更加宽阔的角度对信息作了全面的分析，提出了一个比较完整的框架，其思路非常具有启发性。所以下面将借鉴这个框架来对“信息”作深入的分析。

需要特别指出的是，由于将要进行的讨论所针对的是信息的含义与在此基础上的应用，因此许多内容不像信息的形式化表达相关的编码与传输等过程那样，可以用严格定量的数学工具来描述。这当然需要数学，但是还会有许多无法用数学描述的内容，有许多定性的原则和模糊的边界需要在实际应用中结合具体情况去具体分析和界定。所以，后续的许多讨论没有形式化表述与定量分析那样“严格”，这是由问题本身的性质所决定的，而不是人为因素所致。

从纯客观的角度来讲（钟义信老师所称的“信息的本体论”层次定义^[1]），信息是对象（包括物质与精神）运动状态及其变化方式的“自我表述”。它依赖于物质与能量，但又不同于它们。这是一个非常宽泛的定义，而且没有认识的主体，是纯客观意义上的“信息”。现在学术界的一种流行的看法就是将物质、能量与信息作为构成客观世界的三个独立的基本要素。这个说法可能是受著名的“三论”之一“控制论”的创立人诺伯特·维纳（1894—1964，数学家，麻省理工学院任职）的一句话的“启发”。1948年，维纳在其所著的《控制论》一书中说：“信息就是信息，既非物质，也非能量。”

能量可以在不同的物质形态间转换，比如热能可以从一个物质传递到另外一个物质中，气体物质的热能可以转换为固体物质的动能，化学分子能可以转换为热能等。这些能量的转换过程与人的意识无关，所以能量是客观世界中独立于物质的一个基本要素。当然，在相对论中能量与物质（质量）是有等价关系的，但是这种等价关系在日常活动中很难体现出来，所以依然可以认为物质与能量是构成客观物质世界的两个独立的基本要素。

但是，信息真的是独立于物质与能量的客观存在吗？

在论证信息是构成客观世界的三个要素之一的时候，人们所举的一个典型的例子通常是生物的遗传物质DNA（脱氧核糖核酸）。他们认为DNA就是“客观信息”的典型代表。但是，如果仔细分析就会发现，DNA在自然过程中是以特定物质形态在起作用的，而不能以脱离物质形态的其他“信息”形态发挥作用。具体地讲，在自然界中，DNA只能以唯一的由四种碱基组成的物质形态而存在，它的“信息”并不能被不同的物质所承载而依然起作用。如果DNA携带的“信息”是构成客观世界的一个独立要素，DNA的“信息”应该可以由不同的物质形态承载而不影响自己作用的发挥。

有人说把DNA的“信息”保存下来，然后人工合成新的DNA。在这个过程中，具体的物质形态就被剥离了，所以是DNA的“信息”在起作用。但是在这个过程中，正是因为有人的参与，DNA的“信息”才有了意义。是人从DNA中抽象出了意识化的“信息”，让它脱离了具体的物质形态而发挥作用。

从上述分析能够看出，DNA的“信息”只有在人的参与下才有意义。没有人的参与，在纯客观的自然过程中，DNA发挥作用的过程就是物质过程，而不是“信息”过程。或者说，在与DNA有关的自然过程中，没有一个独立于物质与能量之外的“信息”要素在起作用。(www.daowen.com)

所以，这种“自我表述”的客观“信息”如果脱离了人这个认识世界的主体，便没有作用的对象；没有了阅读者，或者说便失去了“倾述”的对象，也就失去了自身存在的意义。因此可以说纯“客观”意义上的信息是不存在的。所谓本体论层面的“信息”，即物质运动状态及其变化方式的“自我表述”，既不是物质运动的独立参与者，也不在人类的意识范畴内，是一个多余的概念。

或者从另外一个角度给出这样一个表述：在描述意识自身及其作用范畴（如人工系统）之外的“纯”客观世界时，并不需要引入一个独立于物质与能量的“信息”这个概念。在科学领域里，对引入一个“概念”是非常“吝啬”的。在众多可选择的解释（理论）中，科学总是选择最简单的那个。所以在科学中任何概念的引入，一定是万不得已的事情，虽然在其他领域，特别是社会领域，通常习惯的做法与此不同，会有一些未必是必须引入的概念被创造出来。

事实上，我们谈论的“信息”都是针对人，包括个人及由多人组成的组织这些主体。如果站在人这个主体的角度，信息的定义^[2]则应该是：人所认识的对象（包括物质与精神）的性状特征、运动状态及变化方式的人工表述。本书后文讨论的都是这样定义的“信息”。

按照这个定义，“信息”是人的意识对世界的一种反映。“信息”是人类意识世界中的一种存在。它可以存在于人的意识中，也可以被人物化在具体的物质形态上而保留，就像文学创作可以印在纸上那样。从这个意义看，前面谈到的最简单的数值“数据”，也属于信息。所以在本书中没有刻意地区分“数据”与“信息”，而事实上，在实践中人们也没有对两者作明确的区分。

如图1-3所示，“信息”作为一种意识存在，是人类“智能”活动的基本要素。但是“信息”不仅是智能活动的基本要素，而且可以用来定义“智能”活动的范畴。任何利用作为意识的“信息”而发生的活动，都属于人的意识活动，或属于人类意识活动借助（辅助与延伸智能的）工具的延伸。这些活动就应该都属于“智能”活动。所以，利用数值信息进行的“计算”是人类的一种基本的智能活动，而计算机在人控制下进行的计算，是人类意识活动的延伸，当然也属于智能活动。当然，反过来说这种基于计算性质的活动就是人类智能活动的全部是不正确的。

以计算机为代表的信息技术的神奇之处，便是可以借助物质手段，利用属于意识的“信息”去完成不同的活动，去辅助延展人的智能。所以说，计算机从一诞生伊始便是辅助与延伸人的智能的工具。以计算机为代表的信息技术是拓展人类意识活动的手段，它们以人类的意识活动为基础与出发点，为人类意识活动开辟了新的、相对独立于人的大脑的空间，而信息技术基于“信息”所完成的几乎所有的活动其实都属于“智能”活动。与人的智能活动相对，称之为“机器智能”可能是一个比较贴切的表述，而“人工智能”应该属于“机器智能”范畴。在第8章第8.4节中将对此作进一步的讨论。

从另一个角度来看，如果说人类原本自有的意识活动可以分为“显意识”“潜意识”与“无意识”的话，那么信息技术在人类的控制下基于“信息”所进行的这些“机器智能”活动则应该称为人类的“外意识”活动。与之相对，可以把人类自有的三类意识活动统称为“内意识”。随着信息技术的进一步发展，信息技术应用更多的不是对人类意识智能的模仿或再现，而是对人类意识智能活动在外在空间中的新的拓展与延伸，具有人类原有意识智能所不具有的新的形式、功能与作用。在人类的“内意识”主导下，“内意识”与“外意识”相互配合互动，形成了人类新型的完整的意识的形态。而“外意识”将永远扮演辅助性延伸“内意识”的角色。

人类这种“外意识”的核心在现有的信息技术体系中便是软件。在第2章第2.1节中曾经说过，有人认为软件“是一种纯精神化的艺术创作过程”。但是软件不同于人类其他的精神创造物便在于它具有能动性，从本质上看，它是人类“内意识”的外化，所以软件成为人类“外意识”活动的核心。也许随着智能应用的发展，有一天也需要将“外意识”进一步分解为不同的层次。

“机器智能”这个表述，在于强调信息技术的智能应用将在许多方面超出人类具有的智能所触及的范围；而“外意识”这个表述，则是突出信息技术的智能应用对人的智能辅助与延伸作用及与人类智能的相互依存关系。“外意识”更能反映信息技术与生俱来的智能性应用与人这个能动性主体之间关系的主要的、核心的本质。“内意识”与“外意识”的统一，构成了人的完整的意识体。信息技术不仅在改变物质世界，而且历史性地改变了人类的精神界。

以计算机为代表的信息技术以逻辑计算能力对接了人的智能意识活动（详见第1章第1.2节），并以此为基础通过利用作为人类意识存在的“信息”去完成各种智能类任务，实现对人类意识智能的辅助与拓展。这就是信息技术的本质，也是它能够对整个人类社会起到空前的颠覆性作用，推动人类文明进入一个全新发展阶段的根本原因。

仅仅对“信息”作概念或哲学层面的分析，并不能有效地支撑未来信息技术智能应用的发展，所以本章后续部分从偏技术微观细节上对信息作进一步深入的剖析。