物质结构与信息^① 

贾星客¹，李极光²，刘汉杰¹

（1.云南师范大学社会发展学院，云南 昆明 650092；2.成都岚光智坊，四川 成都 610051）

刊登于 云南师范大学学报·哲社版 2003-5

关键词: 自然理性  自然抽象  信息哲学  世界的信息统一性  基因

Structure of Matter and Information

Jia Xing-ke¹,   Li Ji-guang²,   Liu Han-jie¹

（1.Faculty of Social Development, Yunnan Normal University, Kunming 650092;

2. Raying Intellectual Lab， Chengdu,610051, China）

Key words: natural nous; natural abstract;infosophy; the information uniformity of the world; gene

Abstract:  The principle of matter uniformity of the world would obtain a new understanding and be affluent in the ground of infosophy. In the researching of infosophy, we are getting known that the information is also the basic attribute of the matter. The traditional theory of matter structure is advanced by the modern science, it is need to synthesize the new conclusions of modern science in the way of Infosophy. We try to develop the theory of matter uniformity of the world with the conception of information uniformity of the world. 

一、老问题的新含义 

我们熟悉的传统本体论问题的内容是，世界是统一于物质还是统一于精神。我们可以认为，在传统的意义上这个问题已经解决。随着近代自然科学的发展，唯心主义关于世界统一于精神的观点已经被科学常识所驳倒，因为在人类及其精神产生出来以前，物质世界就已经存在；客观唯心主义的客观精神，在本质上则是一种上帝的替代概念，或人类理性的外化和异化，是理性的神秘主义，在科学的自然史面前也是站不住脚的。在人的精神以外，是否还存在着一个物质世界的问题，已经不是一个问题。唯物主义与唯心主义关于世界的本质问题的争论，已经上升到更深层次：世界是如何通过精神、在精神中向人展示出来的；人类精神在人类社会关系中，以及通过人类社会关系的中介，在自然界中的地位如何等等问题。在现代唯心主义理论中，精神虽然在更大的程度上成为主角，但它已经不再具有早期哲学中的那种“野蛮的”本体地位，哲学家们现在更多地是从精神的功能上进行讨论。仅就这方面来看，这是哲学的进步。

但是，即便如此，传统的本体论依然没有完全失却其价值。也就是说，即便在传统意义上，以近代科学为武器的唯物主义对唯心主义的反驳也没有一劳永逸地消除“唯心主义”在哲学中的作用。这方面的一个根本原因在于，在“物质”中包含着“精神”的因素。如果说近、现代科学的成果使“物质决定精神”的命题成为常识，那么，20世纪以来包括社会科学在内的现代科学则在不断地提供着“精神（或类似于精神的东西）同样也决定着物质”的论据。这里的关键问题，可能在于对“精神”进行更深入的认识，把“精神”从人延伸到自然界，从认识论探索延伸到本体论和宇宙论探索。列宁在上个世纪初曾经涉及过这个问题，他认为可以设想一切物质都具有与人的感觉类似的反映特性。这是一个具有重要启发意义的设想和研究思路，对哲学认识论的研究具有重要的指导意义，我们应该可以在现代科学成果的基础上发展这一思路。

有一个古老的问题：物质是“依据”什么在时间和空间中如此精密地组织起来的？例如是什么使无意识的火山爆发过程能够不断地重复造出金刚石这样完美的结晶？如果我们排除上帝创造的因素，那么是什么力量把自然界安排得如此井井有序？有限的物质形态在毁灭以后，是什么力量与因素使它重新把自己再造出来？古代的某些哲学家不能不想到，自然界是否存在着某些先于具体物质形态而存在的模式来规范这种再造？如果说万物是由“水”或“原子”构成的（自然主义哲学家），那么，各种“本原”是怎样“构成万物的”这个问题就接踵而至。这就是古代客观唯心主义向自然主义哲学家提出的问题。这个古代哲学提出的老问题，在现代科学新成果中正在获得新的含义。如果我们不对现代科学新成果进行新的综合，仅仅停留在“物质决定精神、规律和内因决定实在”这类命题的水平，我们的哲学就无法跟上历史和科学发展的步伐。我们现行的哲学教科书体系只强调了问题的一个层面，即世界是统一于物质的，而把“世界是怎样统一于物质的”问题留给了历史和具体科学。但是，当具体科学对这个问题的具体结论越来越丰富的今天，就又轮到哲学来进行综合了。 

二、理念、逻各斯和隐序

唯心主义的缺陷在于把世界的构造问题归结为人类的思想和理性，认为精巧的构造只能是心灵和理性的产物（这在理论形态上表现为主观唯心主义）。如果是心灵以外的东西的产物，他们就只能想到上帝或任何神秘的超自然力量。总之是来自物质本身以外的力量（这在理论形态上表现为客观唯心主义）。作为西方古代哲学的综合者，亚里士多德在他关于质料和形式关系的理论集中地概括了古代哲学家以思辨方式对这个问题的思考。一方面，他针对柏拉图的理念论，认为到实物外面再去寻找实物的“理念”（或模型）是把要认识的问题增加了一倍，因而是不可取的；另一方面，他又认为形式是从外面赋予内容的。

古代的辩证法哲学家如赫拉克利特注意到了“逻各斯”，这接近于规律和模式的思想。但在缺乏精密的试验科学的古代，逻各斯和规律依然不能很好地得到理解和阐发，所以最终还是“让唯心主义发展了去”。在现代哲学中，特别是在苏联的哲学中，逻各斯和规律被分别地理解为主观辩证法和客观辩证法，这使我们对物质的构造及其在人类思维中的反映问题得到了更进一步的理解，但这是一种纯哲学的思辩，自然科学对物质构造的最新探索还远远没有进入哲学的视野，并且已经被定性为属于自然科学、具体科学的任务，不是哲学的任务。

但是，现代科学的发展已经把对物质构造的理论发展了到非哲学介入不可的程度。分子遗传学、系统科学、脑科学、人工智能科学等等学科在物质结构及其“蓝图”的问题上已经不约而同地走到了哲学的门边。甚至在化学和物理学这样的似乎与信息无关的领域，也已经涉及到信息问题。法国化学家列恩（J．M．Lehn）在研究复杂分子的反应过程中发现分子具有自组织、自识别的化学智能反应现象，识别的概念包含着信息的展示、传递、鉴别和响应等过程；英国的斯托尼尔（T.Stonier）在《信息物理学》一书中则提出了“信息子”（infors）慨念，并指出“有组织就必然有结构，有结构就必然有信息”②。实际上，系统科学发展的一个主要趋势已经就是潜在地把物质的结构、秩序、组织及其进化与信息联系起来。我们从普利高津的“涨落”、艾根的“超循环”等等系统科学理论中都不能不意识到物质结构与信息的必然内在关系。艾根在他创立的超循环理论中已经涉及到信息在化学物质自发进化过程中的重要作用。^[1] 在量子物理学、宇宙学中，也潜在地包含着物质结构与信息的关系，只是这些理论都有待哲学地揭示和阐发。例如，基本粒子中包含的精巧的数量关系和交互关系、理论物理学家狄拉克提出的宇宙大数假说等等，都在更深的层次上提出“世界是如何把自己构造得如此精密”的问题，而“有结构就有信息”。理论宇宙学家、数学家彭罗斯的半通俗科普著作《皇帝新脑》则在直接叩响哲学的大门。他在分析量子力学与意识的关系问题时，不断地提到柏拉图的“理念”，并推测了一种物质与“理念”〔理型〕复合的本体图景^[2]。理论物理学家大卫·波姆在论及量子力学的时候提出一种“隐序”理论，其中也提到柏拉图的理念。他认为在物质世界及其运动的背后，有一种支配这种运动、支配物质构造的、支配整体的物质世界的秩序。^[3]这种秩序不是上帝，也不是人类的理性，相反，上帝和人类理性都是对这种秩序的贫乏的模仿。而这些科学家都已经不是在简单重复古代客观唯心主义的思想，而是在现代科学发展的基础上对这些思想的合理内容重新进行发掘。③

我们从这些理论中可以看到，信息概念已经可以从狭义信息论或者通讯理论中升华出来，从认识论、心理学、文献学、计算机科学等等传统的与信息有关的学科中升华出来，成为一个普遍的本体论概念。这就是说，需要把物质结构、物质的普遍联系和相互作用一般地与信息联系起来，并且统一起来。上面简要举出的一些实例已经可以说明，信息与物质结构有必然的联系，有结构就有信息，但问题在于，为什么有结构就有信息，结构与信息有什么区别和关系？这需要哲学地深入理解和阐发。如果说，我们以往用物质来说明意识，现在，在新的科学材料的基础上，我们发现，需要用信息来说明物质了。 

三、世界的信息统一性

我们的哲学教科书体系认为，结构和规律都是属于物质的，是客观实在的，这样的表述似乎就解决了我们上面提出的问题。但实际上那只是笼统地把不同的两个问题掩盖在一个命题中。这种回答实际上还是没有在哲学的意义上回答“物质是如何结构的”这个问题。

在今天，仅仅宣布世界是物质的已经不够，这是传统的唯物主义与唯心主义争论的命题。正像我们在前面已经说过的，这个争论，一部分已经解决了，那就是随着科学的发展，绝大多数自然科学家都已经不再否认世界的客观实在性，世界的客观实在性问题已经成为一个被大多数科学家接受和信仰的常识（这正好说明，我们的教科书只是重复这个常识，就不能对学生有更多的思想启发）；一部分则转化为主体和客体的关系问题，也就是说，世界一方面（在本体论意义上）是绝对的，客观的，不依赖我们的意志而转移的，一方面（在认识论意义上）是相对的，我们关于世界的认识结论是相对的，随着我们的认识工具的发展而发展的。因而，在主体和客体理论的意义上，我们得承认，我们关于“物质世界”的任何看法，都不可避免地打上了主体的烙印，尽管这种主体烙印并不会影响我们在相对正确的理论指导下从事（相对）有效的实践。

传统唯心主义的命题是荒谬的，因为精神仅仅属于人，而在人产生出来以前，自然界就已经存在了。所以广义的真实自然界不能被统一于人的精神。从主客体关系角度来看，认识结论的主体性也不能否定“自在世界”的绝对存在性，不能把认识结论的相对主体性夸大为世界的绝对主观性。但是，唯心主义特别是客观唯心主义命题的出发点也包含着合理因素，两千年来客观唯心主义所焦虑的问题之一现在应该看作是世界的结构和秩序问题，以及这个结构和秩序与人的思维的关系问题。这个因素，应该在现代科学基础上加以合理地利用和发扬，而许多自然科学家，例如大卫·波姆，例如彭罗斯，也已经在这样的意义上发扬。客观唯心主义在这个问题上的缺陷主要在于，他们把客观物质世界的秩序和结构问题，实际上还是理解为人的理性规范自然界，他们没有真正把问题表述为，客观的自然界有其自身的“理性或秩序”。对此，黑格尔在他关于“绝对精神”理论中曾经有过深刻的表达，尽管是“头足倒置”地表达的。他们的关键错误是在哲学上完全抛弃了物质和客观实在性，并且没有把握或错误地想象了宇宙信息与社会信息进化的规律与进程。

因此，传统哲学命题就转化为一个既古老又崭新的命题和对象：自然界的结构和秩序问题。这一命题的另一种表述就是：物质世界的信息统一性问题。这不是否定或替代传统的“世界的物质统一性”问题，而是在同一方向上的深化。同时，“物质”范畴也将丰富其原有的内涵。物质将不仅仅被作为精神的对象，它自身就包含了（广义的）精神。而精神在这里将被理解为物质所固有的秩序、结构、节奏、规律、系统、逻辑等属性的归宿。信息这个概念是目前用来概括所有这些属性的一个流行词汇，它最终是否能够承担这个重任，有待一种新的信息哲学的研究来赋予它以正确的内涵。^[4]

我们多年的研究表明，要阐述物质世界的信息统一性是不容易的。这个命题有可能被曲解为用一个新的概念—信息，来简单地代替客观唯心主义的“客观精神”，从而简单地复归于客观唯心主义；也容易把信息研究停留在具体科学层面；或者用哲学思辨代替科学实证研究。但我们相信人类辩证思维发展2000多年的历史已经为我们提供了丰富的经验，只要充分学习和掌握人类辩证思维的遗产，我们会在前人基础上有新的体会。自然界信息进化无数亿年在各层级物质结构中记录下来的信息更为我们提供了无尽的研究资料，借助高速发展的计算机，我们能够越来越快地破译隐藏在这些结构中的信息编码—而不仅仅是破译人类基因组甚或生物基因组—从而不断深化我们对信息与物质结构的关系的认识。这也就是过去200年来近现代科学所做的事情，只是现在任务和解决任务的线索更加清晰明确了。在这个意义上，我们宁愿把“信息”一般地理解为自然界自我理解的可能性。这意味着“物质世界的信息统一性”这个本体论色彩的命题，最终又可能需要在认识论意义上被辩证地理解，而这里的“认识论”也将递归地返回自然界，在那里找到自己的本体论意义上的依据，从而显现为一种自然本性（自然理性）。

在这种新的信息哲学的意义上，传统的“物质和意识”这一对范畴的不对称性就显现出来。因为，与“物质”形成对立统一的并不是“意识”，而是“信息”。意识只不过是信息进化的高级形态。但是，如果用“物质和信息”这一对范畴，则可以完整地概括整个自然史的状况。也就是说我们可以用信息这个概念取代意识概念作为与物质对立统一的基本哲学范畴。当然，最终理解并表达这一对范畴的还是意识。只有在人类意识建构起来的信息哲学中，物质和信息的客观的对立统一关系才能完成其自身。

四、基因和信息

物质的信息统一性问题，将应该可以从现代科学发展的多种领域中获得依据和启发，我们在《新信息观论纲》这篇文章中对此已经提出了一些基本的思路。^[5]在这里，我们仅从中选取一个角度来进行初步的分析，并典型地展示我们的基本方法。

首先需要提到的是从1953发展起来的现代基因理论。④ 现代基因理论应该对新的信息哲学有大启发，特别是哲学中关于理型、规律、逻各斯、秩序、前定和谐等等的学说，概括起来就是关于自然理性的学说。基因本身不仅就是自然理性的体现，而且是信息进化的一个极重要阶段，是自然理性的符号化体现。基因能够进行信息编码、复制、转译、指导合成蛋白质，它不仅已是一套完整的信息系统，而且是人类符号化信息系统的前定和谐式的缩影。基因理论说明，生命物质通过基因这种无意识的化学过程就已经具有了“能动地反映世界”和“指导实践”即“有目的”地运作物质和能量的能力。基因物质本身就已经通过信息编码对世界进行了抽象（即能动、有选择的反映），这是自然界自己进行的抽象，即自然抽象。通过这种抽象，生命物质把那些可能有利于自身存在的客观关系记录下来。这说明，物质世界本身具有理性操作和表达这种的能力。当然，基因信息编码或自然抽象，并不都是“正确的”，也就是说，它记录下来的也可能是不利于自身存在的客观关系，这就是与信息相对应或相对立的噪声。实际上，按照超循环理论，生物的基因库所记录了比该生物当下的生存更多得多的客观关系，这说明自然抽象和自然理性有一个进化的过程。

基因学说以最新的，与哲学关于逻各斯、逻辑和理性等等理论最接近的方式，展示了事物天生有其自身的模式、组织方式的事实。与无机物的自动结晶不同，基因已经具有了信息从物质分化的开端。DNA和RNA的本质已经不是原来意义上的实物，而是实物的“理性、逻辑、组织方式”，是信息。尽管这种信息并不能以“纯”信息的方式存在，但运载DNA的蛋白质在这里却是从属性的。在这里，实体从属于关系和信息而不是相反。虽然基因离不开物质，但它是以信息的身份出现在其他物质材料的面前，它是来“指导”物质的；虽然基因在整体上是从属于物质的，但从基因指导物质生成这一点上，物质从属于基因。这种信息和物质的交互从属，在信息进化的后期通过人工符号系统、通过高度发达的社会文化系统、也通过现今的人机对话系统等等才充分地显现出来，并表现为“天人交相胜”的宇宙过程。但是在基因物质中，甚至在化学自组织过程中，在物理的结晶过程中，就存在着尚未展开的“隐序”。

虽然在无机物的结晶过程中，直接以信息的身份参与过程的因素，还不知道在哪里，信息和物质、理性和原料、组织和被组织等等，这些关系还没有以实物的方式相互独立。但是，或许以后可以找到无机物中的“信息自身”，通过大量新的科学资料来更深地揭示物质之中存在着的“隐序”，在哲学层面上，通过人的抽象把信息从物质分化这一自然抽象过程予以清楚的表达。但我们的确已经可以把基因的出现看作信息发展的一种新阶段，只有在这个阶段，信息才开始以独立的身份出现在自然史的过程中，才“出场”。接着才有人的意识和次级信息（真正的符号化的系统）的产生。

但是信息哲学的全部特点就在于他不同于以往的哲学，一切因素都是相对存在的。信息出场以后，它依然与“物质”纠缠在一起，正像后来才有的人类意识与物质的关系一样：“意识从一开始就是与物质纠缠在一起的”，例如语言就是这种纠缠本身。所以，既然信息已经出场还依然与物质纠缠着，那么，在它出场以前就不能说它完全“不存在”，只不过是以另外的方式与物质纠缠。这需要通过对信息进化过程的分析来加以阐述。也就是说，在逻辑上，需要对全部自然史考虑信息的存在，需要在思维中把它抽象出来，分置地加以考察。正是在这个意义上，我们说，传统的“物质和意识的对立统一”是一种勉强的说法，因为这两者不能够在根本的意义上说成是对立统一的，因为我们可以说物质决定意识，但不能在完全的意义上，即在整个自然史的意义上说意识决定物质，否则阿芬那留斯谈论地球产生以前的思维就不是唯心主义了。但在信息和物质的关系上，我们却完全可以谈论对立统一。信息和物质是对称的关系。因此，应该用“信息和物质的对立统一”这一命题取代传统的“物质和意识的对立统一”命题，并在此基础上发展辩证唯物主义。

全部自然史都包含着不同阶段信息与物质的纠缠。在基因产生以前，完全“死寂”的自然，实际上也是充满生命活力的，活力论在这里将获得新的解释并且新生。在“纯粹的无机物世界”中，也包含着有机的“因素”或事实。火山爆发可以像人类按一定的“理性”做试验一样由自然本身来重复的，只要条件相同，就可以产生出同样的金刚石结晶。信息、自然理性、自然逻辑，在其中天然地起着作用并以自然的途径进化着。因此，需要在与信息有直接关系的现代科学成果基础上做概念区分并赋予新意的工作：系统、结构、涨落、基因、规律、模式、符号、图式、程序、理性、思想、逻辑、秩序和文化等等。但更重要的工作是把它们统一起来。这就是新的信息哲学的任务。

————————————

[参考文献]

[1] 埃里克·詹奇.自组织的宇宙观[M].北京：中国社会科学出版社，1992.第221-242页.

[2] 罗杰·彭罗斯.皇帝新脑[M].长沙：湖南科学技术出版社，1995.第491-516页.

[3] 戴维斯·布朗.原子中的幽灵[M].长沙：湖南科学技术出版社，1992.第104-119页.

[4] 贾星客,李极光.生态问题的信息哲学基础[J].云南师范大学学报，1999年第6期.

[5]  贾星客，李极光，李和宽.新信息观论纲[J]. 云南师范大学学报，2003年第2期.