信息的概念

一、information溯源

毫无疑问，我们今天所用的信息概念是来自西方的，而不是本土的。因此探究其意义的发展和观察其在不同学科的语用需要从information开始。

主要参考：《爱思维尔科学哲学手册·信息哲学卷》

从哲学中隐退

信息”一词源自拉丁语，西塞罗（Cicero）以及奥古斯丁（ Augustine）等人在其著作中均曾使用过该词，用来表述柏拉图（Plato）及其后继者关于理念（ideas）或型相（ forms）的理论。特别是西塞罗，他使用了“in-formare”来翻译伊壁鸠鲁学说中的“预见（ prolepsis）”概念，即心中已有的表征[Capurro and hjrøland（卡普罗和约兰德），2003]。

中世纪时，“information”这一专业术语则由此从哲学语篇中消失，似乎不再引起人们的注意。反而，当英国经验主义者们又回到最初的柏拉图灵感论时，他们创造了“idea”一词（来自柏拉图的“理念eidos”），意为：“思考时的一切皆为理解之对象……一切意为幻想、概念、种属（ species），或思考时心中所想之物”[Locke（洛克），1961，Essay Ⅰ，i，8]。在哲学界中，从休谟（Hume）、康德（Kant）以及德国唯心主义哲学家，到胡塞尔（ Husserl）及其后的哲学家，人们开始大胆使用“理念（idea）”一词。

——爱思维尔科学哲学手册·信息哲学卷·上册：4-5.

进入科技

15世纪时，“information”一词出现在法语俗语中，其词义众多，包括：“调查”、“教育”、“提供或传递知识的行为”以及“情报”等。

实际上中世纪以后，information就逐渐扩展到编码（符号蕴藏的东西）、物理学（熵）、数学（统计学）。

而将信息引入数学的，正是Claude E. Shannon（克劳德·香农）的A Mathematics Theory of Communication(1948)。

不论各自看法如何，有一点人们已经达成共识，那就是在技术文献中，对于信息理论主要有如下三种分类方法：

第一类信息：知识、逻辑，即告知性回答中传递出的内容。 第二类信息：概率研究、信息理论研究，即定量研究。 第三类信息：算法、代码压缩，即定量研究。

简言之，即第一类信息指的是认知逻辑与语言语义学研究，第二类信息指香农的信息理论，并与物理学中的熵有所关联，而第三种信息是指柯尔莫哥洛夫提出的“复杂性”，与计算学的基础理论相关。这几种类型的信息彼此并不冲突，而是对不同主题与研究方式的自然分类。

——爱思维尔科学哲学手册·信息哲学卷·上册：14.

图书馆学和情报学（Library & Information Science）中的信息通常即是对第一类信息的讨论。

二、信息及其相关概念的关系

链式结构：FDIKI信息链与DIKW概念链

FDIKI信息链是马费成等的提法，特点是以信息为中心的转换过程，是钟义信《信息科学原理》在信息管理领域的体现；DIKW概念链的特点是以转化为核心，由塔式结构转向链式结构，表明随着认识的深入，各概念间的关系由单纯的层级包含转向复杂的交叉。

信息科学原理（钟义信，1988年1版；2013年5版）

信息定义谱系

本体论信息：某事物的本体论信息，是指该事物所呈现（所表述）的运动状态及其变化方式。

认识论信息（全信息，comprehension information）：主体关于某事物的认识论信息，是指主体所表述的该事物运动状态及其变化方式，包括运动状态及其变化的外在形式、内在含义和效用价值。

认识论信息的基本分类

语法信息，指主体所表述的事物运动状态及其变化方式的外在形式。

语义信息，指主体所表述的事物运动状态及其变化方式的内在含义。

语用信息，指主体所表述的事物运动状态及其变化方式对于主体目标而言的效用价值。

信息的观察分类

由于引入了主体，引入了认识主体与事物客体之间的关系，认识论信息还衍生出另一组有用的概念，这就是实在信息、先验信息和实得信息的概念。

某个事物的实在信息，是指这个事物实际所具有的信息。事物的实在信息是事物本身所固有的一个特征量，它只取决于事物本身的运动状态及其变化方式，而与认识主体的因素无关。

主体关于某事物的先验信息，是指主体在实际观察该事物之前已经具有的关于该事物的信息。先验信息既与事物本身的运动状态及其变化方式有关，也与主体的主观因素有关。

主体关于某事物的实得信息，是指主体在观察该事物的过程中实际获得的关于该事物的净增（减）信息。实得信息不仅与事物本身的运动状态及其变化方式有关，而且也与主体的观察能力以及实际的观察条件有关。

在理想情况下，主体R关于某事物X的实得信息量\(I(X;R)\)应是X的实在信息量\(I(X)\)与R关于X的先验信息量\(I_{0}(X;R)\)之差。

即“实得信息=实在信息-先验信息”，也即“实得信息+先验信息=实在信息”。实在信息即本体论信息。

对于机器和传输而言，语法与语义、语用无关，语法信息就是数据。对于人而言，语法信息不是数据，而是先验信息，或说信息准备（人的认识论信息不可拆分处理，而通信工程师只用处理信号），这也就是为什么语言哲学关注人类的语言。

信息转换原理

一类信息转换原理：本体论信息到认识论信息

1. 本体论信息S→语法信息X，传感系统
2. 语法信息X→语用信息Z，分为检索（回忆）与计算（体验）两种模式
3. 语法信息X+语用信息Z→语义信息Y，抽象

二类信息转换原理：认识论信息的功能化

1. 通信：信息传递
2. 认知：信息-知识转换
3. 智能：知识-策略转换
4. 控制：策略-行为转换
5. 系统：信息-策略转换

钟义信 著.2013年.信息科学原理[M].5版.北京: 北京邮电大学出版社.

信息链模型（马费成 等，2002年1版；2018年3版）

信息概念

在最为一般的意义上，亦即没有任何约束条件，我们可以将信息定义为事物存在的方式和运动状态的表现形式。

在认识论层次上，我们可以将信息定义为：主体所感知或表述的事物存在的方式和运动状态。这里，主体所感知的是外部世界向主体输入的信息，主体所表述的则是主体向外部世界输出的信息。

信息链

英语的Information是一个连续体的概念，由事实—数据—信息—知识—智能五个要素构成“信息链”（Information Chain）。

• “事实（fact）”是人类思想和社会活动的客观映射；
• “数据（Data）”是事实的数字化、编码化、序列化、结构化；
• “信息（Information）”是数据在信息媒介上的映射；
• “知识（Knowledge）”是对信息的加工、吸收、提取和评价的结果；
• “智能（Intelligence）”则是运用知识的能力。

信息链的上游面向物理属性，信息链的下游面向认知属性。（梁战平，2003）

数据是载荷或记录信息的按照一定规则排列组合的物理符号。它可以是数字、文字、图像，也可以是声音或计算机代码。人们对信息的接收始于对数据的接收，对信息的获取只能通过对数据背景（Context）和规则的解读。背景是接收者针对特定数据的信息准备，即当接收者了解物理符号序列的规律，并知道每个符号或符号组合公认的指向性目标或含义时，便可获取一组数据载荷的信息，亦即数据转化为信息。可以用如下公式表示：数据+背景=信息。

信息是数据载荷的内容，对于同一信息，其数据表现形式可以多种多样。信息告诉我们：“这组符号表达什么。”

知识是信息接收者通过对信息的提炼和推理而获得的正确结论，是人通过信息对自然界、人类社会以及思维方式与运动规律的认识与掌握，是人的大脑通过思维重新组合的、系统化的信息集合。知识告诉我们：“这组数据意味着什么。”

知识的一般传输模式：传输者的知识→数据→信息→接收者的知识

信息转化为知识，关键在于信息接收者对信息的理解能力，即接收者的信息与知识准备。有：信息+经验=知识（陈锐，2000）

智能是解决问题的一种能力和方略，是在一定的环境下针对特定的问题和目的而有效地获得信息、处理信息形成知识和策略、利用策略来解决问题，从而成功地达到目的的能力（钟义信，2002）。智能是被目的所激活的知识，是知识在一定条件下的运动方式。

作为“人类思想和社会活动的客观映射[^1:10]”的事实（fact）实际上是指本体论层次的社会信息（与自然信息相对而言），而数据（data）是本体论信息转化为认识论信息的中介产物（因而具有物理属性，即客观性）。而信息链中心的信息，则是认识论信息。作为正确结论的知识，必定排除了错误，因此知识这种信息集合是信息的子集。显然，智能作为运用知识的能力，不是一种信息。所以就范围而言：知识<信息<数据<事实。

如果将信息链中的数据、信息和知识视为紧密相连的复合概念中的一部分，那么数据可以视为语法信息，将信息视为语用信息（表达什么，是目的的描述），知识视作语义信息（意味着什么，是含义的描述）。

从“对信息的获取只能通过对数据背景（context）和规则的解读[^1:11]”、“背景是接收者针对特定数据的信息准备[^1:11]”可知，数据是事实的编码，也是传输完成后主体实际获得的，即实得信息，在类比理解中被描述为数字、数词、话语；信息准备是指先验信息（即主体观或接收和解读数据前掌握的信息），在类比理解中被描述为单位、量词、语境。即“数据+背景=信息”。

经典DIKW概念链

The Rock

by Thomas S. Eliot, 1934

…… Where is the Life we have lost in living?

Where is the wisdom we have lost in knowledge?

Where is the knowledge we have lost in information?

The cycles of Heaven in twenty centuries

Bring us farther from God and nearer to the Dust.

……

克利夫兰（H. Cleveland）1982年在《未来学家》发表文章《信息即资源》，创建了DIKW的原型。后经泽勒尼（M. Zeleny）等扩展，由劳利（J. Rowley）在2007年集成为DIKW层级模型（知识金字塔）。

Cleveland H. Information as Resource [J]. The Futurist, 1982(12): 34-39.

Rowley J. The wisdom hierarchy: representations of the DIKW hierarchy [J]. Journal of Information Science, 2007, 33(2): 163-180.

DIKW概念链及其量化逻辑（叶鹰，2006年1版；2018年3版）

英文据Measuring Knowledge: A Quantitative Approach to Knowledge Theory

http://article.sciencepublishinggroup.com/html/10.11648.j.ijdsa.20160202.13.html

香农信息论：客观数据D经输入传递系统成为物理信息i，\(i=d\log D\)；

波动-扩散方程组：物理信息i经社会传递，转化为可接收的客观信息I，\(I=bi\)，b为信息传递系数即累积信息压缩率与损失率之积；

对数转换原理：可接收的客观信息I经主体吸收，转化为带有主体价值判断的主观信息J，\(J=v\log I\)，v为价值系数由主观判断；

布鲁克思知识方程式：主观信息J经结构化体系化成为知识K，\(K=K_{0}+kvI(\ln I-1)\)，k为知识转化系数；

符号主义智能观：知识K的综合运用构成智慧W，\(W_j=tr(K_j)\)，j是智能体即主体，\(K_j\)是j的知识矩阵。

这个关系中，有三种信息，物理信息、客观信息和主观信息。胡昌平等（信息服务与用户，2015）认为信息分为三种状态，记录状态、传递状态和接收状态。物理信息即是传递状态，客观信息则是记录状态，主观信息就是接收状态。

图书馆信息职业活动对象模型（于良芝，2016年1版 [2017年重印修订]）

英文据Back to the fundamentals again: A redefinition of information and associated LIS concepts following a deductive approach

https://www.emerald.com/insight/content/doi/10.1108/JD-12-2014-0171/full/html

数据（data），可以被赋予意义或已经被赋予意义的符号或符号集。数据分为先于意义而在的和承载意义而生的。其基本性质是意义的载体或外壳，即数据是相对于意义而存在的。数据可以在剥离或忽略意义的前提下进行独立的观察和处理。

信息（information），利用特定数据表达特定意义的结合物（combined product）。信息=数据+意义（meaning）。信息={数据的形式}+{意义的类别}。信息可分为更小的“信息块”。

知识（knowledge），是信息的意义类别之一。知识是人们通过复杂的智力活动（intellectual labor）而形成的对自然、人和社会（特定现象）的认识和见解。它的生成需要满足特定条件（比如被足够多的证据验证），而条件的具体标准通常由学术共同体控制；它具有一般事实所不具有的解释力、洞察力和预见力，因而可以成为决策的依据。知识是智慧的来源。

知识声称，作者为公布其知识发现和确认其发现权而形成的原始知识记录。现代社会最常见的是学者向刊物提交的论文稿件。

文献（document），为了表达思想、学习、参考、贮存、交流的需要，通过一定的记录方式将信息记录在某种实物载体（material media）上形成的产品。文献=数据+意义+实物载体，即文献=信息+实物载体。知识声称是一种文献。文献是一种物理实体（physical entity）。

文献的实物载体（material media），用来记载知识或信息的人工附载物。

文献的记录方式，将表达特定知识、消息、事实等意义的特定数据物化到实物载体之上的方式，或把特定信息从一种载体转移到另一种载体知识的方式。

作品（work），文献中的讯息（message）。作品与信息属于同一范畴，是信息的一种，但外延略小。作品是投入了相当智力投入的信息。作品是一组完整的数据表达一个相对完整的意义，因而不可细分。作品是智力型信息的一个单元，是LIS中最常用的信息单位。

图书馆信息职业的主要活动对象是信息和文献，基本对象是作品。知识一经表达即与数据结合成为信息。承载意义而生的数据直接以信息形态被管理。而先于意义而生的纯数据一般由采集者管理（分散状态），由于现代信息技术而体现价值，对其态度仍有分歧，但并不妨碍特定单位的数据活动展开。

先于意义而在的数据是延时赋予，承载意义而生的数据是即时赋予。

数据可以在剥离或忽略意义的前提下进行独立的观察和处理。香农在信息论中证明的即是这一点——语法信息可以独立于内容和用途进行处理。

“信息=数据+意义”与“信息=数据+背景”有细微差别，即意义（meaning）与背景（context）的差别。“背景”强调生成和解读，“意义”强调主体获得的结果。数据的形式、意义的类别。即数据是语法信息、意义是语义信息和语用信息的结合。“背景”更看重语用信息，“意义”更突出语义信息。

作品的语义和语用有所区别；而在未融入智力劳动的信息中，语义=语用。

非链关系（叶继元等，2018年1版）

信息，广义指客观事物的存在、运动和变化的方式、特征、规律及其表现形式；狭义指用来消除随机不确定性的东西。已经被认识到的信息即认识论信息。

数据是认识论信息的一种类型（数据<信息），包括“有意义、价值、关联”的部分（狭义信息）和暂时“无意义、价值、联系”的部分。

知识是系统化、有价值、有用的信息。是认识论信息的子集（知识<信息），与数据是交叉关系。

智慧（wisdom）是针对问题可活用、能解决问题的知识（智慧<知识）；智能是付诸行动的智慧。（根据图表，智慧与数据是交叉关系）