第四章 信息系統(tǒng)的一般模型

? ? ? ?為對信息活動進行詳盡地討論，有必要建立信息系統(tǒng)的一般模型。本章在對申農(nóng)的信息系統(tǒng)模型和西蒙的物理符號系統(tǒng)假設(shè)的模型進行具體剖析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了信息創(chuàng)生系統(tǒng)和信息實現(xiàn)系統(tǒng)的一般模型，并由此表明了一般信息系統(tǒng)的多樣性和復(fù)雜性。

一、作為信息接收系統(tǒng)的申農(nóng)模型

? ? ? ?通訊信息論的創(chuàng)始人申農(nóng)從通訊的角度建立了一個一般信息系統(tǒng)模型，該模型的具體圖示如下：

? ? ? ?信源（信息發(fā)送端）：產(chǎn)生信息或信息序列之源；

? ? ? ?消息：存儲和傳遞信息的方式和手段，如，文稿、信函、數(shù)據(jù)等，是信息和載體的統(tǒng)一；

? ? ? ?信號：適宜消息在信道中傳輸?shù)男问?/span>，是一個實在的物理過程，如電脈沖；

? ? ? ?編碼器：將消息變換為信號的裝置或系統(tǒng)，如電碼本、密碼本、計算程序等；

? ? ? ?信道：傳輸信息（或消息）的介質(zhì)、通道或系統(tǒng)，可分為有形信道（如電線、電纜）和無形信道（如電磁波、聲波）；

? ? ? ?噪聲：信道內(nèi)部或環(huán)境對信號的干擾；

? ? ? ?譯碼器：將信號與干擾噪聲分離檢出，并將信號反變換為消息的裝置或系統(tǒng)；

? ? ? ?信宿（信息接收端）：接收信源信息或信息序列者。

申農(nóng)通訊信息系統(tǒng)模型具有兩個方面的重大缺陷：

? ? ? ?一是該模型未能注意信息系統(tǒng)的一般反饋性機制；

? ? ? ?二是該模型描述的還僅僅是信息接收系統(tǒng)。這在一般通訊過程中是夠用了，因為通訊的主要目的就是在接收端再現(xiàn)發(fā)送端的信息。

? ? ? ?然而，信息系統(tǒng)絕非僅僅是信息接收系統(tǒng)這樣的一種類型，它還有信息創(chuàng)生系統(tǒng)（通過信息加工創(chuàng)造出新的信息的系統(tǒng)），以及信息實現(xiàn)系統(tǒng)（通過實踐將目的性信息轉(zhuǎn)化為客體的結(jié)構(gòu)信息的系統(tǒng)）。

? ? ? ?由于存在著上述兩大缺陷，尤其是關(guān)于第二個方面的缺陷，所以，無論是申農(nóng)系統(tǒng)模型，還是由此模型派生出來的一系列相關(guān)模型，都不能真實而全面地對一般信息活動的過程予以描述。

? ? ? ?針對申農(nóng)模型的缺陷，我們還有必要在引入反饋機理的前提下，去探討信息創(chuàng)生系統(tǒng)和信息實現(xiàn)系統(tǒng)的一般模式。

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二、物理符號系統(tǒng)假設(shè)

? ? ? ?美國著名的科學(xué)家、認知心理學(xué)和人工智能的創(chuàng)始人之一西蒙等，從人與機器的智能活動的信息加工活動的角度提出了一個“物理符號系統(tǒng)假設(shè)”。他指出：“用“物理符號系統(tǒng)’主要是強調(diào)所研究的對象是一個具體的物質(zhì)系統(tǒng)，如計算機的構(gòu)造系統(tǒng)、人的神經(jīng)系統(tǒng)、大腦的神經(jīng)元等。所謂符號就是模式，任何一個模式，只要它能和其他模式相區(qū)別，他就是一個符號。”“符號即可以是物理的符號，也可以是頭腦中的抽象的符號，也可以是計算機中的電子運動模式，還可以是頭腦中神經(jīng)元的某種運動方式。”

? ? ? ?西蒙認為，一個完整的物理符號系統(tǒng)，即一個能表現(xiàn)出智能活動的系統(tǒng)，起碼應(yīng)該具有下列的6種功能：

? ? ? ?1.輸入符號：紙、鉛筆加上手的運動，可以給白紙輸入符號；

? ? ? ?2.輸出符號：紙本身并不能輸出符號，但我們的眼睛可以使之輸出，當(dāng)我們閱讀時，文字符號就從紙上輸出而進入眼睛了；

? ? ? ?3.存儲符號；

? ? ? ?4.復(fù)制符號：認出“心理學(xué)”三個字，并把這三個字復(fù)制出來，存儲在某個地方就是復(fù)制符號；

? ? ? ?5.建立符號結(jié)構(gòu)：通過找到各種符號之間的關(guān)系，在符號系統(tǒng)中形成符號結(jié)構(gòu)；

? ? ? ?6.條件性遷移：依賴已掌握的符號而繼續(xù)完成行為，如果在記憶中已經(jīng)有了一定的符號系統(tǒng)，再加上外界的輸入，就可以繼續(xù)完成這個活動過程。

? ? ? ?其實，“物理符號系統(tǒng)假設(shè)”提出的是一個信息創(chuàng)生系統(tǒng)模型，并且，這個信息創(chuàng)生系統(tǒng)是以信息接收、識辨、儲存和闡釋為前提的。具體說來，在“物理符號系統(tǒng)假設(shè)”所列的6種功能中，“輸入符號”指的是信息的接受；“存儲符號”指的是信息的儲存；“復(fù)制符號”指的是信息識辨及其儲存；“建立符號結(jié)構(gòu)”指的是新信息的創(chuàng)造；“條件性遷移”指的是對掌握信息的進一步的闡釋并由此指向?qū)б袨榈幕顒?/span>；“輸出符號”則與“輸入符號”一起又指明了系統(tǒng)的對外開放性。

? ? ? ?顯然，“物理符號系統(tǒng)假設(shè)”模型對于信息加工系統(tǒng)功能的解釋還僅僅著眼于信息活動的結(jié)果的角度，要全面揭示信息創(chuàng)生系統(tǒng)的一般模式，還有必要不僅從活動的結(jié)果方面，而且從活動的過程（加工處理信息的操作環(huán)節(jié)）方面來予以考察。

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三、信息創(chuàng)生系統(tǒng)

? ? ? ?信息創(chuàng)生系統(tǒng)是一個通過對已有信息的加工處理而產(chǎn)生出新的信息的系統(tǒng)。這類系統(tǒng)的工作不同于一般信息傳遞和接收過程中的編碼、譯碼活動。信息創(chuàng)生的著眼點不是要對已有信息的模式、內(nèi)容進行簡單保持、變換、再現(xiàn)或復(fù)制，而是要對之進行創(chuàng)新性的改變。根據(jù)信息活動的一般特性，信息創(chuàng)生是通過信息復(fù)合和重組來實現(xiàn)的，這一過程與對已有信息的重新分解組合、選擇、匹配和建構(gòu)的創(chuàng)造性活動相一致。

? ? ? ?可以把一個最簡單的信息創(chuàng)生系統(tǒng)看成是一個信息加工器，這一加工器可以依據(jù)特定的加工規(guī)則和方式對其所獲得的信息進行重組，并通過這一重組生產(chǎn)出新的信息。

? ? ? ?信息加工器的工作原則可能是決定論式的，也可能是非決定論式的。這里的“非決定論”的含義是在一種特指的意義上使用的，即僅只在非完全性非決定論式的，或稱部分非決定論式的意義上使用。

? ? ? ?按決定論方式活動的信息加工器的工作原理是機械化式的，對特定的輸入信息集Xi的加工只能產(chǎn)生特定的輸出信息集Yi，只有當(dāng)輸入信息集改變了的時候，才可能改變輸出信息集?？梢园熏F(xiàn)有水平的計算機看作是這樣的按照決定論方式工作的信息加工器的例子。

? ? ? ?按非決定論方式活動的信息加工器的工作原理是非機械化的，這樣的信息加工器具有內(nèi)在信息處理方式的隨機性，這種內(nèi)隨機性的存在導(dǎo)致了信息加工器對特定的輸入信息集Xi；（腳碼i為一特定數(shù)）的加工可能會產(chǎn)生出多種輸出信息集YH（腳碼H可能是1，2，?????，n）中的任一種或任幾種。人的思維的信息加工過程就是非決定論式的。

? ? ? ?按非決定論方式工作的信息加工器的內(nèi)隨機性的產(chǎn)生是由其內(nèi)在結(jié)構(gòu)和工作方式的復(fù)雜性所決定的。

? ? ? ?以人腦的信息加工活動為例，一個復(fù)雜的具有內(nèi)隨機性的信息加工器是由諸多信息加工單元（子系統(tǒng)）復(fù)合而成的復(fù)雜系統(tǒng)，并且任一子系統(tǒng)的工作方式及其先已儲有的信息模式都是極多樣和極大量的，內(nèi)隨機性的產(chǎn)生就來自這些子系統(tǒng)對其多樣的工作方式和儲有的多種信息模式的隨機選擇、變換、匹配、復(fù)合和重組性。

? ? ? ?圖2.4.4標(biāo)明了一個較為完善的按照非決定論方式工作的信息加工系統(tǒng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)模式。

一個信息創(chuàng)生系統(tǒng)是一種多重信息加工功能的復(fù)合系統(tǒng)。具有內(nèi)隨機性的信息創(chuàng)生系統(tǒng)是由9個功能性子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)式聯(lián)結(jié)而形成的。

? ? ? ?信息接收子系統(tǒng)：它是外部信息的輸入端，負責(zé)從環(huán)境中獲取信息，并對之進行再現(xiàn)性的識辨和認知。

? ? ? ?信息儲存子系統(tǒng)：其功能是將外部接收的信息，以及內(nèi)部生成的信息儲存起來，以備后續(xù)之信息加工活動使用。相對于人腦信息儲存的功能而言，其儲存的信息內(nèi)容既包括各類感知所獲取的感性材料，也包括思維所創(chuàng)造的理性知識成果，還包括處理信息的程序、方式、規(guī)則等等。

? ? ? ?信息選擇子系統(tǒng)：它為各種層次的信息加工活動提供信息篩選、抽取，從而使系統(tǒng)的信息加工活動具有了相應(yīng)的選擇性。

? ? ? ?信息編碼子系統(tǒng)：它能以系統(tǒng)自身特有的方式對各類信息進行編碼，通過編碼將對象信息變換為易于為系統(tǒng)所傳輸、儲存和操作加工的形式。相對于人腦的信息加工來說，除一些生理性編碼，如電信號、化學(xué)信號，特定的突觸結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、易化通路結(jié)構(gòu)等等之外，還有建立在各類生理性編碼之上的意識層面的編碼方式，如形象表象、概象模式和抽象語言符號體系

? ? ? ?信息闡釋子系統(tǒng)：負責(zé)對各類編碼中的模式或符號所代示的信息內(nèi)容的破譯、解讀和表達，以便對所處理的信息進行準(zhǔn)確和必要的把握和理解。

? ? ? ?信息監(jiān)控子系統(tǒng)：它能為各類信息加工活動提供普遍的覺醒、注意背景，并能對各類信息加工的方向、方式、速度、質(zhì)量、過程及結(jié)果進行合乎目的性的監(jiān)督和控制。

? ? ? ?信息評價子系統(tǒng)：它能對各類信息內(nèi)容，編碼、闡釋的方式，監(jiān)控的效果，以及各類信息加工活動的過程和結(jié)果予以評價。這些評價包括真?zhèn)涡詥栴}、精粗性（質(zhì)量性）問題、邏輯性（加工規(guī)則、方式的合理性）問題、效用性（價值性）問題等等。

? ? ? ?信息建構(gòu)子系統(tǒng)：它具有對各類選擇出的信息進行具體的匹配、復(fù)合、重組的功能。這一子系統(tǒng)的工作處于信息創(chuàng)生系統(tǒng)的核心地位。各類創(chuàng)造性的新穎信息正是通過這一信息建構(gòu)的活動而被創(chuàng)生出來的。當(dāng)然，不能把這一信息創(chuàng)生活動理解為僅僅是在信息建構(gòu)子系統(tǒng)的獨立工作過程中實現(xiàn)的。信息創(chuàng)生的真實情景是，信息建構(gòu)子系統(tǒng)的活動必須在其他子系統(tǒng)所提供的一般背景和協(xié)同支持的條件下才可能進行。

? ? ? ?信息輸出子系統(tǒng)：它是對外部環(huán)境的信息輸出端，負責(zé)把系統(tǒng)中之相應(yīng)信息向系統(tǒng)之外傳遞。顯然，信息輸出子系統(tǒng)對外部輸出的信息可能是各種各樣的、多層級的。它既可以把信息接收子系統(tǒng)所獲取的外部信息不加改造地直接又轉(zhuǎn)而輸出給環(huán)境，也可以把系統(tǒng)自主創(chuàng)生出來的新的信息輸出給環(huán)境，還可以把各類處于不同層級的加工過程中的信息內(nèi)容以及信息活動的過程和結(jié)果適時輸出給環(huán)境。這樣，無論是通過信息加工所產(chǎn)生的成品信息、半成品信息、原始材料信息，還是信息加工活動本身的狀太、過程的信息；無論是現(xiàn)實直接獲得的信息，還是在信息儲存子系統(tǒng)中已經(jīng)內(nèi)化存儲著的歷史保持著的信息，只要在特定的背景條件下，都可以通過信息輸出子系統(tǒng)向系統(tǒng)之外輸出。

? ? ? ?顯然，上面簡釋的9個子系統(tǒng)的活動是相互協(xié)同、支持、互為背景和條件的，無論是哪一層級上的信息加工活動，也無論是哪一個子系統(tǒng)的活動的展開都需要所有的子系統(tǒng)作為一個整體來動作。

? ? ? ?圖2.4.4中的網(wǎng)絡(luò)式聯(lián)結(jié)的本意就是要充分顯示信息創(chuàng)生系統(tǒng)活動方式的這種整體性、綜合性和復(fù)雜性。而信息創(chuàng)生系統(tǒng)所呈現(xiàn)出的內(nèi)在隨機性特征，則正是由于它的諸多子系統(tǒng)間協(xié)同動作，以及內(nèi)部儲存信息的選擇匹配、建構(gòu)處理上的內(nèi)容和方式上的可能的普遍具體差異性所造成的。

四、信息實現(xiàn)系統(tǒng)

? ? ? ?信息實現(xiàn)系統(tǒng)是一種具有目的性的行為系統(tǒng)。這類系統(tǒng)中的最好的例子便是人的實踐行為系統(tǒng)。相對于人來說，信息實現(xiàn)系統(tǒng)是指通過人的實踐活動將人所創(chuàng)造的目的性信息轉(zhuǎn)化為客體的結(jié)構(gòu)信息的系統(tǒng)。要理解這一信息實現(xiàn)系統(tǒng)，首先有必要從信息活動的角度對實踐活動的本質(zhì)做出相應(yīng)的解釋。

? ? ? ?實踐唯物主義者們堅持說，人的實踐活動具有世界本體意義的純物質(zhì)性活動的性質(zhì)，并主張把它完全歸結(jié)到“客觀實在”的范疇之中。實踐唯物主義的這一觀點的最大困難在于無法解釋實踐活動中的目的指向性。

? ? ? ?參見肖前主編《馬克思主義哲學(xué)原理》（上冊），北京，中國人民大學(xué)出版社，1994年版，第88~91頁。該書這樣寫道：“馬克思主義哲學(xué)經(jīng)典作家關(guān)于物質(zhì)概念的基本思想是，物質(zhì)是標(biāo)志客觀實在的哲學(xué)范疇，是對一切可以從感覺上感知的事物的共同本質(zhì)的抽象，因而它既包括一切可以從感覺上感知的自然事物，也包括可以從感覺上感知的人的感性活動即實踐活動；這種客觀實在獨立于我們的精神而存在，為我們的精神所反映。”

? ? ? ?在這段話中，不僅將人的實踐活動歸結(jié)為客觀實在的觀點是難以成立的，而且由此段話所可能推出的另一個觀點則仍然是站不住腳的。

? ? ? ?這一觀點便是：人類的感覺尚無法感知的那些自然事物則不一定是客觀實在的，如，暗物質(zhì)、不可視物質(zhì)等。

? ? ? ?我們知道，實踐活動是人之有目的的自由自主的改造世界的活動，實踐活動的起點不是客觀對象本身的運動，而是人的主觀意志的設(shè)計。

? ? ? ?這一設(shè)計首先是指要實現(xiàn)的目的，其次是指為實現(xiàn)此目的而設(shè)定的計劃。這些目的、計劃都屬于主觀精神的創(chuàng)造，而并不直接就是客觀的物質(zhì)活動。為實現(xiàn)目的，為實施計劃，這才有了對改造對象的選擇，對作用于被改造對象的手段和方式的選擇等等，之后才可能進人對對象實施改造的過程，以及獲得改造的結(jié)果（使對象符合人之目的的設(shè)計）。

? ? ? ?可見，目的指向性是實踐活動中之最為本質(zhì)的規(guī)定方面。當(dāng)然，展開著的實踐過程及其結(jié)果本身同時又具有可感的物質(zhì)性活動的特點，但是，卻不能由此結(jié)論說，實踐能純粹獨立于人之意識而存在，不以人之意志為轉(zhuǎn)移。實踐在本質(zhì)上是一種人的精神活動控制下的，為實現(xiàn)目的的設(shè)計而展開著的活動。

? ? ? ?目的、計劃的設(shè)計不同，實踐活動展開的方式和所可能達到的結(jié)果也會有所差異。當(dāng)然，這并不意味著目的和計劃可以任意地左右客觀對象的本性，而只是強調(diào)只要目的、計劃是合乎對象本性的，人們就會通過計劃的實施把對象改造成目的設(shè)計的樣子。在這里，實踐活動與一般的物質(zhì)性活動的區(qū)別恰恰在于它是由人的精神活動設(shè)計的和控制的。

? ? ? ?就此而論，把實踐活動完全歸結(jié)為物質(zhì)活動的觀點，顯然是難以成立的。這是將人的目的性行為降低到動物的本能行為的層面、降低到一般物活動的層面來予以理解，同理，這是將人降低為動物、降低為一般物。

? ? ? ?從信息活動的角度來看，實踐活動中的目的性、計劃性都首先是一種主體創(chuàng)造的再生信息，而被改造的對象的改變并不是物質(zhì)量上的多些或少些的變化，而主要是組構(gòu)方式，即信息結(jié)構(gòu)的變化。

? ? ? ?我在一些相關(guān)的論著中，曾對實踐活動的信息意義進行過較詳細的論述，本書第四編第一章中我還將對此問題進一步予以討論，在此僅將我所持的一些基本觀點予以表述。

? ? ? ?人的實踐活動與一般的物質(zhì)運動活動有著質(zhì)的差別。實踐過程首先是從人的主體目的性開始的，在實踐的物質(zhì)運動過程未曾展開之前，人們要制造的產(chǎn)品形象，人們?yōu)橹圃齑水a(chǎn)品而選擇的手段、方式，所擬定的計劃都已作為概象或符號的信息在人的意識中被設(shè)定好了，這就是主體在實踐之前所擬定好的目的性、計劃性信息。

? ? ? ?這種認識中的主體創(chuàng)造的再生信息要求主體發(fā)出行為啟動的指令信息，通過人的神經(jīng)激發(fā)人的運動器官行動起來，操作選擇好的工具，作用于選擇好的客體對象。在這一實踐的系列過程中，主體信息一直起著規(guī)定實踐的方向、設(shè)計實踐的程序和方式、選擇實踐的手段、工具和對象、控制實踐的進度、程度的作用，主體外化出來的信息是貫穿這一全過程的主線通過這一過程，主體的目的性信息最終在客體中得以實現(xiàn)，改變了客體的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)，使之成為符合人的目的設(shè)計的產(chǎn)品（物質(zhì)產(chǎn)品、精神產(chǎn)品）。

? ? ? ?無論從實踐的開始（目的、計劃的設(shè)定）、實踐的過程（主體器官的運動、對工具的選擇和操作、對對象的選擇和加工改造），還是從實踐的結(jié)果（對象的被改造）來看，都具有信息活動的意義，而實踐活動本身要完成的也只不過是把主體認識中的目的性信息轉(zhuǎn)化為客體的結(jié)構(gòu)信息，這一過程的完成又直接依賴著主體認識中為完成這一過程所設(shè)計的計劃性信息的實施。

? ? ? ?這樣，我們便可以從信息活動的角度對實踐做出如下一個一般性的規(guī)定：實踐是一個主體信息在客體中實現(xiàn)的過程，主體創(chuàng)造的一種信息（目的性）通過主體創(chuàng)造的另一種信息（計劃性）實施的中介潛人客體，化為客體的特定信息結(jié)構(gòu)被生產(chǎn)出來了。

? ? ? ?根據(jù)我們對實踐的信息活動意義的規(guī)定，我們可以用圖2.4.5來形象地表示信息實現(xiàn)系統(tǒng)的一般模式。關(guān)于“工具1→工具2?????→工具n”的設(shè)計考慮了主客體間的可能的多級工具中介的情況，而“結(jié)構(gòu)信息改變”的環(huán)節(jié)用虛箭頭表示則是要指明可能存在的目的信息實現(xiàn)的不完全性或扭曲性等情況。

信息哲學(xué) —— 鄔焜

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