【原著解讀】丹尼特的《心靈的演化》:信息是什麼?
歡迎來到信息時代
如果說,我們生活在一個分析時代,那麼人們就會問,什麼「分析」?心理分析?化學分析?統計分析?概念分析?
同樣,當我們說自己生活在一個信息時代,也要問,什麼「信息」?
信息是什麼?
我們平日里說,大腦是信息處理器官;人類是吃信息的動物;光(電磁波)中有信息;神經系統的任務就是從環境中汲取信息以指導成功的行為;我們淹沒在信息之海中;我們不再能掌控自己的個人信息了;CIA的任務就是收集敵人的信息……
以上句子中的「信息」這個概念,有相似之處,也有不同之處。香農在1948年給出了信息的數學理論,這種理論可以對信息的量做出衡量(以比特為單位),而不管信息本身是關於什麼的。就像對液體的量進行衡量,而不用管液體本身是水、酒、油、汞等東西。
丹尼特將那些具體的液體稱之為語義信息,將香農所發明的可以實現信息度量的數學理論中的信息,稱之為香農信息。通常,我們用二進位編碼的方式表達語義信息,並且將之儲存在光碟、硬碟等載體中。
信息的編碼通常是將模擬信號變成數字信號,將連續變數變成離散變數。大腦也是一個信息處理器官,視網膜上的感光細胞、耳朵里的聽毛細胞、還有皮膚上的熱量感受器官等等感覺器官會將物理信號轉變為神經信號,這些神經信號再傳送給大腦,經過一些我們還不知道細節的處理,再將神經信號發送給效應器官,指揮肢體運動,或者腺體分泌激素。
在丹尼特看來,今天的認知科學還處在一個起步階段,大致上相當於演化生物學家還不知道DNA的階段。那時,人們只知道表現型,不知道基因型。而且,認知科學的發展難度也會比生物學要高,因為基因信息都是用ACGT這四種鹼基的排列組合來表徵的,而語義信息似乎不必要用特定的方式來表徵,它的表徵方式很多樣。
比如,小明殺了他舅舅。警察小張推測出小明是殺人兇手。而小李從報紙上看到小明殺了他舅舅從而被抓起來。現在,我們有同一個語義信息:小明殺了他舅舅。而小明、小張、小李這三個人對這同一個語義信息有著完全不同的表徵和獲取方式。
我們如何表徵語義信息?
在今天這個信息大爆炸時代,大家可能不能體會語義信息有多麼寶貴。只有那些天天以獲取重要信息為職業的人(比如情報部門、刑偵警察、商業間諜等),才對信息的價值有切身體會。Robert Anton Wilson將耶穌一輩子所獲得的語義信息定義為1耶穌(單位)。而到了1500年左右,人類所積累的信息才達到2耶穌。1750年到了4耶穌,1900年變成了8耶穌,1965年已經達到64耶穌,而今天已經不知道達到了多少耶穌了。
對於所有人來說,那些至關重要的語義信息,被Luciano Floridi稱之為經濟信息。這些是我們從事經濟生產活動所必須的信息。一個農夫需要知道如何務農,一個司機需要知道如何開車,一個心理學家需要知道如何從事心理學研究。為此,我們需要知道大量事實類信息(learning what)和程序類的信息(learning how)。 沒有這些信息,我們就無以為業,難以生存和發展。有了這些信息,我們就能達到更高的社會經濟地位。
但有時候,我們也會刻意不去知道一些信息。因為對信息的認知加工過程,也就是人腦的信息處理過程,往往是無意識的。我們一旦知道某個信息,就無法再不去知道這個信息了。比如,在雙盲實驗的時候,一旦主試和被試知道實驗內情,就會對實驗結果的客觀性產生干擾。這種干擾是不由自主的,所以乾脆直接不讓雙方知道內情,營造一種刻意的無知。
有用的信息,我們就稱之為information,錯誤的信息稱之為misinformation,可以製造出來起誤導作用的信息稱之為disinformation。這三類信息並沒有嚴格的區別,就像bug和feature沒有嚴格區別一樣。有用的信息能幫助這個生命體(複雜機器)應付其affordances,幫助其更好地適應環境,活下來並繁衍後代。這些信息存在於光中、存在於分子中、存在於機械波中、存在於各種地方。它們是那些重要的差異(a distinction that makes a difference)。對於人類來說,吸收這些重要的差異可以讓我們掌握世界的規律,從而預測未來的情況,還能針對具體的情境,在正確的時間做出正確的行為。
語義信息並不是語句。說出來的話或者寫下來的句子,只是表達信息的一種方式。句子(圖像)和聲音(機械波)本身並不是信息,它們是信息的載體。就像DNA並不等同於遺傳信息,DNA是遺傳信息的載體。語義信息不需要被編碼成某個載體才能存在,語義信息本身就存在,哪怕它沒有被編碼。
人腦是一個信息處理器官。感覺器官傳來一大堆信息,人腦區分其中的噪音和信號,儲存下有用的信息以便將來利用,然後將信息傳遞給效應器官。這個過程有可能出錯。而且,小明認為是噪音的信息,小強可能認為是信號。同一段信息,30年前的小明因為年少無知而認為是噪音,30年後的小明又因為有了更強的信息理解能力從而認為其是信號了。畢竟,丹尼特給信息的定義是那些值得獲取的設計。
獲取那些語義信息之後,我們人類相當於對自己進行了重新編程設計,從而變得更優化(在特定環境下,也可能劣化),更擅長應付自己的affordances。然而,人類獲取information的能力越強,避免misinformation的能力也越強,而製造disinformation的能力也越強。人類很容易破解自然的奧秘,因為自然並不會刻意欺騙人類。只有人類這種世上最強的信息處理機器,才能騙到別的世上最強的信息處理機器。欺騙(誤導)和反欺騙(誤導)是一場軍備競賽,每個人都是其中的參與者。
商業機密、專利、版權以及查理·帕克對爵士樂的影響
引用一段丹尼特寫的總結性原文:
1. Semantic information is valuable—misinformation and disinformation are either pathologies or parasitic perversions of the default cases.
2. The value of semantic information is receiver-relative and not measurable in any nonarbitrary way but can be confirmed by empirical testing.3. The amount of semantic information carried or contained in any delimited episode or item is also not usefully measurable in units but roughly comparable in local circumstances.4. Semantic information need not be encoded to be transmitted or saved.
我不去翻譯這段信息了。再接下來講那些寶貴的語義信息。其中最典型的,也就是那些商業機密。
假設你是一個廠家的老闆,你的競爭對手開發出了一款非常棒的新產品,一旦上市,就會遠遠超過你生產的產品。此時,你肯定很想知道對手是如何生產出那個新產品的。
你會想辦法拿到對手的產品。但是,這個產品的內部結構保護得很好,一旦拆開,就會造成一定的破壞,到時候就不知道產品設計的秘密了。所以,你派出了一個商業間諜,打入競爭對手廠家內部,了解詳情。
然而,這個商業間諜拿不到設計藍圖。那如何才能獲得這個產品的信息,從而讓我方也能設計出相似的產品呢?
最完美的方法不是拿一台科幻電影中出現了複製機器,從原子的層級複製一個一摸一樣的。這種複製機器本身幾乎不可能實現,而且,假如實現了,如果使用成本也很低,那到時候就根本不用考慮商業機密上的事情了。想要什麼好東西,都可以直接讓這個機器來生產就行了。
破解產品設計的機密語義信息的最好方法,就是派一個我方的資深工程師去當商業間諜。我方工程師的腦袋裡有大量相關的語義信息,他有能力理解對方的產品設計。在理解了對方的產品設計之後,我方工程師甚至可以做出更好的設計。我方工程師要的不是產品,而是語義信息。獲取這種信息的方式,最好的是設計圖。實在不行,給一個內行人呈現最終產品,他也能通過逆向工程的方式,反推出設計圖,然後再製造出類似的產品。
語義信息和香農信息的區別在這個案例中一目了然。只有對於工程師來說有價值的信息才是語義信息,而對於原子複製機來說,任何事關原子不同的排列組合狀態的信息都是香農信息。由於語義信息很有價值,所以才會有法律保護這些信息,不讓他人侵犯原創者的專利。
丹尼特引用了加拿大的專利保護髮條,其中有這樣的規定,要想獲得專利保護,就要說明這個發明是有用的新東西。也就是說,這個發明設計首先是有用的,然後它還是你發明的。具體來說,你的發明設計所承載的信息,能讓其他試圖解決同樣問題的人說「這就是我想要的信息」。而且,給一個擁有日常知識的人這些信息,他能立即看出這個新發明。
我們可以給概念申請專利,哪怕這個概念只是一個概念,還沒有可以運作的實際產品。但我們沒有辦法給概念申請版權,最多給概念的特定表達方式申請版權。詩歌、畫作等給人類提供審美價值的東西可以有版權。但思想本身不可能有版權,牛頓和萊布尼茨無法阻止他人學會微積分,弗雷格和羅素也無法阻止他人學會謂詞邏輯。一個語義信息的價值一旦被別人理解,那就立即被別人成功得到(竊取)了。
人類試圖嚴格區分審美價值和實用價值,區分娛樂功能和實用功能,這種嚴格區分並不存在。從達爾文提出的性選擇理論來看,美本身就是終極價值,它可以讓交配對象選中自己,從而讓這種美的特質遺傳下去,複製開來。就像我在「信息大爆炸時代的生存指南」中所說的,信息的味道和營養永遠都是交織在一起的。「有用」和「美」幾乎是同義詞。
筆者的補充
最後,我想談一談這一章的內容給我們提供的教育上的價值。
上一章中,我們知道了,動物是其活動環境中的問題解決器。人類也是動物,也需要解決自己affordances中的問題。而語義信息能給人更強的問題解決能力,所以語義信息本身就很寶貴,獲取這些信息對我們人類來說,非常重要。
然而,我們又無法直接給寶貴的語義信息設置版權,最多給語義信息的載體設置版權。這意味著,那些最寶貴的語義信息,其實都是免費的,所有人都可以自由獲取。
有人可能要問了,既然最寶貴的語義信息都是免費的,那麼世界上為何還有貧富差距呢?那些最窮的人和最富有的人生活在同一個世界裡,難道不知道去利用這些寶貴的語義信息給自己帶來回報嗎?
麻煩在於,我們人類並沒有生活在同一個世界裡,沒有共享同一個affordances。制約人們獲取寶貴語義信息的,不是錢,而是有限的信息提取和處理能力,也就是理解能力。
舉個最簡單的例子。丹尼特寫的這本書,From Bacteria to Bach and Back:The Evolution of Minds。它上面的文字是有版權的,我不可以照抄其中的文字,然後說這些文字都是我寫的。但是,這本書所表達的思想是沒有版權的,我可以自由地獲取(竊取)這些寶貴的語義信息,將這些思維工具安裝進我的頭腦中,增強我自己的思維能力,從而更好地解決我的活動環境中的問題。
問題來了,這麼寶貴的語義信息,為何別人不去爭先恐後地竊取呢?
最簡單的原因,如果一個人不懂英語,那這本書也就讀不懂。而且,如果一個人事先不具備哲學、心理學、計算機科學、生物學、語言學等各個領域的相關知識,不了解丹尼特的其他作品所表徵的思想,腦袋裡沒有相關語義信息,那麼也就無法理解這本書中的語義信息,自然就不可能竊取其中的有價值的設計了。
人類較之其他動物最大的優勢,就在於人類是格里高利式造物,其他動物最多只是波普爾式造物。其他動物不知道自己會思考,只有人類知道自己會思考。於是,人類就可以思考如何更好地思考,人類可以增強自己的思維能力,而其他動物做不到這點。人類增強自身思維能力的方法也不難,每個人每天都會用這種方法,就是抄襲自己的affordances中有用的語義信息,而不是自己再重新發明輪子。對於某個家庭主婦小張來說,一旦從朋友哪裡聽到某處有更加物美價廉的菜可以買到,就會去另一個地方買菜。對於某個司機小李來說,一旦知道某種更好的汽車保養方式,就會用新方式來替代自己以前的舊方式。對於我來說,一旦知道有什麼更好的思維方式,或者教育方式,就會用這種新方式來替代自己以前的老方式。
又有人要問了。既然所有人都知道抄襲自己affordances中的那些寶貴的語義信息,從而增強自己的思維能力,那為什麼還是會有貧富差距呢?
答案很簡單,因為人們的affordances不一樣,人們獲取(竊取)語義信息的能力有差異,有的人水平更高,有的人水平很低。丹尼特舉的例子是查理·帕克對爵士樂的影響。查理·帕克是一個非常優秀的薩克斯風演奏家,假定其爵士樂演奏水平是90分。小明和小強也懂爵士樂,來聽查理·帕克的演奏,就是為了向其取經。然而,小明的爵士樂水平只有20分,小強則有70分。那麼,小強就能容易理解查理·帕克的演奏中所蘊涵的語義信息,聽完其演奏後,自己會受到更多的啟發,幫助自己也創作出優秀的爵士樂。而小明自身理解能力相對有限,他雖然也知道查理·帕克的演奏非常好,但自己能從中理解的語義信息更少,聽完以後的收穫也就越少,自己的爵士樂水平的提升就不會有小強那麼高。
這一章是第六章,解讀就先到這裡。第七章是講一個幫助我們更好地理解演化論的思維工具(一個立體的圖表),用文字的形式很難講清楚,所以就直接跳過。下一次是解讀第八章,內容關於人類大腦的結構和功能,也會提到人腦這種由蛋白質組成的信息處理機器和計算機這種由半導體晶元組成的信息處理機器有何相似與差異。對神經科學、人工智慧、計算機科學、認知科學等領域感興趣的朋友,會喜歡第八章的。
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