信息到底是什么？信息定义了我们生活的一部分

我们生活在信息爆炸的时代。信息从来没有像现在这样容易获取。信息就是力量，就是金钱，信息定义了我们生活的一部分。

什么是信息？

但是信息到底是什么？我们以为自己已经理解了这个概念：即许多事实和帮助我们探索世界的想法。事实上，我们和其他动物一样，都进化出极其复杂的器官来收集信息。毫无疑问，信息是重要的。

有一个事实似乎非常明显：信息并不是物理实体。“近几十年来我们发现的一件大事是，一本书实际上并不是写在一页纸上的东西，”一位宇宙学家同时也是数学家乔治·埃利斯解释说，他对信息思考了很多。“一本书可以印刷在纸上，但我也可以把它读给你听，或者你可以用数字形式购买它。问题是，这本书是什么？一本书并不是我们前面说的那些东西。一本书是一个抽象的概念，它有不同的实现方式。它可以在屏幕上以符号的形式实现，可以存储在计算机的存储器中，也可以印在纸上，等等。但关键是，书中的信息本身是抽象的。”

意义的力量

尽管信息具有抽象的性质，但另一方面来说，它和打印出来的书本一样“真实”。信息可以影响世界的变化。它甚至可以引发或阻止战争，推动全球经济崩溃，或者帮助你选择度假目的地。我们之所以做我们正在做的大部分工作都是由于我们收集了某种形式的信息。

乔治·埃利斯（George Ellis）

那么模糊抽象的东西怎么会如此强大？信息的力量显然并不蕴含在的文字或符号里。“是”这个简单的字眼可以代表“是的，我想要一杯咖啡”或者“是的，伊拉克有大规模杀伤性武器”。这个词在现实世界中所能产生的影响范围从没有影响到引发战争。一切都取决于信息所处的环境，也就是信息的意义。

我们通常认为信息是人与人之间通过书籍、媒体或个人对话传递的东西。这些信息被信息的传递者有意识地组合在一起，它们的一些含义就是从中衍生出来的。但我们也经常被意料之外的信息轰炸。例如，车门砰的一声，或是山里落下的岩石的声音。这种“被动”信息是发生在我们周围的物理过程的副产品，我们已经进化出一种强大的的忽视它的能力。想象一下，如果我们的大脑以同样的重视程度处理你听到、看到、感觉到或闻到的所有事情，那么你一定会崩溃的。一个清醒的大脑几乎忽略所有这些输入的数据，它只关注和自己相关的内容。但是，同样，这些信息可以从它的所处的环境中中获得意义：如果落石的声音能发出马上要雪崩的信号，你就要马上逃跑。

但是，被动信息蕴含着巨大的能量，这不仅仅是表现在逃生方面。因为它是由物理过程（岩石在重力作用下下落）产生的，仔细观察它可以揭示它们的内在本质。这就是科学的全部意义：分析这个世界给我们的信息以便我们更好地理解它。归根结底，这就是我们对这个世界所有认识的来源。

自然界中的信息

所有这一切似乎都表明，只有当一个人或相当聪明的动物解释信息并采取相应行动时，信息才可能在现实世界中产生影响。然而，生物学告诉我们，这并不是真的。其实最重要的数据库既不是人类设计的，也不是人类操控的，甚至不是由人类解释的：它是存储在我们的DNA中的信息，这些信息决定了我们是什么样的人。“信息是生物学的核心。”埃利斯说。“大自然的这种做法显然是有效的，因为如果不存储这些信息，我们就不会成为现在的样子。”

储存在DNA中的信息决定了我们是什么样的人

“干细胞是展现信息所蕴含的力量的一个很好的例子，即使在缺乏智慧的情况下也是如此。”埃利斯解释说：“我们身体中的所有细胞一开始都是相同的。”位置信息受化学信号的影响，它告诉细胞它在体内的位置和它应该变成什么。这是有生物学意义的信息。这些信息“旨在”告诉细胞“你会有头发，你会有眼睛，你会有骨头”，等等。信息被读取和解释，被传送到细胞，它告诉细胞它们将变成什么。”

那么信息的意图是从哪里来的？对这个问题敷衍的回答是创造一个上帝。但是，科学的态度是在物理世界的适应性过程中寻找答案，这些过程收集和存储信息，以便各种生物在特定的生物和生态环境中提高生存概率。就像世界上所有的东西一样，DNA是由分子组成的，分子由原子组成，分子由自然界的基本粒子组成：电子、夸克等等。那些在最小尺度下发生的物理过程是化学和生物过程的基础，包括那些涉及DNA传递信息的过程。最大的问题是：这是如何实现的？“信息（如储存在DNA中的信息）和物理学之间存在很大的差别，但物理学是信息因果效应的基础，”埃利斯说。一个真正有趣的问题是，物理过程以什么样的方式作为信息处理的基础？”

计算机是研究信息很好的例子。它们是终极的信息处理器。我们通过非常容易理解的应用程序（如浏览器和字处理器）与它们进行交互。在机器层面，它们存储和操作的所有信息都由0和1组成的数列表示。在最基础的层面，所有这些都是通过电流实现的。在这种情况下，我们确实理解了基础物理，包括电子和光子等，是如何使信息发挥作用的。我们了解编译器和解释程序如何在计算机的不同实现级别之间转换相同的信息。同样，我们有希望了解基础物理如何使信息转换和如何在环境中使用。

“黑客帝国”

但还有一种更加激进的可能性：信息不仅是现实的一部分，而且是对现实的某种定义。计算机再次为理解这个想法提供了一个很好的类比。想象一下你最喜欢的电脑游戏中的世界。定义这个世界的不是组成屏幕的粒子，甚至不是构成计算机电子电路的粒子。定义它的是运行它的程序。计算机程序，无论是用编程语言还是由0和1组成的字符串，都是信息。也许我们生活的世界也有类似的情况。也许说现实是由基本粒子构成的这一说法有些误导，因为真正重要的是描述它们如何结合和相互作用的规则。真正重要的是信息。

惠勒说，“信息可能不仅仅是我们“了解”世界的东西。这可能是“创造”世界的原因。”

黑洞可以用信息理解

可以肯定的是，从信息的角度思考在物理学中已经被证明是非常有用的。例如，热力学第二定律说热量自然地从热的物体流向冷的物体，这让物理学家困惑了很长一段时间，因为物理学定律中没有任何东西能阻止“热”和“冷”分子反向运动。一个基于信息的说法最终才解释了这个定律。当然，这都是后话了。

有一件事可以肯定：信息非常有趣，它引发了许多有趣的问题。