信息的新实质定义与基因信息
邓宇 等
清华大学第一附属医院 100016
摘要：信息被重新定义为事物属性标识的集合，暨“属概念+种差”的实质及数理定义。它涵概了非生物、生物的物-物、人-物、人-人间信息流的本质内涵与统一，时间的本质。
过去，信息[1]的定义就象生命、混沌、分形、基因(方舟子，基因之为理论建构和物质实体，www.xys2.org，www.xys.org，电子文库)等一样，没有统一的真实质定义。且更有甚者，几十年来信息的定义已有信息爆炸样的上百个之多。但是，即使这样也总没能有一个更统一、公认的科学、逻辑、哲学化，全方位的绝对独一无二的完美定义。既，“属概念+种差”样的标准、实质定义。已有的信息定义多为旁路描述性的非本质定义或解释性定义。所以，需要重新探索，给出信息本质性的定义。语义信息的定量也一样，虽然前人做过一些探索尝试，有些方法，但也不是太到位。
产生信息（虚拟）定义众多无头的重要原因，是下定义者把自然界无生命、非生物的“自然-自然、物质-物质”,信源-信宿间的信息流，与“人-人、人-自然、人-物”生物间的信息交流，及信息集（信集）、信息元（信元）等概念混杂在了一起。即将本该细分的不同的“信源、信宿”的几种组合混在一起。也就造成了多种多样的鱼目混沌的各种各样非本质的传统“信息定义”。
1． 传统信息定义的特点、分类
1.1.描述类比性的信息定义：如信息是新闻、知识、消息、情报、报道、事情、数据、材料，现象、事物、主题、声音、图象、文字，内容、名称；信息就是信息，既不是物质也不是能量（哲学化定义）。多是未触及信息本质及最基本概念的，同义语的逻辑反复和循环。
1.2.局部属性类定义：信息是物质的属性、联系、关系、运动状态、表述、中介、特性、存在方式、差异、变异度、不均匀性、表现形式等。
1.3.非决定论的统计概率类信息定义：较多，涉及不确定性的减少、概率的定义。实际上，此类定义应该是信息量的定义。
1.4.物理类定义：包括Shannon，Wiener等的通信的信息论、控制论的定义。如信息是信号、指令、符号、功能、场、不定度、熵、负熵、概率、复杂性、组织度、有序度、序列、排布、集合、语义。
1.5. Shannon信息论类的涉及信源、信宿两方联系的信息定义：包含反映、形式、感觉、感知、感受、表现、联系的普遍形式等信源与信宿双方的联系、传输、存储、交换的差异、不定性。
1.6.混合类定义：上述两种以上类别的混合。
传统信息定义的特征：共同点，也就是“属概念”，涉及事物、现象、物质、系统、事件的信息的客观对象，信息主体；差异点，是对前者（信息载体）引申修饰及侧重点的不同选择和强调，如存在形式、属性以及包含在属性内的特征、运动状态、形式、联系、关系、变化、内容、名称、差异、熵、不确定性等不同的局域组合和选定。其中的部分定义还提及了特征的反映、表述、名称、感知（人、及物的感觉）等关健性的属性的“标志、标记、标识”这个“种差”，但是，传统信息定义这三部分的组合选择还不够最优化，也才有了迟到的揭示信息实质定义的机会。
2． 信息的实质定义
定义1：信息是物质、事物、现象的属性、状态、关系标记的集合。
定义1’：信息是事物属性标志的集合。
定义1，1’是标准的“属概念+种差”式的实质定义模式，该定义的上位“属概念”是信息的客体对象：物质、事物、现象；其“种差”可分三层，一层就是它们的属性（属性本身就包括：特性、状态、关系，还包括功能、作用、效用、效应、功用等。定义中将状态和关系与属性并列只是为了强调和突出这三者），二层差异是该属性可被描述、表记的标志、标记，以及这些属性标记、记号、信号总体的集合。
属性本身不是信息，只有当这些属性可标示、描记时，才成为人类创造、抽象出的信息的概念。质量、能量是属性，但没有大小、多少的定性定量值标示时，他们还不是完全信息。新的信息定义较传统1.2.中的局限定义更进了一层，又涵概了传统信息定义1.1，1.4，1.5中的内容，即信息是事物属性的标志、名称的集合。集合显示了标志的序列、差异、形式、反映、感受域等。
由新信息实质定义1知信息的内涵就是物质、事物、现象的属性标志名称。其外延就是所有这些属性标记的全体。
3． 信息实质定义的扩展探讨
3.1.泛化的信息新定义
定义1是比较简化的信息定义。鉴于信息的多样性和信息的本质特性，针对信息涉及对象的不同还可有
定义2：信息是物质、事物、现象的属性、状态、关系、效用，借助某种方式描记、排布的信号、符号及语义的序列集合。
信息与信号（符号）。信息常被看成是消息，消息是“关于人或事物情况的报道”。这“情况”就近似事物现象、属性、功用，报道就是标志、描记集合与发布。信号是用来传递消息或命令的光、声、电波、动作等（载体）表记、标示，是信息的物质体现形式及物理过程。符号：记号，标记，代表事物的标记、记号。这些都已体现、概括在信息的新实质定义中。
3.2.物-物间信息流的信息定义
传统信息观念，即人们潜意识中默认的信息交流活动是在人与人，人与物（自然）间进行的，都是以人、生物为中心，为主体，而忽略了自然界中，无生命的非生物-物间的信息流活动。从过去信息的定义就能看出这种痕迹。象知识、情报、消息、资料，反映、感受、运动状态等都是这一片面观念的产物和缩影。因此，信息的新定义1和2改变了这一传统观念，涵括了生物与非生命物“物-物、人-物、人-人”间信息交流的内容。
对于物与物间的信息活动可有
定义3：信息是物质、现象的属性、状态、关系标识的集合
在物理变化过程（物理社会）中的信息，如电磁学中的同性相斥，异性相吸的电属性，标示上正、负及大小就是电学信息；光学视觉信息的频率、波长、光强、反射、散射等信息。化学反应过程中，小分子、大分子、甚至原子、基本粒子，反应的各方对对方的属性标识的识别，反应的化学、物理信息。生化反应（化学社会），生物活动，如趋光性等，也都类似。
3.3.人-物间信息流的信息定义
物-人间的信息流
定义4：信息是事物、现象属性、状态、关系标识的集合
新定义包含了信源、信宿的蕴意。其一，是信源方面，即事物的属性、状态、关系的表现展示，另一方面，是信宿对信源这些属性的感悟和属性标示的认知、交流（包括：识别、相互作用、反应、传输、记忆等）。
3.4.人-人间信息流的信息定义
定义5：信息是事件的属性、状态、关系、内容，以某种方式描记、反映、排布、传递、存储、感受的信号、符号、名称、语义的序列集。
4． 信息实质的数理定义
定义5：若事物A的属性表记为
a1,a2,…,ai,…,am，
则称集合
A={ a1,a2,…,ai,…,am}
是事物A的信息集。
其中， a1,a2,…,ai,…,am称为信息元或信息素。
从Shannon信息论的信源、信宿观点看信息a1,a2,…,ai,…,am，还应该是可被信宿感知的。定义中可以加“可感知的”。
5． 基因信息
定义6：若基因（核苷酸序列）集G={n1,n2,…,ni,…,nm},其属性集标示为 G={g1,g2,…,gj,…gn}，
则称集G={g1,g2,…,gj,…gn}为基因G的信息集。
G={g1,g2,…,gj,…gn}为基因G一级结构的组份信息，ni是组成基因的组份单位——核苷酸，gj是基因的信息单元。
G={（n1,x1,y1,z1）,(n2,x2,y2,z2),…,(ni,xi,yi,zi),…,(nm,xm,ym,zm)}
是二级或二级以上的基因（核酸集）结构序列，包含了卷曲、团裹的确定论的立体三维坐标，以及时空四维的核酸集（基因）序列
G={（n1,x1,y1,z1,t1）,…,(ni,xi,yi,zi,ti),…,(nm,xm,ym,zm,tm)}
也可用矩阵表示。它赋予基因动态变化的动力学原始描述，有别于常用的概率频度P的非决定论表示, G={（n1,p1,d1）,(n2,p2,d2),…,(ni,pi,di),…,(nm,pm,dm)}或
G={n1,n2,…,ni,…,nm}
P={p1,p2,…,pi,…,pm}
L={d1,d2,…,di,…,dm}
其中已包含了常用的基因链长的信息，即，距离di=（xi2 +yi2 +zi2）1/2。方便了基因的立体定位、测序及动态描述。即基因链动态方程和基因坐标方程
Gd（n,x,y,z,t）=0 1
Gc（n,x,y,z）=0
1式中蕴涵着时间本质的蕴义。“时间是事件发生的次序”，即G（ni,xi,yi,zi,i）=0,其中i是事件发生的顺序——时间的等价对等物,即使i=t,则
G（nt,xt,yt,zt,t）=G（ni,xi,yi,zi,i）=0
时间
t=U(ni,xi,yi,zi)= T（nt,xt,yt,zt）
是因变量、隐函数，即时间的本质：“时间随宇宙的变化而变化”，nt是事件，xt,yt,zt是三维空间，第i次或t次序时的空间事件（http://www.oridream.com/）。
还可以用极坐标或球坐标表示,如平面极坐标的
G={（n1,γ1,r1）,(n2,γ2,r2),…,(ni,γi,ri),…,(nm,γm,rm)}
以往众多的信息定义中，零散使用了“特性、状态、关系、结构、内容，熵、不定性”等局限说法，其实这些都可归在“属性”之中，属性是全包括了。用“属性”定义信息也就统一了1.1——1.4类中的旧信息定义，属性是对他们的优化概括。但是，光是属性（特性、状态、关系等）不被辨识、没有标志描述，他还不能成其为“信息”。这“属性”需是可辨识，有标记，可感觉，被描记，可用时才成其为“信息”——信源+信宿的信息。即有信号、符号等的标识及语义（意义），以及这些标识的排布序列集才是信息，否则，只是属性。属性是属性，不是信息。信息是信息，是属性的表示，不是属性。属性≠信息，属性标记集≡信息。光有信源的属性还不能成为“信息”。还需有信宿的对属性特征标志的感知，才成为信息。即信源-信宿联系，就是物-物、物-人、人-人间信息的信源与信宿的交流关系，以及“信息守恒律（www.oridream.com）”[2]。也就有了信息概念的新定位：
全信息=信源（事物）的属性标志集+信宿的感知辨识
新信息定义用“事物”做主体，因为事物其实包含了一切物质、现象、事件、事情、事体，的全概括，统一了传统信息定义的信息对象的归属。新信息定义的提出有三个关健环节+信号语义序列集共四要点，是对1.1——1.5类定义的大统一。1.是“属性的标志”；2.是（事物的）“属性”；3.是信息对象“事物”；4.是“信号、符号（标志）语义序列集”。
参考文献
1.苗东升，系统科学精要，人民大学出版社，1998.
2.邓宇， 等， 生物-非生物界的信息守恒律与双大超循环世界图景，数理医药学杂志，13（2000），88-89。
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2005/5/10 8:37:00
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信息的新定义：信息的本质、实质定义(8211字) － luantan100，2005年5月10日
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