理論信息學

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　　理論信息學又叫”一般信息學”(General Informatics)。理論信息學是對一切信息現象、對每一門信息學科都適用的公共理論，它通用於解決每一個具體領域的信息理論問題，是整個信息科學的基礎和核心。理論信息學的研究對象是一般意義上的信息和信息能，它的研究內容是在宇宙間一切信息現象中起作用的規律，它的研究方法是在各類信息過程中通用的程式和規則，它的研究目標是為醫學信息學等領域信息學確立公共的理論基礎，為整個信息科學大廈奠基，也為信息哲學提供科學依據。^[1]

　　1.醫學信息學等領域信息學需要公共的理論基礎

　　目前許多傳統的學科紛紛接受信息化，成為了領域信息學，包括化學信息學、生物信息學和醫學信息學等。為數眾多的領域信息學在理論體系的構建中，所遇到的第一個問題是領域信息的定義，它區別於一般信息定義的特殊性。第二個問題是領域信息學基本原理的表達，即它的理論的出發點或者基本預設的問題。這些問題的解決都有待於理論信息學的發展I圳。受國家自然科學基金支持，湖北大學數學與電腦學學院的李宗榮教授於1991年出版國內第一本醫學信息學著作《醫葯信息學導論》，當時他被缺乏理論基礎所困擾，深感缺乏基本信息理論的支持。後來他關於理論信息學的研究，實際上是這種對領域信息學基礎的”追問”。

　　2.“國家信息化”需要理論信息學

　　20世紀60年代，美國與日本等國家的學者對國民經濟信息化水平提出了一種測度理論和方法，為信息化發展的定量研究奠定了基礎。與世界發達國家相比，我國信息化建設起步較晚。在2O世紀80年代中期，才剛剛開始對信息化理論和信息化發展水平測度理論與方法的研究。對於一個國家的信息化建設，必須抓住它在兩個方面的內涵：其一是信息化的具體過程；其二是信息化的思想過程。沒有關於信息化的良好思想認識指引，就不可能有高效率信息化過程的發生。而信息化的思想過程，即觀念的信息化，有待於理論信息學的發展。所有說，”國家信息化”需要理論信息學。

　　3.工業社會向信息社會轉型需要理論信息學

　　美國社會學家丹尼爾·貝爾最先提出了”信息社會”的概念。美國預測學家約翰·奈斯比特於1982年出版了名著《大趨勢》。在書中，他開宗明義地闡述了從工業社會向信息社會的過渡，並描述了信息社會來臨的標誌和基本特征。在一定意義上說，由工業社會向信息社會的轉型大致分為三個基本的階段：經濟轉型、科學轉型和哲學轉型。經濟轉型是以信息技術和產品為龍頭帶動社會經濟及人們的生活方式的轉變；科學轉型指全部科學學科經歷信息化洗禮，接受電腦系統的硬體武裝和智能化思維的軟體武裝；哲學轉型就是人們的世界觀、方法論由以物質為中心概念的體系，轉到以信息為中心概念的新的體繫上來。經濟轉型和科學轉型都比較容易，難的是哲學轉型。從上帝創造物種的”神創論”過渡到達爾文的”進化論”，我們花了幾千年的時間。目前，電腦文化成為當代人類文明的基礎，信息產品和信息服務成為我們不可以須臾離開的東西，電腦課程成為每一個學生的必修課，電腦語言、程式設計、演算法研究成為科學研究的工具和基本內容，當代人無論何時何地大都是”言必稱信息”。但是，在哲學層次上研究信息理論的卻非常少。要想在哲學層次上有所收穫，我們有必要深入研究理論信息學。如何進一步理解自然和社會，我們需要關於宇宙間各類信息現象的統一理論；如何自覺地適應由工業社會向信息社會的逐步轉型，我們需要理論信息學。

　　從根本上說，理論信息學是整個信息科學的基礎部分。自20世紀2O年代以來，關於信息的知識體系迅速發展。最初稱之為通信理論、資訊理論。關於這個知識體系的基礎，最初認為是香農關於通信的數學理論，所以才有一些學者致力於推廣香農理論，以建立”廣義資訊理論”甚至信息科學。後來，隨著電腦科學和技術的蓬勃發展與廣泛應用，人們認為電腦無所不能地處理一切信息問題，便改稱電腦科學為信息科學。的確，把電腦作為計算工具和思維模型，應用於自然科學和社會科學的學科中，催生了化學信息學、生物信息學和醫學信息學等一大批領域信息學。這時，理論電腦學科就當然是信．息科學的基礎。但是，在1994年提出建立統一信息理論之後，學者們終於把信息現象中的共性問題和個性問題加以區別，認為信息通信、控制和計算都屬於人工信息過程，顯然不能涵蓋自然信息現象和生命信息現象。這時，對於信息知識體系的基礎研究才進入到新的水平，提升到”理論信息學”的高度。於是，理論信息學就孕育而生。

　　1.理論信息學研究需要方法創新

　　為瞭解決理論信息學面臨的特殊矛盾，必須開闢信息科學自己的思想資源，提出自己的科學合理性標準。而新的範式的提出和論述，又依賴於對信息現象特殊性的深入研究。這種研究必須有新的適合信息現象特點的方法論。”科學創造首先需要創造方法”，創造信息學的方法是建立信息科學本身的前提條件。一般地說，科學研究方法分為三個層次：哲學認識方法、一般科學方法、具體學科方法[71。由於信息現象的特殊性，我們不能沿用物質科學的方法論體系，必須在哲學本體論、～般科學方法論和信息學科具體方法等三個層次上同時突破。為瞭解決與物理學範式”不相容”的問題，要提出新的本體論、嘗試新的方法論，建立以信息和智能概念為基礎、以基本信息定律為出發點的信息學理論結構。這樣，就必須採用”跨層次綜合法”。而信息現象涉及宇宙進化全程，所以必須採用”跨學科綜合法”，實現對宇宙進化全程中眾多領域信息的概括，實現信息進化縱向和現有信息類學科橫向上大跨度的綜合。

　　2.綜合方法概述

　　所謂綜合方法，就是在分析的基礎上，通過科學的概括和總結，在思維中把研究對象的各個組成部分或各種要素，再組合成有機統一整體，從總體上揭示和把握事物性質和根本規律的一種科學的思維方法和研究方法。在理論信息學的研究方面，要從整體上、從信息現象內部的有機聯繫方面，去研究和把握信息，化零為整，變局部為整體、變簡單為複雜，揭示和把握信息現象的根本性質和基本規律，創建理論信息學，建立完整的信息科學，為建立包容物質和信息科學的統一科學奠定基礎。

　　3.跨學科的綜合法

　　所謂跨學科綜合法，就是”宇宙信息進化全程的跨學科綜合法”，在時間和空間上最大跨度地對領域信息學進行交叉科學綜合。在時間上的跨度指的是，宇宙進化史縱向上跨歷史階段的綜合研究，從宇宙大爆炸，到生命形成、人類的出現，再到今天的數字地球村。在空間上的跨度指的是，宇宙進化的現階段上跨學科領域的綜合研究。

　　因為大跨度、全景式觀察的角度不同，所以很容易發現單一學科或小跨度研究中難以看到的規律性。最大跨度的研究結論容易具有最大範圍的”普適性”。比如，把在人類認識過程中討論的存在和意識的關係問題，放到整個生命世界中觀察，則是活著的物質和活著的信息之間的關係問題；而把自然界中無生命信息過程和電腦等人工信息過程加進來統一考慮，則該問題又成為最一般的物質和信息的關係問題。所以，思維和存在、物質和精神關係的一般表達，應當是物質和信息的關係。

　　4.跨層次的綜合法

　　所謂”跨層次”中的層次指”應用”信息學、”理論”信息學、”哲學”信息學等三個層次。所謂跨層次綜合法就是”應用、理論和哲學的跨層次綜合法”，指同時在上述三個層次上積累思想資源，以研究方法的創新帶動研究內容的創新，讓它們交互作用、相互印證、互為依托。其中，在第一個層次上是應用信息學領域中具體學科的特殊方法，在第二個層次上是各門信息學公共的一般方法，在第三個層次上是最具有普遍意義的哲學認識方法。相關研究實踐證實，以信息哲學為基本觀念，以一般信息學為理論指導，以領域信息學技術和產品為實踐環節，在三個層次上研究的結果，的確可以互為依托、相互映證、連接成網，構成一個開放的不斷生長著的新的知識體系。