1.1 建立科学概念的困难

1.1.1 基本概念的困扰

科学是组织化的知识体系。科学与常识的分界线不在于结论是否精确，而是结论背后的原因。换句话说，是否对结论进行了系统的说明。“正是对系统的、可由事实证据支配的说明的渴求产生了科学；正是根据说明性原则对知识进行组织和分类这才成为科学与众不同的目标”[2]。科学需要阐述事物发生的条件，对起着决定作用的条件进行说明，揭示复杂相关因素之间的关系。重温科学发展史我们发现，科学说明的目标正是科学研究的难点。

经典力学曾经被认为是最完善的基础科学，体现了科学研究追求的理想。从17世纪到19世纪中叶，一批杰出的思想家、科学家共同认为，一切自然科学都应该按照力学的基本概念加以说明。赫兹更是宣称：“所有的物理学家都一致认为，物理学的任务就是要把自然现象还原到简单的力学定律”。作为一门学科来说，这是多么让人羡慕的事情。很多人可能不了解，经典力学的发展过程并非一帆风顺。对力的运用人类已经有几千年的历史，最初的认识是生活经验，其词源来自希腊文，含义是举起和移动物体的发明，如杠杆、斜面、轮轴等。从力学理论发展来看，“力”始终是一个模糊概念，牛顿（Sir Isaac Newton）也没有给出明确的“力”的概念。

那么力学的研究对象是什么呢？麦克斯韦定义为“关于物质和运动的科学”。麦克斯韦进一步说明：“运动只有被看作是质点——静止的、流动的、有弹性的质点——的运动时才可理解”[2]。力学最终把研究对象从人们的生活经验转化为物质的质点运动，并把物质归结为质量。牛顿的理论系统中，基本概念是时间、空间、质量和力；后续的理论系统中，力学的基本概念是时间、空间、能量和质量。让人感兴趣的是，力学逐渐淡化了“力”的概念。物理学家们宁可讨论相互作用，而不讨论“力”。现代物理学已经把物质的相互作用归纳为强度显著不同的四种类型（也有人称为四种力）：强相互作用，维持着原子核；电磁相互作用，维持着原子和分子；引力相互作用，维持着宇宙星系；弱相互作用，表现在某类粒子碰撞和衰变中。但无论物理学家们如何在力学说明上表现出分歧，力学的基本概念和研究对象是明确的，它为形成一门完善的科学提供了案例。

有学者按照经典力学的说明句式，定义信息科学是“研究信息现象及其运动规律的科学”，那么，我们就需要解释信息现象的概念。物理学研究的物质现象有着特定的和容易理解的含义，化学研究的化学反应现象也有明确的概念，信息现象的概念却是缺失的。另外，信息运动的概念是什么？经典物理学定义了物质运动的质点概念，现代物理学定义了粒子运动的波粒二重性概念，以及质量和能量的同一性概念。信息运动的概念是缺失的，信息运动的对象——信息的概念同样是缺失的。

我国有的学者还创造了一个奇怪的术语——“信息力”，其解释是获取、处理和使用信息的能力。在意义上，“能力”和“力”完全是两个概念。“力”表述的是相互作用，“能力”表述的是达到效果的程度，“信息力”显然与信息能力不是同一概念。在现代物理学逐渐淡化“力”的概念时，仍然使用这种模糊的术语，说明我们很多理论研究者仍然固守在传统物理学的概念中，认为“力”的概念是最真切的、最实在的、最易理解的，体现了对现代物理学的知识略显不足。我们这里再次说明，即便是经典力学，也没能对“力”的概念做出定义。本质上，“力”是能量相互作用的一种外在表现。信息力表述的是一种混乱的概念。

也存在这样一种观点，认为信息科学是以信息作为主要研究对象的各种学科的总称，是一门横断性、交叉性、综合性学科，它与生命科学、材料科学一起，被称为当今世界的三大前沿科学。在这里，我们要区分信息时代的科学和信息科学。信息时代的科学离不开用信息科学的成果开展科学研究，而信息科学应该为信息时代的科学研究提供基本概念、理论和方法的服务。我们首先需要建立信息科学的有关概念，确定信息和信息研究方法在科学中的地位和作用，才具备建立横断性、交叉性、综合性学科的基本条件。

目前，对信息研究的基本概念缺乏，意味着离成为一门科学还有着相当的距离。我们回答不了信息是什么，其根本原因是研究的主体不明确；我们回答不了信息科学研究的对象是什么，其根本原因是研究的目标不明确。还有很多学者认为信息是一种普遍存在的事物，那么信息是从什么时候开始出现的？如果从宇宙创生开始生来具有，那么意味着信息和物质就没有差异了；我们需要回答，信息从何而来，信息是从何时、在何处进入人类的精神世界？

信息科学若要成为一门普遍认可的科学，就要说明这些问题。难，但这是必要条件。

1.1.2 信息科学的窘困

建立信息科学的确困难。我们讨论信息传输，它属于通信工程的传统研究领域；我们讨论生物感知或机器感知、模式识别、知识、决策、人工智能等，它一直是计算机科学和认知科学的热门研究对象；我们谈论组织、自组织、系统等，它一直是系统科学的主要话题。目前很多关于信息科学的著作热衷于汇集其他学科的研究成果，缺少自己的观点和站得住脚的论据。信息科学的位置在哪里，是建立包罗万象的“宏大理论”，还是建立基础的“元理论”，信息科学需要找到自己的定位。

在学科分类方面，传统学科分类主要采取横向切割。物理学处于基础层，其上有化学，再往上有材料科学、生物科学，等等。有学者对信息科学也提出过层次型的结构，如底层是工程技术信息学，往上是门类或领域信息学，再往上是一般信息理论，再往上是信息哲学。对于新型的信息科学，我们是否应该转换视角，用纵向、跨学科的方法建立信息科学。这种思维可能会有很多人反对。传统认为，一门科学与其他学科应该是正交关系，不能交叉重叠。实际上这是一种幻象，科学之间交叉借鉴一直是促进学科发展的重要动力。量子理论属于物理学，量子化学属于化学。现代科学相互渗透已经不可避免。

信息的渗透性已经成为当今人们的共识。有人在谈论信号，有人在研究基因，有人在探索认知，有人在思索智能。我们发现，大家都在使用与信息有关的词汇、术语和概念，各门科学的研究也离不开信息。本质上，语言就是一种信息系统，理论就是一种知识系统，哪门科学也离不开语言和知识系统。信息科学术语出现的第一天起，注定被打上了交叉科学的烙印。信息科学需要移植其他学科的理论，也要发布自己的理论服务于其他学科。属于自己的理论应立足于构造一种贯穿物理、生物、认知、社会等学科的主线，站在从生成、演化到运用的独特视角，突破学科独立的传统观念，建立新的理论探讨模式，构建用信息贯穿诸多理论成果的理论。

信息是人类体验的最基本过程，是构成现实世界的基础，是横跨在物质和精神之间的桥梁。目前还没有一种事物能具有这样的作用。信息科学的探索若打开宽阔的视野，是否会成为另一种具有基础性质的科学理论？信息主导的理念就来自于此。