三三言情小说

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第二十三章 信息生命体三（第1页）

3.用信息论揭示生命中的物理学

信息是一个抽象的概念。

虽然由克劳德·香农（ClaudeShannon）开创的信息数学理论将某些方面形式化了，但它并非对“信息是什么”

的完整描述。

尤其，我们并没有一个具体的框架来理解对信息之于物理究竟是什么。

信息可以在不同的物理介质之间复制，这意味着它并不是严格意义上只与物理质料相联系的物质属性。

例如，信息可以从作者的头脑中复制到这一页文字上（通过写在电脑），或者复制到印刷的纸张上，并最终按照预期功能复制到读者的大脑中（例如这里你阅读到的）。

这些事件在空间和时间上是分离的，并且发生在完全不同的物理介质上。

就像许多信息传输的例子一样，这表明信息不可能仅仅是大脑的化学湿件、或计算机处理芯片上的一种属性。

正是在这个意义上，信息才是“抽象的”

（同样人们也可以认为“能量”

是抽象的，因为它能在不同的物理系统之间流动，并以不同的方式储存或使用——如化学能、机械能等。

但相比之下，我们确实对什么是物理上的能量有一个非常清晰的认识）。

然而，信息也必然是物理的。

为了使信息存在，它必须在物理自由度中实例化（L;aueretal.1991），因此信息的动力学取决于物理自由度下动力学。

在生物学中，信息的作用更为突出，它似乎具有“自己的生命”

（Davies;Walker2016），对生物过程的解释暗示“信息”

本身就具有因果效应（Davies2011）。

生命拥有能够存储和处理信息的惊人能力，不仅对于理解生命本身的起源（Yockey2005；WalkerDavies2013），对于理解生命系统如何在我们观察到的时空尺度中组织起来，也是一个具有核心意义的课题。

信息传递和信息处理通常被认为是集群行为背后的驱动力，例如蚂蚁和蜜蜂的寻巢行为（house-hunting）、椋鸟群和鱼群的奇妙运动、人类群体中的车道形成等等，直到细胞群的水平（Franksetal.2002；Couzin，2009；Deisboeck;Couzin，2009；Moussaidetal.2009；Couzinetal.2011）。

然而，虽然已被大量实验和分析研究过，以上这些集群的信息机制却往往只以生物体的具体物理量为特征、仅以非形式化方式就被定义了。

4.信息论下形式定义

为超越单纯的描述性分析，或具体的案例研究，有必要引入形式化信息内容和信息流的方法。

物质属性已经被量化了几个世纪，信息则相对是更新的进展，它始于香农的开创性工作。