理论信息学

　　理论信息学又叫”一般信息学”(General Informatics)。理论信息学是对一切信息现象、对每一门信息学科都适用的公共理论，它通用于解决每一个具体领域的信息理论问题，是整个信息科学的基础和核心。理论信息学的研究对象是一般意义上的信息和信息能，它的研究内容是在宇宙间一切信息现象中起作用的规律，它的研究方法是在各类信息过程中通用的程序和规则，它的研究目标是为医学信息学等领域信息学确立公共的理论基础，为整个信息科学大厦奠基，也为信息哲学提供科学依据。

　　1.医学信息学等领域信息学需要公共的理论基础

　　目前许多传统的学科纷纷接受信息化，成为了领域信息学，包括化学信息学、生物信息学和医学信息学等。为数众多的领域信息学在理论体系的构建中，所遇到的第一个问题是领域信息的定义，它区别于一般信息定义的特殊性。第二个问题是领域信息学基本原理的表达，即它的理论的出发点或者基本预设的问题。这些问题的解决都有待于理论信息学的发展I圳。受国家自然科学基金支持，湖北大学数学与计算机学学院的李宗荣教授于1991年出版国内第一本医学信息学著作《医药信息学导论》，当时他被缺乏理论基础所困扰，深感缺乏基本信息理论的支持。后来他关于理论信息学的研究，实际上是这种对领域信息学基础的”追问”。

　　2.“国家信息化”需要理论信息学

　　20世纪60年代，美国与日本等国家的学者对国民经济信息化水平提出了一种测度理论和方法，为信息化发展的定量研究奠定了基础。与世界发达国家相比，我国信息化建设起步较晚。在2O世纪80年代中期，才刚刚开始对信息化理论和信息化发展水平测度理论与方法的研究。对于一个国家的信息化建设，必须抓住它在两个方面的内涵：其一是信息化的具体过程；其二是信息化的思想过程。没有关于信息化的良好思想认识指引，就不可能有高效率信息化过程的发生。而信息化的思想过程，即观念的信息化，有待于理论信息学的发展。所有说，”国家信息化”需要理论信息学。

　　3.工业社会向信息社会转型需要理论信息学

　　美国社会学家丹尼尔·贝尔最先提出了”信息社会”的概念。美国预测学家约翰·奈斯比特于1982年出版了名著《大趋势》。在书中，他开宗明义地阐述了从工业社会向信息社会的过渡，并描述了信息社会来临的标志和基本特征。在一定意义上说，由工业社会向信息社会的转型大致分为三个基本的阶段：经济转型、科学转型和哲学转型。经济转型是以信息技术和产品为龙头带动社会经济及人们的生活方式的转变；科学转型指全部科学学科经历信息化洗礼，接受计算机系统的硬件武装和智能化思维的软件武装；哲学转型就是人们的世界观、方法论由以物质为中心概念的体系，转到以信息为中心概念的新的体系上来。经济转型和科学转型都比较容易，难的是哲学转型。从上帝创造物种的”神创论”过渡到达尔文的”进化论”，我们花了几千年的时间。目前，计算机文化成为当代人类文明的基础，信息产品和信息服务成为我们不可以须臾离开的东西，计算机课程成为每一个学生的必修课，计算机语言、程序设计、算法研究成为科学研究的工具和基本内容，当代人无论何时何地大都是”言必称信息”。但是，在哲学层次上研究信息理论的却非常少。要想在哲学层次上有所收获，我们有必要深入研究理论信息学。如何进一步理解自然和社会，我们需要关于宇宙间各类信息现象的统一理论；如何自觉地适应由工业社会向信息社会的逐步转型，我们需要理论信息学。

　　从根本上说，理论信息学是整个信息科学的基础部分。自20世纪2O年代以来，关于信息的知识体系迅速发展。最初称之为通信理论、信息论。关于这个知识体系的基础，最初认为是香农关于通信的数学理论，所以才有一些学者致力于推广香农理论，以建立”广义信息论”甚至信息科学。后来，随着计算机科学和技术的蓬勃发展与广泛应用，人们认为计算机无所不能地处理一切信息问题，便改称计算机科学为信息科学。的确，把计算机作为计算工具和思维模型，应用于自然科学和社会科学的学科中，催生了化学信息学、生物信息学和医学信息学等一大批领域信息学。这时，理论计算机学科就当然是信．息科学的基础。但是，在1994年提出建立统一信息理论之后，学者们终于把信息现象中的共性问题和个性问题加以区别，认为信息通信、控制和计算都属于人工信息过程，显然不能涵盖自然信息现象和生命信息现象。这时，对于信息知识体系的基础研究才进入到新的水平，提升到”理论信息学”的高度。于是，理论信息学就孕育而生。

　　1.理论信息学研究需要方法创新

　　为了解决理论信息学面临的特殊矛盾，必须开辟信息科学自己的思想资源，提出自己的科学合理性标准。而新的范式的提出和论述，又依赖于对信息现象特殊性的深入研究。这种研究必须有新的适合信息现象特点的方法论。”科学创造首先需要创造方法”，创造信息学的方法是建立信息科学本身的前提条件。一般地说，科学研究方法分为三个层次：哲学认识方法、一般科学方法、具体学科方法[71。由于信息现象的特殊性，我们不能沿用物质科学的方法论体系，必须在哲学本体论、～般科学方法论和信息学科具体方法等三个层次上同时突破。为了解决与物理学范式”不相容”的问题，要提出新的本体论、尝试新的方法论，建立以信息和智能概念为基础、以基本信息定律为出发点的信息学理论结构。这样，就必须采用”跨层次综合法”。而信息现象涉及宇宙进化全程，所以必须采用”跨学科综合法”，实现对宇宙进化全程中众多领域信息的概括，实现信息进化纵向和现有信息类学科横向上大跨度的综合。

　　2.综合方法概述

　　所谓综合方法，就是在分析的基础上，通过科学的概括和总结，在思维中把研究对象的各个组成部分或各种要素，再组合成有机统一整体，从总体上揭示和把握事物性质和根本规律的一种科学的思维方法和研究方法。在理论信息学的研究方面，要从整体上、从信息现象内部的有机联系方面，去研究和把握信息，化零为整，变局部为整体、变简单为复杂，揭示和把握信息现象的根本性质和基本规律，创建理论信息学，建立完整的信息科学，为建立包容物质和信息科学的统一科学奠定基础。

　　3.跨学科的综合法

　　所谓跨学科综合法，就是”宇宙信息进化全程的跨学科综合法”，在时间和空间上最大跨度地对领域信息学进行交叉科学综合。在时间上的跨度指的是，宇宙进化史纵向上跨历史阶段的综合研究，从宇宙大爆炸，到生命形成、人类的出现，再到今天的数字地球村。在空间上的跨度指的是，宇宙进化的现阶段上跨学科领域的综合研究。

　　因为大跨度、全景式观察的角度不同，所以很容易发现单一学科或小跨度研究中难以看到的规律性。最大跨度的研究结论容易具有最大范围的”普适性”。比如，把在人类认识过程中讨论的存在和意识的关系问题，放到整个生命世界中观察，则是活着的物质和活着的信息之间的关系问题；而把自然界中无生命信息过程和计算机等人工信息过程加进来统一考虑，则该问题又成为最一般的物质和信息的关系问题。所以，思维和存在、物质和精神关系的一般表达，应当是物质和信息的关系。

　　4.跨层次的综合法

　　所谓”跨层次”中的层次指”应用”信息学、”理论”信息学、”哲学”信息学等三个层次。所谓跨层次综合法就是”应用、理论和哲学的跨层次综合法”，指同时在上述三个层次上积累思想资源，以研究方法的创新带动研究内容的创新，让它们交互作用、相互印证、互为依托。其中，在第一个层次上是应用信息学领域中具体学科的特殊方法，在第二个层次上是各门信息学公共的一般方法，在第三个层次上是最具有普遍意义的哲学认识方法。相关研究实践证实，以信息哲学为基本观念，以一般信息学为理论指导，以领域信息学技术和产品为实践环节，在三个层次上研究的结果，的确可以互为依托、相互映证、连接成网，构成一个开放的不断生长着的新的知识体系。