层次信息间差异：理论神经信息学初探

要研究高层次信息，首先要分清它与低层次信息的差异，否则随便用现有信息科学的成果去分析高层次信息，就会犯种种错误。高层次信息和低层次信息本质上的差异有哪些，我们确实还讲不清。但是以下几点还是值得思考的。

1.因果关系和目的性

低层次信息完全是按因果关系来确定规律的，而高层次信息并不遵循因果关系。自由意志一直是人们争论的焦点。人的灵感为什么会突然产生？这其中的关键是高层次信息不完全遵循因果关系。人类的活动往往以目的来决定行为。浙江大学竺可桢校长曾向每一个新进校的学生提出了两个问题，也就是两个目的是什么，这两个目的分别是来浙大的目的和人生的目的。为什么竺可桢校长要向每一个学生提这样两个问题？在此我们不去追究这件事的意义，但这至少反映了人们在很大程度上是按目的安排活动的，不同的目的决定了每一个人有不同的行为。神经科学家坎德尔认为知觉有三个特征，其中之一就是目的性。美国心理学家Edward Tohman 也认为目的性存在［1］。人们每天很辛苦地去上班，目的是赚钱改善生活；人们辛苦地锻炼身体，目的是健康长寿：这些“目的性活动”是以将来希望达成的结果来指导当前的行动的。因果关系是先有原因后有结果，是过去的原因决定现在的活动。因果关系和“目的性活动”两者的时序正好相反。有原因才有结果，这是确定论的观点，否则这些“原因”也不能称为原因。将来的目标可以通过很多条道路实现，而且最终究竟是否能达到目标也是不一定的，这就是不确定性的表现。

2.语言与文字的作用

光靠感觉器官产生的意识是很低级的，或者说没有语言和文字，现代人只能处在原始人的意识水平上。语言和文字是高层次信息的一个表现。语言和文字是人创造的，它们主要起到信息交流和储存的作用。有了信息交流，人的意识才有突破性进展。一个人的感受可以传给其他人，许多人的感受可以传给同一个人，因此每个人的感受大大丰富了。同样，很多人的灵感可以传给同一个人，于是每个人的思想都越来越发达。数的概念不是每一个人都能自动了解的，最初世界上只有少数几个人掌握了数的概念，并用文字将其表示了出来，通过语言和文字交流才使大多数人逐渐接受了数的概念。经过人们长期的努力（个人努力加交流），才从数字中发展出种种数学。所以说每个人深层次的意识，应该都是外界输入的（这应该就是教育）。由于人类活动十分频繁，接触的东西越来越复杂，于是很多学科、领域的不同知识产生了。脑本身感受的低层次信息，以及经文字和语言从外界得到的部分信息，在脑中进行一些最基本的信息处理后，才形成了高层次神经信息的基础。(www.xing528.com)

计算机传递的二进制码是完全确定的信息，而用现有的语言和文字来传递神经信息的一个最大问题是语言和文字信息的不确定性。有些语言是确定的，如“这是一只苹果”，这是确定的。可是有些话就不一定。对同样一句名言，不同人的理解就不同，多次反复去读一句名言，甚至还会有不同的理解，这就造成了每一个人学习过程的多样性和不确定性。

3.动力系统还不足以描述高层次信息

低层次信息是可以用动力系统描述的，高层次信息系统是不能完全用动力系统来分析的，根据这一点也可分析信息属于哪一层次。语音识别是否是高层次信息？这个问题可转化为语音识别是否可以完全用动力学理论解决。如可以，说明语音识别是低层次信息；如不可以，我们就要考虑它是否是高层次信息。在还不能确定动力学能不能完全解决语音识别问题以前，我们确实很难肯定语音识别是否是高层次信息。

现在的认知科学、人工智能研究基本上都借助现代动力系统理论，因此研究内容都属于低层次信息。经人们多年的探索，这类研究还是没有出现突破性进展，而且反而有人提出，现代科学不能解决认知问题。长期的历史经验已证明，动力系统理论无法产生高层次信息。或者能否说，凡是现有动力系统理论所能处理的信息，都不是高层次信息。