（中國科學院水生生物研究所謝平，武漢430072）
如果不是這個世界上的生命，誰能檢測到資訊？
（中國科學院水生生物研究所謝平，武漢430072）
（我想把這份檔案交給已故的複旦大學生物資訊學教授鐘揚先生）
地球，從生命開始，就是一個資訊世界，但随後卻越來越活躍。我們生活在社會中，每個人都既是資訊的感覺者，也是資訊的生産者。就像人類不知道如何定義生命，而是代代相傳，人們不知道如何定義資訊，而是代代相傳地使用它......消息是什麼？"資訊是資訊，不是物質，不是能量，"控制理論的創始人Weiner說（Wiener 1948），而實體學家說，"資訊是負熵"（Brillouin 1956），"所有事物都是位"（Wheeler 1994），"實體世界是由資訊本身組成的"（Bekenstein 2003），等等。問題是，如果沒有生命，山川、雷電、星星和量子糾纏——誰會欣賞和遐想？雖然當代資訊技術給人類生活帶來了巨大的變化，但關于資訊的性質和定義仍然存在很大的争議。在中國科學院編拟的《21世紀100個跨科學難題》一書中，《什麼是資訊》甚至被列為100大難關之一。
1. 引言
1.1 生物資訊學——豐富多彩，古色古香
資訊 - 豐富多彩，生物，社會和自然...甚至生物資訊也不是人類的專利，例如，所有生物都有一組遺傳資訊。"我們使用術語'資訊'是因為遺傳本身在建構生命方面沒有積極作用，而是因為核酸序列決定了遺傳特征，"Luin（2007）說。通過一系列複雜的互相作用，這個序列被用來在正确的時間和地點産生生命的所有蛋白質。
DNA是地球上最古老的資訊載體。四個核苷酸（A，T，G，C）的排列 - 以三元組的形式 - 記錄生命的遺傳資訊，DNA的編碼資訊被翻譯成氨基酸以指導蛋白質合成。數以百萬計的物種使用相同的遺傳編碼系統。因為，DNA記錄的生命資訊可以自我複制并傳遞給孩子，是以有遺傳資訊叫做。它們代代相傳的錯誤成為生物變異的來源，出乎意料地成為物種進化背後的驅動力，地球上不太可能發生數千萬個物種！
此外，生物體内還有許多化學信号物質，如激素，對人體的新陳代謝、生長發育、生殖活動等具有重要的調節作用。
地球表面的生物圈也是一個資訊循環，其中數百萬植物，動物和微生物通過複雜的物種内和物種間關系形成互相聯系和互相依存的物質，能量和資訊網絡。例如，許多動物以自己的方式感覺外部資訊 - 顔色（視覺），氣味（氣味），聲音（聽覺），有些甚至使用超音波或磁場......這種感覺資訊（輸入）被轉換為神經信号，該信号被傳輸到大腦，然後傳回決策資訊指導行為（輸出）。行為的結果也可以作為新資訊回報到大腦中，豐富或修改現有知識以形成"學習"。
各種動植物都有自己的生存感覺資訊（甚至是認知）、加工和利用，對于高等動物來說，生存資訊的記憶被儲存在大腦中，而我們人類的認知資訊也可以存儲在紙上或電子裝置上。但人類仍然不知道他們的大腦如何識别、編碼、存儲和使用這些認知資訊。例如，我們不知道我們的大腦是否編碼視覺資訊，更不用說如何編碼了。
1.2 現代資訊社會之旅
與其他動物最大的差別在于，除了聲音（語言）之外，我們人類還可以利用光、電、紙、手機、電腦等來傳輸或記錄大量的文字、圖形、聲音、圖像等感覺/認知資訊。
人類對外資訊使用的記錄有着悠久的曆史，古籍早已利用草木、候鳥來來往往等資訊來整理農業記錄，例如，早在1500年前，賈思偉在《奇民藝術》中寫道：杏開花，仿佛在宣揚農民快速耕種土壤;春末夏初的杜鵑來了，我們的農民知道它在說什麼："阿貢阿瓦，割麥播種"（Yu Keyu and Wan Minju 1973）。
人類通信手段的發展經曆了數千年的曆史：從信件→電信→光學信件等等。但在工業技術的飛速發展中，它迅速進入了現代資訊社會：17世紀和18世紀初的鐘表時代→18世紀末和19世紀的蒸汽機時代→20世紀的通信與控制時代→21世紀的網際網路和智能時代。
現在，我們生活在一個現代資訊時代，通過自己的感官從側面或從各種資訊媒體/載體——報紙、書籍、電視、電話、網際網路、微信等——擷取、傳輸和交換資訊，每個人在複雜而複雜的資訊中通過，資訊的喪失是難以想象的！
現代資訊技術是豐富多彩的，包括無線通信技術、光通信技術、雷射技術、計算機網絡技術、遙感技術、數字多媒體技術、大資料技術、智能資訊處理技術、網際網路技術等諸多領域，人類對各種資訊（文本、圖像、聲音等）的檢測、識别、采集、傳輸、存儲、檢索和處理 技術已經向所有人顯而易見，例如，準确的人臉識别技術已經在商業中得到了廣泛的應用。資訊論早已不局限于其經典的傳播領域，已經或正在滲透到生物學、人工智能、經濟學、農學、氣象學、資源環境學、心理學、醫學、神經科學、化學等領域，催生了生物資訊學、智能資訊學、經濟資訊學、農業資訊學、氣象資訊學、資源環境資訊學、醫學資訊學、神經資訊學、化學資訊學和 其他新學科。
1.3 資訊論的誕生
雖然資訊這個術語已經使用了2000多年，但資訊論的出現是在上個世紀中葉。1948年，美國數學家香農發表了一篇長篇論文《溝通的數學理論》（香農1948），宣告了資訊論的正式誕生，以前被稱為資訊論的"史前時代"（與Benjo 1985）。當時，電子計算機、PCM通信技術和控制理論也出現在曆史舞台上。可以說，資訊論是為解決通信技術問題而發展起來的，當時它是二進制代碼/字元串/數組。當然，通信資訊有自己的規範性概念體系：（1）資訊的來源——以信号形式發送的資訊主體，或者是觀察、調查的對象，（2）通道——傳輸信号的通道或媒介，（3）資訊傳輸對象的場所。信号在傳輸中可能需要編碼、解碼、調制等多種形式的轉換或處理，當信号被識别時，信号轉化為資訊（朱月明等，2003）。
1.4 本條的目的
Weiner（1948）曾經說過："科學發展中取得最大收益的領域被忽視了，在既定部門之間沒有人的土地......一個人可以是拓撲學家，留聲機家或甲蟲學家。他在那個領域充滿了行話，知道該領域的所有文獻，該領域的整個分支，但他傾向于将相鄰的科學問題視為與他自己無關的東西，并認為如果他對這些問題感興趣，那将是對人類土地的不可接受的侵犯"。
我學過生物學，從未學過真正的資訊科學，對資訊論知之甚少，但近年來，由于對生命起源的興趣，我涉獵了一點生物資訊學，主要是關于遺傳資訊的起源，并提出了密碼學起源的"ATP中心假說"（雖然還在睡覺， 因為它尚不可驗證）。最近，我關注了資訊科學的核心概念——資訊的定義非常混亂——據粗略統計，國内外學術界對資訊的定義有200多種（王喆2007），可以說是多種多樣，但生物學家的聲音卻很少。是以，帶着憂慮，作者大膽地寫了這篇文章，旨在重新發現資訊的本質和定義。
2. 詞源
根據維基百科，古希臘語中的資訊是"alpha"，字面意思是"熊滿"或"傳達滿"在現代希臘語中，"alpha"這個詞仍然是一個日常術語，與英語單詞"information"具有相同的含義。
術語"資訊"由in，形式，-ation組成，字首具有行動的含義，名詞字尾-ation表示"做某事的行動或過程"，是以資訊字面意思是"以形式采取行動給予某事"（Capurro 2009）。
根據維基百科，英語中的資訊詞源自主網格（informatio）的拉丁詞根：該名詞源自動詞"informare"（通知），意思是"給心靈形式"，"紀律"，"指導"，"教導"等（Capurro和Hjørland）。2003）。Informatio有兩個含義：本體論和認識論："以形式行事"和"以向他人傳授知識的形式行事"（Zhou Liqian 2016）。Inform itself（法語）informer來自拉丁語動詞informare，意思是"給予形式"或"形成一種想法"。"資訊"在法語、德語和西班牙語中也用于表示"資訊"。
早在2000多年前，我國就有使用"信"的記錄：希涵洋雄《泰玄書》有"陽極上，陰信發芽"這句話，這裡的"信"意為"資訊"。此外，在唐代，李忠在一首詩《碧雲吉崔春環》（鐘義新2002）中寫下了"夢破美沈資訊，看穿漫漫長路，靠平台"這句話。日本人用"情報"，台灣用"資訊"來表示"資訊"。
資訊的定義
資訊的早期定義主要展現了與通信技術、控制理論和熱力學的血緣關系。資訊概念最有影響力的學者是三位美國數學家，拉爾夫·哈特利（1888-1970），克勞德·埃爾伍德·香農（1916-2001）和韋納（諾伯特·維納，1894-1964）（表1），他被稱為資訊理論的創始人，文納是控制理論的創始人。Hartley（1928）認為資訊是代碼和符号，而不是資訊本身的内容，并提出通過資訊可能具有的連續次數來衡量資訊中包含的資訊量，進而為資訊論的建立提供了一個想法。Shannon（1948）認為資訊被用來消除随機不确定性。維納（1948）的定義強調了我們作為觀察者的地位 - 我們在資訊中的地位，以及通過資訊中介的回報，這也是其控制理論的核心。但韋納對資訊的定義是哲學性的，他說，"資訊是資訊，不是物質，不是能量。不承認這一點的唯物主義今天就不可能存在"（維也納1965）。英國神經生物學家阿什比（W. Ross Ashby，1903-1972）通過"可變性"來定義資訊。
早期的資訊理論試圖與經典熱力學（熵，負熵）相結合。Wiener（1948）認為，資訊量實際上是負熵，他說："資訊量的概念非常自然地從屬于統計力學的經典概念：熵。正如系統中的資訊量是衡量其組織程度的名額一樣，系統的熵是其無組織的度量;"資訊是負熵，"法國實體學家萊昂·布裡淵（Léon Brillouin，1889-1969）在他1956年的專著《科學與資訊理論》（The Theory of Science and Information）中說。美國實體學家約翰·阿奇博爾德·惠勒（1911-2008）曾經說過，"一切都來自位"（惠勒1994）。
Brier（2015）指出，建立普遍資訊概念的最大問題是，香農，韋納，惠勒等人建立客觀資訊概念的本體論嘗試不能包含嵌入生命和社會系統中的含義和經驗，特别是因為這些純粹的數學或負熵相關的資訊數學定義不足以适應生命系統和有意識的人類語言中的日常信号遊戲。 遊戲問題涉及，因為沒有證據表明貫穿自然，文化，生活和意識的現實的核心是純粹的數學，邏輯或計算性質。
表1 外國學者的資訊定義
作者
定義
文獻
拉爾夫·哈特利
資訊是選擇的自由
哈特利 1928
克勞德·埃爾伍德
香 農
資訊是消除随機不确定性的東西
香農 1948
諾伯特·維納
資訊是資訊，既不是物質也不是能量，這是我們與環境交換的東西
維也納 1948， 1965
羅斯·阿什比
資訊的本質在于事物本身的可變性
阿什比 1956
格奧爾格·克勞斯
資訊絕不是物質和意識的第三個獨立的非依賴性元素，而是物質和意識組成部分以完全特殊的方式融合在一起的某種東西的組合，這使我們有理由說資訊具有特殊的性質，這既不是物質的本質，也不是能量的本質。純粹從實體角度來看，資訊是以某種方式排列的信号序列。但僅憑這一點還不足以構成一個定義。毋庸置疑，資訊必須具有一定的意義，必須是意義的載體......是以，資訊是由物質載體和語義組成的統一整體。
克勞斯 1961
伯傑 A
資訊作為自然界的客觀現象，在全世界和宇宙中是無所不包的......經典實體學中物質、運動、能量、空間、時間等基本概念已經不足以描述現實世界......人們正在研究能量場（重力，電，磁場等）。這些字段也應作為資訊加載器考慮在内。
伯傑 1974
朱塞佩·隆戈
資訊是反映事物的形成、關系和差異的東西，它包含在事物的差異中，而不是事物本身。
隆戈 1975
朱可夫
資訊 - 這是對組織的衡量，是控制系統及其角色的有目的地調整的結構。
朱可夫 1981
蘇瓦羅夫
資訊是認知主體可以接收的任何系統的順序。
蘇沃洛夫 1985
現代百科全書和詞典的資訊定義（表2）主要反映了人類對客觀事物的了解（通過觀察、學習或交流等）以及從中擷取知識等認知資訊的過程。
根據維基百科的定義，資訊是問題的答案，是以與資料和知識有關，因為資料代表由參數決定的數字，而知識代表對真實事物或抽象概念的了解。關于資料，資訊的存在并不一定伴随着觀察者，但在知識的情況下，資訊需要認知觀察者（它是對某種問題的答案。是以，它與資料和知識有關，因為資料代表歸因于參數的值，而知識表示對真實事物或抽象概念的了解。就資料而言，資訊的存在不一定與觀察者耦合，而在知識的情況下，資訊需要認知觀察者。
百度百科認為，"資訊"是指音頻、資訊、通信系統傳輸和處理的對象，一般是指人類社會傳播的所有内容。人們可以通過擷取和識别有關自然和社會的不同資訊來區分不同的事物來了解和改變世界。在所有通信和控制系統中，資訊是通用通信的一種形式"。
表2 各詞典中資訊的定義
字典
丹麥語詞典
資訊術語
該資訊僅提供所提問題的答案（資訊僅提供對 pos 的回答
問題），是以，"資訊"是"對特定問題的答案"
美國傳統
字典
資訊是獲得的知識或事實，特别是關于某事或事件的知識或事實
學習，特别是某個主題或事件），或對實驗結果的不确定性數量的描述（實驗結果不确定性的數值度量）
柯林斯 英語 詞典
資訊是通過經驗或學習獲得的知識，具體、及時地了解某一事件或情況（知識獲得超過或研究，知識的具體和及時性）
事件或情況），例如消息。
蘭登書屋克納曼韋伯斯特學院
資訊是通過交換或接受有關事實或環境的知識，或通過學習，交流或研究獲得的
事實或資訊，或通過學習，交流，研究等獲得的知識），例如資料。
軍事及相關術語詞典
資訊是以任何媒介或形式顯示的事實、資料或指令，或者人類根據現有的表達慣例賦予資料意義（任何媒介或形式中的事實、資料或指令，或含義）
人類通過表示中使用的已知約定配置設定給資料）。
新華詞典
（1）音頻、新聞;
（2）資訊論是指帶有符号的發送報告，其内容事先并未被該符号的接收者所知。
中國學者也提出了很多資訊定義（表3），主要是從哲學的角度出發，有的強調資訊的本體論或客觀性，甚至把資訊與物質和能量并列，而另一些人則認為資訊是人類對事物的了解。
表3 中國學者對資訊的定義
鐘煥洙 1980
從客觀性到主觀性，有一種物質作為媒介。現代科學已經确定，這種媒介物質就是資訊。
周懷珍 1980
資訊在最一般的意義上被了解為物質和能量在空間和時間中的不均勻分布。這種分布的狀态可以看作是材料系統組合的有序排列形式，也可以是不同材料系統互相聯系的組織形式。
劉發忠 1981
資訊是一種以某種方式對外部世界做出反應的狀态。
李明 1984
資訊是物質的普遍屬性，它以品質、能量和波動的形式，在與任何其他物質系統完全互相作用（或關聯）的過程中，表達它所屬物質系統的結構、狀态和曆史。
鐘學福 1985
資訊屬于關系類别。
魯邦嶽 1985
一定的資訊是實體運動的狀态和關于運動狀态的知識，以物質能量在時間和空間上不均勻分布的整體形式來表達。
劉長林 1985
資訊是所反映的事物的屬性。
楊教書1986
資訊是标志着客觀物質世界的普遍聯系的範疇，它表現了事物之間的差異和各種沖突關系（客體一主體、物質一精神、實踐一了解等）之間的關系因素，反映了沖突關系是相同和不相同的運動轉化過程，是人類正确認識世界、改造世界的一種思維模式。
王振武 1987
資訊是主體對多樣性資訊的選擇。
史啟良 1988
廣義的認識論認為，資訊是一般主體對一般客體的表征，或者更一般地說，是資訊對他事物的表征。
藏蘭和石昭平
1988
資訊是事物連接配接的中介，其内容是事物在互動事物之間傳遞的運動狀态和方式。
鄭金山 1989
人類對系統存在模式、運動變化規律和系統間互相作用規律的了解的傳遞和交換稱為資訊。也就是說，資訊是人類活動的傳遞和交流，以了解自然，改造自然，認識自己，改造自己。
沈為天 1993
哲學資訊概念是指運動屬性以外的能量性質，即運動的品質與運動量并排，一般認為是運動的順序，包括有序和有序的内容。
五家沛 1993
（1）舒适資訊，即客觀存在的資訊，不通過人是否接收而傳遞，（2）自我資訊，即接收者根據特定目的和實際能力獲得的資訊，可以消除發送方了解的不确定性;（3）累積的資訊，即接收者已經掌握的先驗資訊，是舒适資訊的"解釋系統"，即區分舒适選擇的資訊的能力。通過對積累的資訊進行"解釋"，将自成一體的資訊轉化為接收者自己的資訊。
1994
資訊是标志着間接存在的哲學範疇，它是物質的方式和狀态（直接存在）的自我展示。
李啟順、蘇霞
1996
資訊是其他事物中再現的事物的内容、屬性、運動狀态、存在方式等的自我表征。
李波聰 1997
資訊是他在多重關系中的樣子。
翟家璇 1997
資訊是宇宙中在場、能量和物質的基礎上進化而來的四個基本元素。資訊是信号主機在通信系統中接收的東西，并且源不會丢失，這消除了關于信号的存在，屬性和動态的一些不确定性。資訊隻能存在于能量或物質的編碼結構中;
周紅軒 2000
資訊是人們感覺、接收、了解和了解的資訊源傳輸的各種信号和消息内容的總稱。
洪坤彙 2001
在身體上，資訊是事物和現象的存在方式之一，而在認識論中，資訊是通過特定媒介的主體來顯示主要客體之間的關系。
鐘一鑫 2002
（1）事物的本體論層次資訊是狀态的自我表達/自我表達以及事物狀态的變化方式。（2）關于主體某物的認識論層面資訊，是指主體所感覺或所表達的相應事物的運動狀态及其變化方式，包括狀态的形式、意義和效用及其變化方式。
[2003] 朱月明等
資訊是客觀事物的運動和變化的内涵，也是通過認識這一内涵而獲得的内容的總稱。這種來源資訊來自資訊來源，"感覺資訊"來自信件所識别内容之間的關系。源資訊是"母親"，"感覺資訊"是"孩子"。
鄧宇等. 2004
資訊是對事物屬性識别的集合，即"屬于物種差異的概念"的本質和數學定義，它涵蓋了非生命、生物物、人與物、人與人資訊之間資訊流動的本質内涵和統一性。
朱志康 2004
資訊的本質是變化，但變化并不簡單等于資訊，隻有對象的變化，通過某種方式，作用于主體，構成資訊。資訊存在于流通中。是以，資訊的基本定義應該是相對于主體的客體變化。
董春雨、蔣偉
2004
在物質運動變化的過程中，那些不改變的性質可以被定義為資訊，資訊是這種實體量或這種性質的最高概括或概括。
和程
2005
資訊是客觀和現實的，資訊是所有物質所具有的物質的方式和狀态的客觀屬性，資訊是物質間接存在的标志，資訊是物質本身的屬性。
羅先漢 2006
一般資訊的概念可以用事物的真實狀态及其相關規律來表達，可以分為狹義資訊和廣義資訊、自然資訊和人類資訊，以及客觀資訊和主觀資訊等類型。
陳毅莊 2006
資訊是客觀世界中物質和能量存在與變化的有序形式，是這種形式對自組織系統動力學的反映和重組。
巨人奈奇2006
從認識經濟學的角度來看，資訊是物質在互相作用過程中所表達的内在邏輯的時空序列，表現為固态資訊、運動狀态資訊、基因狀态資訊、反應狀态資訊和思維狀态資訊五個層次。從本體論的角度來看，資訊是一個哲學範疇，标志着物質的間接存在。資訊和物質是等價的，資訊是全面的、集中的，是潛意識資訊和顯性資訊的統一體。
楊剛元 2007
資訊隻是生命及其仿生系統對事物及其屬性（包括自身）的反映和表達，它源于生命系統的自組織功能，它是表現形式，仿佛它被呈現給生命（或仿生）系統或被提取。資訊生成是生物功能的展現，資訊表達是基于生物反應環境生态系統中的互動行為。
王勇 2008
通過各種公認的條件，因素，事實和知識，或在受限條件下通過人為手段（思考等）直接或間接（由資訊處理器認為）獲得的資訊（由資訊處理器認為）更可靠，并考慮到各種成本， 消除、增加或不改變不确定性的東西。
葉曉燕 2011
資訊是物質世界運動狀态和變換方式的表達，是物質的本質屬性。這裡的"物質"是指人類和動物能夠識别的所有可能的研究對象，包括人類不斷增強認識的外宇宙世界的實體對象，以及主觀世界的精神現象;
2012年王志金等人
資訊是一種符号，具有共同性和耗時性，資訊的含義和價值取決于資訊所指（能指）和所指的含義之間的關系，以及資訊所處的上下文。
楊學山 2016
資訊都是客觀存在的，在這裡，實體空間、生命空間和資訊空間都是客觀存在。資訊沒有品質、沒有能量、沒有固定的形式，必須依靠載體和/或殼體的存在，可以在不同形式之間轉換，借助不同的載波和/或殼體逐漸走向獨立發展，最終成為一個獨立的自我發展與實體空間、生命空間并排的資訊空間。資訊以三種模式存在：舒适，自包含和記錄狀态，這解釋了當今使用的幾乎所有資訊概念。
不同的領域有自己獨特的資訊内涵，資訊在通信技術中主要是符号的順序，在動物行為中是各種不同的感官信号，在分子生物學中是核苷酸的順序（三重密碼），在實體學中是熵，等等（表4）。
表4 資訊在不同領域的含義
田
資訊論
資訊
理論
資訊是符号的排列順序，資訊處理由輸入-輸出函數組成，該函數表示輸出序列，該輸出序列映射來自鼻塞的任何輸入序列的輸入序列
任何将任何輸入序列從 .映射到序列的輸出，此映射可以是條件性的或确定性的。是以，此處的資訊被視為有序的品種序列。
感覺
感官
資訊可以用作生物體或系統的輸入。一些輸入對于生物體功能（如食物）或系統（如能量）很重要，稱為因果輸入。其他輸入隻有在與因果輸入相關聯時才重要，并且可用于預測因果輸入何時在以後（或其他地方）發生。
（杜森伯裡1992）。例如，資訊通常由弱刺激攜帶，這些刺激必須被特殊的感官系統感覺，然後通過能量輸入放大，然後才能最終在生物體或系統上工作。
認識
認知
資訊被認為包含至少兩個相關實體，即任何類别的對象S及其子集R，它本質上是S的特征，或者換句話說，攜帶有關S的特征（是以是概念）資訊。R攜帶的關于S的資訊量被稱為S複雜性的變化率，無論R實體是否已經從S中删除.模式，不變性，複雜性，表征和資訊 - 通用科學的五個基本結構 - 在一個獨特的數學架構内統一（Vigo 2011，2013，2014）。
分子生物學
分子的
生物學
資訊是任何可以影響其他模式的形成或轉變的模式（Casagrande 1999），從某種意義上說，不需要意識來感覺模式。例如，Dna是一個核苷酸序列，影響生物體的形成和發育，但不需要任何意識（Watson 2003，Reilly 2005）。
系統理論
系統
有時似乎假設資訊不一定需要包括任何意識，并且系統中循環（通過回報）的模式可以稱為資訊。換句話說，資訊可以被視為一種潛在的表征，盡管它不是專門為此目的而建立或表征的。是以，該資訊也被定義為"制造差異"。
差異）"（貝特森1972）。
實體
實體
在實體學中，實體世界被定義為資訊本身的組成（實體世界被定義為
資訊構成的趨勢（Bekenstein 2003）。例如，這包括所謂的量子糾纏現象，其中粒子獨立于它們的分離或光速互相作用，并且沒有資訊可以比光速更快地傳播。
麥克斯韋的思想實驗證明了資訊與另一個實體特征——熵之間的關系，一個結果是，如果不給系統增加熵，就不可能破壞資訊，另一個哲學結果是資訊可以與能量互換。
宇宙學
宇宙學
數學宇宙假說認為，從粒子到場，到生物實體和意識，再到多元宇宙本身，一切都可以用資訊的數學模式來描述。以此類推，宇宙中的巨大空洞可以被認為是太空中缺乏物質資訊（Max 1998）。
（來源：維基百科）
人們也試圖總結資訊的一般特征（表5），但這并不容易，因為"普遍性"、"客觀性"和"動态性"是實體世界的基本屬性，并不是資訊所獨有的。及時性還取決于資訊的使用目的，例如，古代地層資訊在我們想要探索地球曆史的演變時仍然非常重要。當然，可識别性和可傳遞性很重要，這是擷取和使用資訊的基本前提。至于是否可以共享，很難一概而論，存在範圍和方式的問題。
表5的特點資訊
特征
内涵
普遍性
凡是有東西的地方，就一定有資訊。資訊廣泛存在于自然界和人類社會中。
客觀性
資訊是客觀現實的反映，不會随着主觀意志而改變。如果資訊被人為篡改，它就會失去價值，甚至不能被稱為"資訊"。
動态
交易是不斷變化和發展的，資訊必然會随着運動的發展而變化，其内容、形式、容量會随時間而變化。
及時
由于資訊的動态性，固定資訊的使用價值必然會随着時間的流逝而衰減。
可識别性
人類可以通過感覺器官和科學儀器擷取，組織和識别資訊。這是人類使用資訊的前提。
通過性
資訊可以通過各種媒體在人與人之間、人與物、物與物等之間傳遞。
可共享性
資訊和物質、能量明顯不同：資訊在傳遞過程中并不是"這麼長期"，同一個資訊可以由多個主體同時共享，也可以無限複制、傳遞。
（來源：維基百科）
4. 資料、資訊和知識之間的差別
根據Diffen的說法，資料是原始的，需要處理的無組織事實，資料可能很簡單，看起來随機且無用，直到它被組織起來（資料是原始的，需要處理的未規範的事實。資料可能是因為它被組織起來的簡單，看似随機和無用），當資料被加工，組織，結構化或以範式呈現以使其有用時，它被稱為資訊（當資料被處理，組織或呈現時）。給定上下文以使其有用，它被稱為資訊）。例如，過去100年的全球溫度記錄是資料，如果這些資料的組織和分析顯示全球溫度正在上升，那就是資訊。
Silver（2012）說，"數字本身不會說話，我們說它，我們向它灌輸意義"（數字沒有辦法按照它們的方式進行。我們為他們說話。我們賦予它們意義）。
在資訊科學中，資訊由資料定義，而知識由資訊定義（資訊根據資料定義，知識根據資訊定義），即知識通常被定義為有組織或操作的資訊（知識通常被定義為"有組織的資訊"或"作為可操作的資訊"）（Rowley 2007）。知識由一系列互相關聯的資訊（知識包括互相關聯的資訊鍊）組成（Hilbert 2016）。
5. 資訊量的計算
量化資訊演變的第一次嘗試是Hartley，當時可傳輸符号的集合包含n個符号，并且集合選擇N符号的序列總共具有nN物種，并且通過接受其中一個序列獲得的資訊量是H-log nN-N log n（Hartley 1928）。
Shannon提出了一個計算資訊量的公式（Shannon 1948），一個由n個符号組成的消息，符号k出現的幾率是Pk，即：
這個公式的計算方式與熱力學的熵相同，是以也被稱為資訊熵。從公式可以看出，當每個符号出現的機會相等時，即當"不确定性"最高時，資訊熵最大。是以，資訊可以被視為"不确定性"或"選擇自由"的衡量标準。
資訊的基本機關是bit，二進制數字位的縮寫，二進制數包含1位資訊，如二進制數0101中的資訊量為4位。動物神經元對"全有或全無"（興奮或懸浮）感到興奮，類似于二進制（1或0）中的數字選擇。目前的計算機系統基本上使用二進制計算模式。
6. 資訊 - 隻屬于生活
資訊必須是生命的資訊，離開生命，客觀世界中隻有萬物的存在和變化，無論多麼複雜。資訊不僅僅是人類的資訊，所有的植物和動物都能感覺到自己和環境的資訊，并用來指導自己的生存。同一事物對不同物種的資訊含義可能非常不同。例如，相同的光對不同的動物意味着完全不同的東西，這取決于它們的光受體的結構和功能。
眼點使鞭毛狀頭發的祖先能夠感覺到光的方向和密度，并執行定向尋光或避光運動，這種功能足以讓這些小生命滿足他們的生存需求。據說渦旋毛蟲可以通過眼神接觸來捕食光線。
圖1 扁眼蠕蟲，紅色代表眼點（來源：百度影業）
昆蟲有一個稱為複雜眼睛的視覺器官（圖2），它由大量的小眼睛（ommatidia）組成（例如蝴蝶，蕨類植物的複雜眼睛可以包含約28，000個小眼睛），每個小眼睛是一個單獨的光單元，分别由角膜、晶體椎骨、色素細胞、視網膜細胞、視網膜成形細胞等組成。從視網膜細胞向後突出的軸突通過底物彙聚形成視神經。通常每隻小眼睛隻能形成一個點，通過許多小眼睛般的點可以拼接成一個圖像。昆蟲比簡單的後代更具視覺資訊量。
圖2 昆蟲的再視角（來源：維基百科）
脊椎動物的視覺系統比無脊椎動物的視覺系統更複雜：它們通常包括視網膜，相關的神經通路和神經中樞，以及實作其功能所需的各種輔助系統（圖3）。這些輔助系統主要包括：眼睛的外層肌肉，它可以使眼睛的四面八方向上移動，以及眼睛的屈光系統（角膜，晶體等），以確定外部物體在視網膜上形成清晰的圖像。
圖3 人眼的結構（來源：Scanlon and Sanders 2007）
物種可能以完全不同的方式感覺有關同一事物的資訊。例如，青蛙眼睛中的感覺細胞隻能對小的，黑暗的和移動的物體做出反應，是以青蛙可以在膝蓋深處，不動的蒼蠅堆中餓死，但是一旦蒼蠅飛過青蛙的眼睛，青蛙的"昆蟲意識"就會突然醒來（Myers 2004）。
對各種環境因素的感覺可能因物種而異。例如，許多動物都有使用特定環境資訊或資訊技術生存的特技，例如使用磁性作為指南針的鳥類，使用太陽偏振光導航的蜜蜂，蝙蝠和海豚（以及我們知道生活在長江中的白鳍魚）使用聲納尋找獵物或躲避捕食者......我們人類對此無能為力。是以，不能讓觀察者談論資訊。聲納是蝙蝠和海豚狩獵的資訊技術，但對人類來說，揭開這個秘密使它成為我們的認知資訊。
7. 生命的開始——從能量到資訊
在遺傳指令的控制下，生命的内部運作規律經常被錯誤地貼上"充滿活力的理論"的标簽："由于科學家還無法找到産生這種生物資訊的'編碼者'，也無法解釋在它們所建構的象征系統中基于生物分子産生生物資訊的機制，生命的實體實體不能構成生物資訊的明确來源。結果，生物資訊仍然莫名其妙地神秘。生物資訊和動态物質的作用是"同一工作的魔力"（曹宇和小玲2009）。
在地球上，分子和分子之間的化學作用如何轉化為可以儲存、識别和利用、自我複制的資訊，是實體世界最大的奇迹，也是生命的奇迹！這種原始的生命資訊是所有資訊的開始，它實作了從孤獨的物質世界到豐富多彩的資訊世界/生命世界的華麗蛻變。那麼這些資訊是如何産生的呢？
第一步必須從建構細胞内資訊系統開始，該系統花了數億年的時間才發展出通知物質的能力，成功地将自己的生化過程存儲在一種特殊的資訊分子DNA中（Shepping 2017a），這樣生命就可以被遺傳并保持代際之間的同質性。存儲種族資訊的DNA序列被稱為遺傳資訊，這也是生物資訊學研究的核心（Zhong Yang等人，2001，2005）。
一方面，無論是單細胞還是多細胞的形式，所有活着的個體本質上都是能量轉換的自動機，另一方面，産生同質個體的生命延續（繁殖）方式自然受到青睐，這是基于為遺傳學服務的資訊系統的建構。是以，原始生命的生化系統是在能量轉化和資訊化的協調演化過程中發展起來的，或者更确切地說，是在能量轉化的過程中發展起來的。是以，生物資訊實作了遺傳和生化耦合。
生物資訊學系統的核心是三重代碼子。ATP在三重密碼學的起源中發揮了重要作用，因為它是所有光合作用生物中第一個将光能轉化為化學能的産物，它驅動了一系列生化循環（如卡爾文循環，糖酵解酶和三乙酸）循環等）。和元素重組;它通過自身的轉化和收縮來告知複雜的生命過程，篩選出用4個堿基編碼20多個氨基酸的三重密碼學子系統，形成遺傳資訊的儲存、繁殖、轉錄和翻譯的生産系統，以及多肽鍊作為因果關系的蛋白質和核酸的回報系統被解釋， 在個體生存的定向篩選中，建構了細胞中數百個同時生化反應的複雜系統和規則，最終建立了個體生命的均質化傳遞機制——遺傳學。這就是解釋遺傳密碼子的起源的"ATP中心假說"（圖4）。
圖4 資訊系統在原始生命中的起源，藍色虛線表示前生命期的演變，紅色實線表示從前一生命期到生命期的演變或影響，箭頭表示作用或影響的方向（來源：謝平2017a）
為什麼世界沒有被困在有機湯中？為什麼物質會從混亂走向秩序？為什麼大自然對同質個體生産的偏好會導緻遺傳資訊的産生？在地球生命演化的早期階段，包裹在脂質囊泡中的有機物與太陽光能下較長的有機分子相連，積聚在氣泡中，之後囊泡破裂，然後積累，然後破裂......來回循環，終于迎來了細胞分裂機制的出現。反複成為法律，記錄、儲存和使用的規律是一種資訊過程。沒有個體，就沒有生命，由資訊連接配接的生化和遺傳系統的進化必須發生在個體身上。遺傳資訊不僅記錄了個體在生活中的建構，還記錄了對外部世界的反應模式（各種環境資訊）。
在被破譯之前，遺傳密碼不能稱為我們的認知資訊，但它是所有生物的遺傳資訊，并且有效地起作用。現在我們知道生命是物質，是能量，是資訊。
對環境資訊的感覺和需求因物種而異，對于水中的眼蟲，它們隻需要感覺周圍的微弱光線來引導它們的捕食行為，而陸地上人類的高樓大廈和點亮的紅酒和綠色對它們毫無意義。是以，同樣的事情，資訊對不同物種的意義可以完全不同。人類（當然不是每個人）對世界上幾乎所有東西都感興趣 - 小到基本的粒子，與整個宇宙一樣大。是以，人類社會收集的資訊是無法估量的。
8. 資訊的本質——沒有知覺就沒有資訊
沒有感覺者，資訊就沒有意義，而這個感覺者就是生命。是以，在生命誕生之前，不可能有知覺及其主觀世界，隻有客觀世界中萬物的存在、運動和變化。地球上數以百萬計的物種生活在各種環境中，以自己獨特的方式感覺周圍的世界，不僅對相同的資訊有不同的敏感性，而且有時具有完全不同的感官信号。一些物種在其一生中的活動不超過1米，而另一些物種（如鳥類，洄遊魚類）每年遷徙數千公裡，它們對資訊的看法差異很大。
此外，即使在同一物種中，資訊也以多種方式被感覺。例如，一個人能感覺到的資訊可以分為視覺資訊、聽覺資訊、味覺資訊、嗅覺資訊、觸覺資訊等（圖5），它們具有完全不同的性質，人體對它們的感覺是通過不同的感覺器官實作的。當然，我們現在幾乎不知道這些資訊（例如視覺資訊）以何種形式傳輸，存儲在何處以及以何種形式存儲，以及如何搜尋和提取。而人類通過技術手段到現場的識别、圖像資訊存儲和傳輸已經非常成熟，但為什麼這在腦科學中這麼難呢？
圖5 五個基本感覺器官（來源：謝平2017b）
每個都使用專業領域的資訊定義，這沒什麼大不了的，例如，香農對資訊的定義是否不伴随着網際網路通信技術的飛速發展？事實上，幾乎所有領域都涉及資訊，是以要涵蓋所有内容，可以在抽象哲學中定義它。但是，如果有必要給"資訊"一個既普遍又不那麼抽象的定義，作者就被愚弄了：資訊是生命的目的産品，包括（1）在生命系統中自動運作的内部資訊（例如遺傳資訊，資訊分子），（2）人類或其他生命可以感覺或識别的所有事物（内部或外部， 物質的或精神的，過去的或現在的，直接或間接的，具體的或抽象的，等等）- 它們的形式、關系、屬性及其運動變化的過程和規律，等認知資訊），以及（3）人類通過科學技術記錄、儲存、傳播或創造的資訊（如通信資訊、智能資訊），但所有資訊都通過影響某些個體甚至種族的身體、生态、行為或精神，為某些個體甚至種族的生存服務。一個系統（例如，生命系統、生态系統、控制系統、智能系統、社會系統或地球系統等）越複雜或有組織，資訊的整體流動就越大。是以，所有客觀對象或屬性，如物質、能量、場、負熵、秩序、變異性、結構等，都可以是人類或其他生命的資訊，但觀察者（或感覺者）不宜将資訊定義為其中之一。本文的定義還包括香農的"資訊是消除随機不确定性"和韋納的"資訊是我們與環境交換的東西......是衡量組織程度的"思想。
世界上的一切都是或将要成為人類的資訊，技術使人類對資訊的感覺不斷提高——顯微鏡使我們能夠看到分子，望遠鏡幫助我們觀察宇宙，無數專業科學家通過各種精細的實驗來揭露自然界之間的複雜關系，為我們不斷添加新的認知資訊， 結果，我們資訊空間的快速發展，激情，進而推動了人類社會科學技術和教育的快速發展，新的人際關系，人與國的關系，經濟關系等，使新的資訊無窮無盡，豐富多彩，璀璨奪目......這是一種積極的回報，資訊搶購無限...！
簡而言之，與任何其他類型的生命相比，人類對自然界（時間和空間）中的物質或精神資訊的感覺範圍，感覺能力以及所創造的傳輸，存儲和處理技術的先進性是無與倫比的。人工資訊空間和技術（資訊産業）已經使自然相形見绌，而自然界已經積累了數十億年！但Chemo忘記了所有的資訊（包括人造的）都來自生命，而無生命沒有資訊，這是永恒的法則！
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本文的引用方式：
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謝萍（2017）如果不是這個世界上的生命，誰能發現資訊？ScienceNet.cn
附言
9月25日，微信朋友傳來一則令人震驚的消息：複旦大學生命科學學院鐘揚教授在内蒙古鄂爾多斯出差時遭遇車禍身亡，享年53歲。雖然鐘揚先生和我并不是很親密的朋友，但早在20多年前，他還在中國科學院武漢植物研究所，自從他轉學到複旦大學後，見面逐漸稀少，但偶爾也會遇到。在我的印象中，他總是如此充滿激情，夢想着自己的事業。他對自己的悲慘死亡感到痛惜。我一直在想如何記住，考慮到鐘揚先生是生物資訊學教授，他會在第11個長假期間感覺資訊，寫下笨拙的"如果世界上沒有生命？"向英年早逝的生物資訊學人緻敬，向他偉大的靈魂緻敬。
據我所知，研究植物分子進化和生物多樣性的鐘揚教授在16年的時間裡收集了4000萬顆種子，可以儲存100到400年。我堅信，一個基因可以給一個國家帶來希望，一粒種子可以造福成千上萬的人......任何生命都有一天的結束，但我不害怕。因為我的學生會繼續走科學探索的道路，而我們收集的種子，也許在幾百年後，一個自然的根發芽，那麼，我不知道有多少人的夢想會完成......"鐘揚教授是一位真正有理想、播種未來的學者！他的名言"不是偉大的夢想家，但善良的夢想家是傑出的"，這是對他偉大一生的深刻诠釋！
鐘揚——追求生命高播種科學未來
按照目前的科學評價标準，鐘揚教授或許不是所謂的"偉大"科學家，但他不拿個人得失，帶着崇高的夢想，在未知的科學道路上，無畏的犧牲，荊棘，艱苦的探索，留下希望的種子......是以，他的悲慘死亡被這麼多人記住和記住，表明他一直是科學和教育界的精神典範。
在當下的學界，有些人追求名利，庸俗浮躁，一方面熱衷于畫老虎取悅西方權威，另一方面，為了愚弄公衆而制造虛假，有的甚至猖獗的欺詐，令人震驚......本應安靜的學術世界很滑稽，似乎陶醉于黃金崇拜和虛假的盛宴......在一些中國小，教師面前的物質欲望岌岌可危——教學不教，巧點名，天價補習，牟取暴利，家長不知所措！老師就是這樣，生活怎麼會尴尬呢？
對鐘揚教授品德的欣賞和贊美，是社會呼喚科教界無私奉獻、勇于探索理性回歸的強烈信号！我們要發揚"播種未來"的精神，振興科教事業，實作中華民族偉大複興的中國夢！
附：張建波先生對鐘揚教授詩歌的緻敬（創作于2017年9月28.m淩晨1點10分）
你走出了陽
永遠像一個追逐夢想的少年
在這方面走向世界
守衛的熵
你是地球最後的風之子
帶着孤獨的信念
收集種子
存儲明天的希望
你掌握着解構生活資訊的鑰匙
在歡笑的風中暢談激情
把心深
做一個沉睡的夢
你飄走了
留下一堆科學的基石
應該有繼任者
去建造大廳
你的故事
會像你的名字鈴铛一樣響起
你的語氣和微笑
土地荒蕪