與符號信息相對應的是“關聯信息”。所謂關聯信息，就是代指者和被代指者之間的一一對應關係是通過特定的物理化學機製，或者因擬態而建立起來的信息。前文提到的DNA雖然也是“非結構信息”，但DNA不是人工信息，而是關聯信息。DNA和蛋白質之間的對應關係是通過特定的化學結構建立的，並沒有一個心理學意義上的記憶力在其中發揮作用。人類也會使用一些關聯信息。例如，畫像和照片就是關聯信息，工程藍圖也具有很大的關聯性。但大多數的文化信息都是使用符號信息來表達和記錄的。人類甚至可以為不存在的事物指派一個符號來代表它，如“鬼”。符號信息的出現為抽象概念的出現提供了可能性，而人類的文化在很大程度上是建立在抽象觀念的基礎之上的。
所有上述三種信息形式，都具有一個共同的特點，那就是它們可以通過人類的努力而逐漸積累起來，這就是第七小節要重點闡述的內容。
六、質料、能量和信息三者之間的辯證關係
前文說到，在任何一個層次的係統中，都存在質料、能量和信息三個構成要素。在某一個係統層次上，這三個要素的概念基本上是排斥關係，即相互之間沒有內涵和外延的交叉。不同層次之間的三個要素之間的關係相對複雜一些，但是仍然有章可循。
首先來看質料。依據本文的定義，所謂質料，其實就是構成某一特定係統的較低層次的係統。任何質料都是有某種性質的，不存在沒有性質的質料。那麼這些性質是由什麼決定的呢？是由作為係統的質料的內部結構決定的。這些係統的內部結構的功能就是質料的性質。當我們把一件事物作為係統看待時，它具有功能；當我們把一件事物作為質料看待時，它具有性質。其實，功能和性質都是一件事物和另一件事物的關係，或者發生這種關係的潛力。
依據本書的定義，結構是信息，是信息之一種。我們可以說，係統的功能是由該係統層次的信息決定的，而質料的性質則是由下一個係統層次的信息決定的。因此，任何一個高層次的係統的質料的性質都是前定的，高層次的係統的結構取決於構成它的質料的性質。例如，社會係統的質料——人的性質是由其生物和心理（高級生物學特性）決定的。社會的結構不可能超越人的生物性，例如，我們不可能建立一個人人都不需要吃飯的社會——至少目前是這樣。
再來看能量。每一個係統層次上的能量形式都是不同的。越是低級的係統，其“能量”中的“物理能量”所占的比重越大。隨著係統層次的提高，“物理能量”的比重越來越少。例如，在生態係統層麵上，推動動物行為的主要是食物。動物的食物的功能包括提供“物理能量”和營養兩部分內容，其中能量的部分可能還要重於營養的部分。但無論是提供“物理能量”還是提供營養，有一點是肯定的，那就是食物並不是任意形式的能量和物質。例如，食草動物不能直接利用陽光中的能讀，而食肉動物不能利用植物枝葉中的能量。動物也不能把空氣中的氮元素作為生長的材料。動物的食物必須具有某種特定的結構，才能被動物所利用，也才能驅動動物的行為，才能被稱為“能量”。因此，能夠被動物利用的“能量”是具有某種結構的，換句話說，是具有“信息”含量的。
在人類社會係統層次，驅動社會係統的質料——人——和社會的“中間階”結構——群體——的行為的能量，是“財富”。在人類社會的財富中，隨著社會的發展，“物理能量”所占的比重越來越低。“物理能量”主要包括食物、電力、燃油等等。在現代社會，這些部分占個人消費的比重已經很低。食物中本來就不全是“物理能量”，即使把食物全部看作物理能量，它在個人消費中的比重（恩格爾係數）在發達國家也隻有20%以下。相反，社會財富中的非“物理能量”部分卻越來越大。這些財富中的物品一般都是人造物，可以滿足人的某些需要，從而成為激勵人的“追求行為”的“能量”。這些物品都具有特定的結構，也就是說，具有一定的信息含量。這些信息含量由低於社會係統的其他係統層次的信息所構成。因此，一個特定係統層次上的能量，必然包含著低於它的係統層次上的信息。例如，人所追求的食物含有生物係統層次的信息，人所追求的汽車含有物理係統和化學係統層次上的信息。在某種程度上，我們也可以說：能量的本質也是信息。對於高層次的係統，這一判斷就更具有真實性。
最後來看信息。首先，信息是質料在時空中的排列方式，質料是信息的載體，沒有質料，就不會有任何信息。信息是分層次的，因為任何質料本身也都有其結構。我們無法想象沒有任何結構的質料。在任何一個係統層次上，都有特定的信息形式。因此我們可以說，任何特定的事物，其本質都是信息而非其質料。一個事物的結構（即信息）是它區別於他事物的本質特征。當我們說社會的本質是文化的時候，我們表達的就是這個意思。
其次，信息的誕生和傳播需要能量的推動。科學家們把信息稱作“負熵”，負熵是需要能量來達成和維持的。信息就是一種有序狀態，而把無序變為有序，是需要能量的。信息的創造和傳播都需要能量的支撐。在生物層麵上，沒有能量的流動，動物的複雜器官就無法進化。例如，動物的神經係統的進化就需要其他係統為它提供能量供應。在生態層麵上，複雜的物種的出現是以簡單的物種為其提供能量為基礎的。信息的傳播或者複製也需要能量。例如，動物的繁殖就是信息的複製和傳播過程。隻要有足夠的能量（食物）和其他環境條件，一個物種在數量上的增長是無限的。因此，能量是信息的複製數量的限製性因素。
在人類附屬的生產係統中，信息複製對能量的依賴就更加明顯。對於一個工廠來說，非結構信息（如產品結構圖）是可以以較低的成本大量複製的，它的複製受能量的限製較輕。但結構信息的複製（產品的製造）受能量的限製就很大。這裏的能量包括兩個層次的能量，一是“物理能量”，隻有有足夠的能量，才可以把非結構信息轉化為結構信息（產品）。二是“社會能量”，即財富（在大多數情況下以貨幣的形式）。這是因為，如果沒有能量驅動工人的勞動，產品仍然生產不出來。
在社會係統層麵上，信息的創製和傳播也都需要能量的驅動。如果沒有其他人為文化工作者提供基本的生活資料，這些人就無法從事信息創造的工作。一些信息創造工作如科學研究工作，除了為科學工作者提供生活資料以外，還需要投入大量的科研經費。在社會層麵上，信息的複製主要包括教育事業和傳播事業（人類社會的早期主要是出版事業，現代社會則包括現代傳媒）。這兩種傳播方式都需要大量的“能量”投入。社會必須供養教師和學生讓他們專門從事教育事業。出版事業的性質和人類附屬的生產係統的性質是類似的，他們都從事信息的複製事業，隻是出版事業所複製的信息是非結構信息而已。
七、“積累”是關鍵詞
本書的宗旨是探討各個不同層次的係統之間的同與異。前麵的文字說明了所有係統的相同之處：它們都必須具備質料、能量和信息三個要素。現在我們就來討論不同層次的係統之間的不同之處。
在所有這些係統層次中間，最大的區別存在於無機係統和其他有機係統之間。這個區別就是，有機係統具有積累的能力。積累什麼的能力呢？積累信息的能力。
各種科學證據已經比較充分地證明了達爾文進化論的真實性。生物進化的主要表現，就是發展出越來越複雜的物種。所謂複雜化，就是結構的複雜化。在生物物種中間，複雜化的一個重要指標是 DNA信息含量的多少。人類的DNA含有大約30億個堿基對，而蜜蜂的DNA隻有2.6億個堿基對，而細菌一般隻有數十萬個堿基對。堿基對並非衡量物種的複雜性的惟一指標，但從低級物種到高級物種，其DNA信息含量大致是一個升高的態勢。
除了 DNA信息含量這樣的微觀指標外，還存在衡量物種的複雜性的兩個宏觀指標：一是物種個體的大小，二是物種幼體的生存率。
物種個體的大小是物種的複雜性的必要條件。這很容易理解，因為沒有足夠的體積，複雜的結構是發展不出來的。因為，結構複雜的一個含義其實就是構件數量的多寡，沒有足夠的體積容量，不可能容納下很多的構件。當然，並非說個體體積大的物種就一定複雜，例如，人們就曾發現過體長數十米的烏賊，但烏賊的結構卻比一些比它小許多的脊椎動物的結構簡單得多。但是，我們還是大致能夠發現，沿著進化階梯，物種的體形是逐漸增大的。
物種的幼體的生存率是物種的複雜性的另一個指標。越是結構簡單的動物，越是傾向於繁殖大量的幼體，但幼體的生存率很低。而結構複雜的物種生育的幼體數量較少，但幼體的生存率較高。例如，許多魚類一次排卵上千枚，但存活下來並發育為成魚的卵卻非常少。而大多數的哺乳動物一胎所生的幼仔隻有數個，最多十數個，並且也遵循著幼仔越多成活率越低的規律。幼體的成活率也和幼體的體形大小成正比。這很容易理解，因為幼體的體形越大，則說明母體在生育幼體的過程中所付出的成本越大，它就會付出更大的努力來保衛前期的成本投入。
那麼，物種的複雜性是如何形成的呢？或者說，物種的結構信息是怎樣積累起來的呢？主要通過兩個途徑：一個是生理途徑，一個是生態途徑。這兩個途徑都必須經過同一個機製：等級製。
所謂生理途徑，就是某一物種的個體的體內各個器官係統之間的生理分工體係。前文已經說過，任何係統的存在都需要能量的供給，物種個體內部的各個器官係統也不例外。需要注意的是，這裏“係統”概念不是本書其他地方常用的“係統”概念，而是生理學上的係統概念，如消化係統、呼吸係統、神經係統等。在這些器官係統中，有些器官係統是為其他係統提供能量的係統，而有些係統則需要其他係統提供能量的支持。在植物體內，這樣的寄生的係統主要是生殖係統，而在動物體內，這樣的寄生係統包括生殖係統和神經係統。一個物種的生殖係統和神經係統越發達，則該物種生存的概率就越高。因此，那些具有發達的生殖係統和神經係統的物種就會在生存競爭中處於優勢。這一點尤其適用於神經係統。一般來說，物種越是複雜和高等，它的神經係統就越發達。典型的例子就是靈長目動物，他們具有所有動物中最發達的神經係統：其神經係統占體重的百分比在所有物種中是最高的，神經係統的耗氧量占全身耗氧量的比重也是最高的。人是最突出的例子：人的大腦占全身總重量的3%，而其耗氧量占全身耗氧量的20%以上。因此，我們可以說，物種個體的所有器官係統中，存在著一個等級體係，低等級的器官係統為高等級的器官係統提供能量，高等級的器官係統在接受能量供給的基礎上變得越來越複雜化。在物種個體內部，這就是結構（信息）積累的主要機製。
所謂生態途徑，就是物種之間存在的食物鏈等級體係。這是一種比物種個體內部器官間的等級體係更加重要的信息積累途徑。我們可以把整個生態係統中的物種劃分為三大類：植物、食草動物和食肉動物。在這三類物種之間，存在著一個能量之流。這裏的能量既可以被解釋為“無機能量”，也可以被解釋為“生態係統層次的能量”。從前一個意義上說，植物將太陽能轉化為化學能，食草動物又把它轉化為更高等級的化學能。從後一個意義上說，低級物種所製造的食物是推動較高等級的物種的行為的“能量”。食草動物逐水草遊動，食肉動物又追隨食草動物而動。正是通過這樣一個等級關係，物種的複雜性才得以提高，物種的結構信息才得以積累。因此，等級是積累的基礎。可以說，如果沒有建立在等級製基礎上的信息積累，生物的複雜程度絕不可能有現在這樣高。
那麼，物種的結構複雜化即信息積累的外在推動力是什麼呢？是生存競爭。我們知道，一個物種如欲在生存競爭中存活下來，就必須提高自己的競爭能力。結構的複雜是提高競爭能力的一個重要途徑，而結構的複雜化建立在由其他物種提供食物的基礎上。雖然說也存在著低級動物以較高級動物為食的情況，例如，鱷魚和蛇都會捕食哺乳動物，但食物鏈的方向和動物進化的方向基本上是一致的。如果沒有其他物種提供高質量的食物，而是由自己直接從無機界吸收能量和營養，複雜化的空間就會很小，植物就是很好的例子。每一個物種必須維持或者提高自己的競爭能力，否則就會被生態係統所淘汰。例如，老虎抓不到羚羊就會被餓死，而羚羊如果很容易就被老虎抓到，羚羊就會滅絕。因此，這兩種動物都發展出了強大的神經係統以提高自己的競爭力。這個強大的神經係統，就是信息積累的結果，而這種積累是建立在進食高等級食物的基礎之上的。
這些高等級食物就是生態係統層次上的能量。前文已經探討過，某一個較高係統層次上的能量，其實是含有較低係統層次上的信息內涵的。在生態係統這一係統層次上，能量必須是“特定形式”的能量，而不是“任意形式”的能量。因此，某一個係統層次上的“能量”已經包含了作為其質料的係統層次上的“信息”內涵。例如，食草動物所進食的植物枝葉已經包含植物的內部結構，即特定的分子結構，而分子結構是無機係統層次的信息。而且，在生態係統層次上，“能量”的內容並不僅僅包括無機係統層次上的能量，還包括“物質”的內容。例如，動物所吃的食物，不僅僅包含有光能轉化來的化學能，還包括各種營養物質。在生態係統這一層次上，我們把能量定義為“驅動物種個體行為的事物”。因此我們看到，在生態係統層次上，結構信息的積累是通過“能量流”的方式進行的。而能量流動的方向就體現了物種之間的這種等級結構。沒有這樣的等級結構，信息積累不可能進行。
對於動物來說，它們還可以以種群為單位開展生存競爭。在動物的種群中，已經產生了原始的分工，例如狼在捕獵時，就有扮演指揮角色的首領。在這樣的動物種群中，存在著顯著的等級製，主要表現為進食的順序和獲得性伴侶的機會的等級差異：這樣的等級製同樣具有信息積累功能。在進食順序和性機會等級中處於優勢地位的個體，往往是群體的首領，它往往具有強壯的體格和較高的智慧，這些都是優秀基因的外在表現。優秀的個體擁有較多的交配機會，有利於優秀基因的傳播，較高的進食機會有利於該個體的存活，最終也會體現為優秀基因的傳播。而優秀基因在一個種群中的廣泛傳播自然會提高該種群的競爭力。這也是一種信息的積累。這樣的信息積累也是通過種群內部的等級製實現的。在所有的動物種群中，人類的種群把這種等級製發展到了極致，並且發展出了文化。
那麼，人類社會係統又是怎樣進行信息積累的呢？前文已經分析過，人類社會的信息包括社會結構、製度和文化三個內容，這三者之間又是互相聯係的，你中有我，我中有你。大體上說，製度是社會結構和文化的中介。當我們談到社會結構的時候，往往暗示著完全不以人的意誌為轉移的部分，特別是不做特別注明的時候。例如，社會的階級結構——如果不發生劇烈的社會革命——往往是比較穩定的。即使發生劇烈的社會革命，發生變化的也是各階級的具體成員，而不是社會結構本身。不過，本書的社會結構概念是包括社會製度的，而社會製度則會受到人為因素的影響。其實，從社會的長遠發展來看，社會結構（狹義的）也會發生改變——在社會製度變遷的長期的、潛移默化的影響下。在社會係統層麵所有的三個信息形式中，文化（這裏主要是文化中的科學和技術成分）的變遷最為活躍，而且受人為的因素影響最大。往往是文化因素以製度因素為中介，最終改變社會結構。需要注意的是，本書把科學技術定義為文化因素。
人類社會對結構信息的積累主要是通過對製度信息的積累完成的。一個社會的製度化程度其實就是一個社會的組織化程度。在人類社會的早期，組織化程度高的社會必然在生存競爭（特別是通過戰爭進行的競爭）居於優勢。人類的早期製度包括宗教製度、軍事製度和國家製度等等。這些製度的存在和發展都需要一個基本的條件，即存在著被他人供養的非生產性人員。也就是說，他人必須為這些人無償地提供生活資料。這些生活資料就是社會係統層次上的“能量”——前文說過，信息的積累是通過“能量”的流動來實現的。一個社會如果能夠為教士、將軍、士兵、國王、官吏提供基本的生活資料，使他們從事專職事業的，這個社會的組織化程度必然較高，在與其他社會進行生存競爭的過程中就更容易取勝。提供生活資料的人和被供養的人就構成一個社會的等級製度。在本書中，前者被稱為“奉獻者”，後者被稱為“積累者”。
文化信息積累與製度信息積累同樣重要。首先，製度的存在必須以一些基本的文化成就為基礎。重要的文化成就包括文字、宗教教義和科學技術。一個沒有文字的社會不可能是一個規模很大的社會，沒有文字的幫助，統治一個幅員遼闊的龐大帝國是不可想象的。同樣，沒有被廣泛接受的宗教教義（在現代社會，則是廣義的意識形態），就無法達成有效的社會整合。科學技術的進步則可以增強一個社會的經濟實力，在同樣的積累程度上，科學技術發達的社會所積累的、用於維持和發展製度的財富就越多。其次，文化成就是社會製度進步的主要思想源泉。沒有道德觀念、社會理想和宗教教義的進步，社會製度的改革就根本無從談起，因為前者是後者的文本。
文化信息的積累是如何實現的呢？同樣是通過等級製。文化信息的積累也需要有一批不從事生產勞動的人：教師、學者、思想家，後來又出現了科學家。這些人是信息的“積累者”。需要注意的是，這種“信息積累者”的身份依據僅僅是“接受他人的供養並從事文化工作”，並不是一定是一個真正為信息積累做出了重要貢獻的人。早期的技術發明者並不具備“積累者”的身份，而是一些掌握了高超技術、同時又具有創新能力的工匠。科學家身份的製度化僅僅是非常晚近的事情。教師、學者、思想家的社會功能首先是維持型的，即將人類已經積累的文化信息傳承下去。其次，他們的社會功能才是創新型的，即為人類文化寶庫創造新的內容。這些人中的大多數僅僅能夠承擔前一種功能。但無論他們承擔哪一種功能，都必須由“奉獻者”供養他們。在現代社會，科學活動和科學家的身份被製度化了。科學家是人類曆史上第一個以創新為主要社會功能的社會角色。在現代社會，由於科學技術和財富的生產形成了一個耦合的關係，科學家的“積累者”角色變得越發重要。
科學家的身份和功能之所以重要，其原因在於，人類發展出來的一個附屬於人類社會的係統——生產係統——已經變得非常發達。
科學技術的成果被注入到這一個係統中後，該係統的生產能力?