什么是信息(信息的概念是什么)
牛顿的激光火焰剑理论如果用一个词来形容我们的时代,那应该是:信息时代 。
在此之前,瓦特的蒸汽机开启了蒸汽时代,对电和磁的认识,人类进入了电时代 。如今,由于人类对信息的探索,人类开始了信息时代 。在信息时代,有伟大的发明家和科学家,如发明电报的莫尔斯,发明 的贝尔,发明无线电技术的马可尼等等 。
莫尔斯自画像
但一直有一个问题困扰着科学家,那就是:如何测量信息?
比如我们常说:信息量这么大 。那么,什么样的信息才是海量信息呢?其实谁也说不清楚 。
如果我们梦想回到牛顿的时代,就会发现在牛顿的巨著《自然哲学的数学原理》中,前十几页只做了一件事,就是定义它 。
现在我们熟悉了很多概念,比如密度、质量、力 。都是牛顿定义的 。
牛顿的定义不同于一般的定义 。他的定义使得这些物理量能够被测量和量化 。
与伟大的牛顿力学相比,牛顿开创性的物理学研究 奠定了现代物理学的基础 。数学家迈克·阿尔德曾在一篇文章中总结并提出:牛顿的火焰激光剑 。
翻译的是牛顿的激光火焰剑理论,具体内容是:
一切不能实验和观察的东西都不值得争论 。
所以对于科学来说,定义和观察非常重要,有七个国际单位 。当然还有其他不在其中的,但是可以通过七个国际单位引进 。
信息论所以,要让信息论成为一门科学,首先要确立信息的定义,可以量化和测量,也要有一个可靠的单位 。
其实科学家都知道这个道理,但是要付诸实践真的很难 。很多科学家尝试过很多 ,比如通过比较信息的重要性来衡量信息,但都失败了 。
直到1948年,一位天才发表了一篇名为《通信的数学原理》的文章,对信息做了非常详细的定义,这篇文章彻底奠定了现代信息论的基础,一直沿用至今 。这位才华横溢的作者名叫克劳德·埃尔伍德·香农 。
信息的基本单位:比特香农是怎么解决这个问题的?
香农认为:
一个事物的信息量取决于它克服了多少不确定性 。
比如我和你有一个很好的朋友 。他一般上午10点到公司,晚上10点回家,有一天,我跟你说,今晚11点他在家 。这句话对你来说其实是废话,信息量为零 。这是因为你知道这一刻,他很可能在家 。所以,偶然或不确定就是信息 。
因此,香农将信息的定量测量与不确定性联系起来,给出了信息的基本单位:比特 。
我们可以这样理解比特 。如果抛一枚理想的硬币,正面和反面的概率完全相同 。为了找出它是正的还是负的,你需要1比特的信息 。
如果这枚硬币不是理想的硬币,但正面较重,则有更大的概率将硬币正面朝下、背面朝上抛出 。此时,要找出是正面朝上还是背面朝上,所需信息小于1位 。这是因为你有更好的机会猜测结果 。
再复杂一点的话,假设你在做选择题,有四个选项 。如果你想确定这个问题的最终答案,你需要多少信息?
可能很多人的之一反应是:4位 。其实这是不对的 。要知道,你不会傻到一次问对方一个选项(通过信息消除不确定性的过程) 。
如果你够聪明,你会采取二分法,
你可以先问:答案是在A和B之间吗?
如果对方回答:是的 。
那么你只需要在A和B之间再问一次:答案是A吗?
如果对方回答:是的 。
那么你已经确定了结果是A,整个过程你只用了2比特的信息 。
同理,先问:答案在A和B之间吗?
如果对方回答:没有 。
其实那排除了A和B,答案在C和D之间,你只需要再问一遍:答案是C吗?
【信息的概念是什么 什么叫信息】如果对方回答:没有 。
那么你已经确定结果是D,整个过程仍然使用2比特的信息 。
你甚至可以把比特想象成人民币,假设一个比特是一块钱,每做一次选择都要花一块钱 。如果你想解决扔理想硬币的问题,你只需要一美元就能搞定 。四个选一个,就要2块钱 。
所以,你现在应该明白了吧?信息其实是用来消除不确定性的 。但是问题又来了 。应该消除哪些不确定性?
答案是:信息源 。
这个信息源其实指的是抛硬币事件本身,它是不确定的,可能是正面的,也可能是负面的 。信息源的不确定性称为信息熵 。所以,我们可以知道,
信息用于消除信息熵(不确定性) 。如果抛硬币正反概率都是50%,也就是不确定性更高后,信息熵更大 。另一方面,如果面朝上的概率更高,这个系统的不确定性就更小,信息熵就更小 。
- 梅耶塔,100%梅洛的独特魅力
- 盘点传统法起泡酒
- 澳洲最古老的葡萄酒产区——猎人谷
- 【游戏世界】世界的终末之诗,触及了Minecraft的灵魂
- 【游戏世界】王者荣耀:新英雄桑启上线正式服,s27赛季的背景英雄
- 玛吉尔庄园,酒瓶中的普里奥拉托风土
- 普里奥拉托的开拓者——伯乐雷内·巴维耶尔
- 你的葡萄酒适合陈年吗?
- 带有仙气的古风名字女 好听的古风女孩名字大全(图文)
- 阿根廷葡萄酒,感受“舌尖上的探戈”