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信息概念点卯(一)定量理论

已有 5463 次阅读 2010-10-15 10:27 |个人分类:阅读信息|系统分类:科研笔记|关键词:学者| 信息, 香农, 信息论, 热力学, 算法信息论

恐怕没有人会否认我们生活在“信息时代”。可是,什么是这个定义我们时代特征的这个东东,什么是“信息”呢?不问则已,一问发现不是没有答案,而是众说纷纭。这里,把俺接触到的若干“信息”概念给叫出来瞅瞅,算是支持倪鹏云老师倡导成立信息本质探讨圈子

(1)先说来自电子工程和通讯领域里的香农(Shannon)“信息论”。这个定量的理论给了我们一套数学工具,可以对带宽、噪声、“信息量”等等的相互关系进行量化的处理。可是,它既不定义信息,也不关心意义。香农最初的论文标题叫做“通讯的一个数学理论”(A mathematical theory of communication,既不是后来出书时候的“The Mathematical Theory of Communication”,也不是后来大家习惯所称的“information theory”)。他在其中明确表示该理论不对付意义方面的问题。“矿工全部救出来了”这条消息,在特定编码空间里和传输条件下,跟“矿工全部埋起来 了”,相区别的程度,相混淆的概率是可以计算的,由此可以确定其信息量等等是可以的,在语言研究、密码学等等也大有用武之地。可是,要帮助我们理解这条消 息的意义,大概是无能为力的。具体说来,这里的原因在于香农信息论只对各个可能信号的概率进行量化。香农自己就曾经写过一篇短文,叫做“游行彩车” (“The Bandwagon”),抱怨对他的概率量化理论的滥用,把该理论糟蹋成游行彩车,谁见了都往上跳。


(2)再举一个量化理论的例子:算法信息论(Kolmogorov,Chaitin;在加拿大滑铁卢的李明教授是这个东东的权威)。它的基本思路是可以用生成特定比特串的机器的复杂度,来度量该比特串的复杂度。跟图灵机可以相通,跟香农信息论也有一定联系,但是依然不能对付意义。

(3)第三个量化理论是Rolf Landauer提出来的,把热力学跟信息操纵联系起来,其大意是把信息的不可逆丢失(比如两个比特通过与门变成0,而从这个0,你不可以再知道当初输入那个是0,那个是1)跟热的释放定量地联系起来,每丢失一位,释放的热量跟kT成正比(其中k是玻尔兹曼常数,T是器件的温度)。这个理论把信息跟热力学意义上的秩序以及(不)可逆性直接联系起来。

好,量化的理论说完了。下回说点和意义有关的“信息”概念。



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2 杨正瓴 nipy

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