信息到底是什么 信息是什么牛顿的激光烈焰剑理论

什么是信息(什么是信息) 牛顿的火焰理论
如果非要用一个词来形容我们的时代,那就是:信息时代 。
在此之前,瓦特的蒸汽机开启了蒸汽时代,随着对电和磁的认识,人类进入了电时代 。今天,由于人类对信息的探索,人类开启了信息时代 。在信息时代,有发明电报的莫尔斯、发明电话的贝尔、发明无线电技术的马可尼等伟大的发明家和科学家 。

信息到底是什么  信息是什么牛顿的激光烈焰剑理论

文章插图
莫尔斯自画像
但长期以来困扰科学家的一个问题是:信息究竟是如何测量的?
例如,我们常说:信息量巨大 。那么什么样的信息才算大量信息呢?事实上,谁也说不清 。
如果我们梦想回到牛顿的时代,我们会发现,在牛顿的代表作《自然哲学的数学原理》中,前十页只做了一件事,那就是:定义 。
信息到底是什么  信息是什么牛顿的激光烈焰剑理论

文章插图
我们现在熟悉了很多概念,比如:密度、质量、力 。由牛顿定义 。
牛顿的定义不同于一般的定义,他的定义允许这些物理量被测量和量化 。
与伟大的牛顿力学相比,牛顿开创性的物理学研究方法奠定了现代物理学的基础 。数学家 Mike Alder 曾在一篇文章中总结并提出:'s Laser Sword 。
翻译的是牛顿的激光火焰剑理论,具体内容是:
任何无法实验和观察的东西都不值得争论 。
信息到底是什么  信息是什么牛顿的激光烈焰剑理论

文章插图
因此,对于科学来说,定义和观察是非常重要的,有七个国际单位 。当然,还有一些不在其中,但可以从七个国际单位中推导出来 。
信息到底是什么  信息是什么牛顿的激光烈焰剑理论

文章插图
信息论
因此,信息论要想成为一门科学,首先要确立信息的定义,信息是可以量化和度量的,必须有一个可靠的单位 。
事实上,科学家们都明白其中的道理,但要落实起来却是真的很难 。许多科学家尝试了很多方法,例如: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,对信息进行了非常详细的定义,这篇文章彻底奠定了现代信息论的基础,并沿用至今 。天才作者叫:克劳德·艾尔伍德·香农 。
信息到底是什么  信息是什么牛顿的激光烈焰剑理论

文章插图
基本信息单位:比特
那么香农是如何解决这个问题的呢?
香农认为:
关于事物的信息量取决于它克服了多少不确定性 。
例如,你和我有一个很好的朋友 。他通常早上 10 点到办公室,晚上 10 点回家 。有一天,我告诉你:他今晚11点在家 。对你来说,这句话其实只是一派胡言,信息量为零 。这是因为你知道这一刻,他很可能在家 。因此,惊喜或不确定性是信息 。
因此,香农将信息的量化度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 。如果有一个理想的抛硬币,正面和反面的概率是完全一样的 。要确定是正面还是反面,需要 1 位信息 。
信息到底是什么  信息是什么牛顿的激光烈焰剑理论

文章插图
如果硬币不是理想的硬币,而是正面较重,则硬币正面和反面的可能性更大 。这时候要找出是正面还是背面向上,需要的信息不到1位 。这是因为您有更大的机会猜测结果 。
如果稍微复杂一点,假设您正在做一道选择题,有 4 个选项 。如果你想确定这个问题的最终答案,你需要多少位信息?
可能很多人的第一反应是:4位 。事实上,这不是真的 。你需要知道,你并没有愚蠢到逐个选项询问对方(通过信息消除不确定性的过程) 。