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时间:2018-11-14
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1、摘自《少年百科知识文库》中“年轻的信息科学”片段今天约好由叔叔向小伙伴们介绍信息科学的基础知识!“叔叔,您刚才讲到的这么多内界,我觉得似乎都是有关信息本质的定性化的内容,那么,信息是否有定量化方而的性质呢?”“有的,最常见的就是我们对信息的度S。信息像其它事物一样,是有其数S大小的。我们通常是用尺来度量物体的长度,以‘米’作单位:用秤来度量物质的重量,以‘千克’作单位;用温度计來度量物体的温度,通常以‘摄氏度’作单位,等等。”“那么,怎样來度量信息的大小呢?它以什么作单位呢?由于长期以來,人们对信息的认识是模糊的,虽然历史上人们曾经设法度:k信息,但是方法很不科学。只是
2、经过儿千年的漫氏历程以后,到了20世纪20年代,才找了度量信息的科学方法。遗憾的是,这种科学方法,现在还有许多人不知道,他们还是沿用过去的老办法来度量信息。因此,在我们谈度量信息这一W题时,有必要先谈谈过去度量信息的老办法,它力什么不科学,然后再谈度量信息的科学方法。”“叔叔,过去量度信息用的是什么方法呢?”细敏急不可待地问道。“为了说明这个问题,我先给你们讲个故事。”叔叔看到小伙伴如此感兴趣,情不自禁地笑了。他接着说:“传说,在我国春秋战国时期,魏王命令大臣庞葱到赵国的首都邯郸去办一件事情。临行前,庞葱对魏玉说;如果忽然有人向大王报告说,城里大街上有一只老虎,大王相信
3、吗?魏玉说:不相信。庞葱说:再有一个人又来报告,城里大街上发现了老虎,大王相信吗?魏王说:我还是不人相信。庞葱说:第三个人乂来报告说,老虎正在城里大街上奔跑,大王相信吗?魏王说:那我就相信了。庇葱说:很清楚,街上没有老虎,三个人说有老虎,大王就相信了。邯郸离这里比大街离王宮远得多,而在大王面前说我闲话的恐怕不止三个人,大王可要好好考虑考虑啊……”“从这个故事来看,魏王是用消息的多少来度量信息的。一个人说谎,他不信。三个人说谎,他就信了。把消息混同为信息,用消息的多少来衡信息的多少,这就是人们儿千年来度量信息的古老方法。”“人们往往以为,收到的消息数量越多,获得的信息就越
4、多。其实,这是很不科学的。因为信息不等于消息。信息只是消息中所包含的内荇,消息只是信息的形式,这两者是有区别的。有客观内容的消息包含着信息,没有客观内容的消息并不包含信息。你得到的消息全是谎言、废话,或者是你已经知道的东西,那还有什么信息呢?相反,你只得到一条简短的消息,但其中包含许多客观内容,都是你以前所没有听到过的,那你就获得了比较多的信息。所以,川收到的消息的多少来衡量获得的信息的多少,是没有办法量度出信息的多少的。”“然而,千百年來,很少有人明白这个道理。人们习惯于用收到的消息的多少来衡量信息。这一方而是由于科学的发展还没有达到今天的地步,另一方而也巾于信息包含
5、在消息里,它们难解难分,何况在许多情况下,的确是消息的数量多,则它所包含的信息也多。”“当然,过去的人也不是一点不懂消息的多少并不等于信息的多少的道理。连古人也知道谎言传的人再多也不会变成真理。例如,刚才说到的庞葱就讲出了信息不等于消息的看法。可见,早在2000年前,我国就有人认识到不能用消息的多少来量度信息。”“到了20世紀20年代,人们对这个问题才开始有了深刻的认识。到了40年代,信息论的奠基人、美国数学家香农又详细讨论了信息的M度问题。从此,人们从技术上找到了S:度信息的一些科学方法。”“按照他们的观点,人们在没有获得任何信息之前,信源对收集者一定存在着某种不确定
6、性。也就是说,信息从信源发出,但在收信者没接收到信息之前,对信源存在着一定量的不确定性。所谓不确定,就是收集者对信源的认识不肯定、不知道。你对某件事物知道得越少,则存在的不确定性就越大,而你得到的信息假如能使不确定性消除得越多,你所获得的信息量就越多。”“例如,在一次英语考试之后发布成绩通知,如果通知说,某位平时英语很好的同学的成绩是优,同学们不会有太大的反应,因为这是他们意料之屮的事,这个通知使他们获得的信息y:不人。如果通知说,该同学的成绩是中,同学们就会感到有些反常,这个通知给他们提供的信息就比前一种情况所提供的信息量要大。假如通知说,该同学的成绩是不及格,那一定
7、会轰动全班,使大家感到惊讶。因力这是他们意想不到的事。这个通知给他们提供的信息量就更大了。这个例子说明,某一事物状态出现的可能性越小,它的不确定性就越大,报道这一事物状态出现的消息所提供的信息it就越大。如果某一消息报道的闪容是人人皆知、司空见惯的,或者是事先已经预料必然要发生的事,那么这个事物就是确定的。它的不确定性等于零,因此,这种消息的信息量也等于零。”丁大力为了巩固自己刚学到的概念,迫不及待地说:“叔叔,根据您刚冰讲到的,我的体会是,信息量的多少,是按照信息所消除的不确定性的大小来进行量度的。消除不确定性多,就是信息量大,反过来说
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