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信息为什么还有单位,熵为什么用 log 来计算?

信息为什么还有单位,熵为什么用 log 来计算?

修正:视频中所说的“事件”应该被称为“随机变量 random variable”,而“情况”应该被称为“事件 event”。

前言

学习观10 的部分疑惑可以在 11 中解除了。

信息和熵之所以有单位,是因为它们都是客观的物理量。

导图

信息的单位

不知道答案是ABDC哪个选项的小明,需要从 4 种等概率情况里确定实际情况,需要的信息为: log_k m

  • m 是被测事件的等概率情况个数,上面的例子中 m=4
  • k 是参照事件的等概率情况个数。


  • 当选择的参照事件有 2 种等概率情况(像抛硬币)时, k=2 ,测得的信息量单位被称为比特 bit 。小明需要 log_2 4 bit 信息。
  • 当选择的参照事件有 e (自然底数,约 2.71 ) 种等概率情况时,k=e ,测得的信息量单位被称为纳特 nat 。小明需要 log_e 4=ln4 nat 信息。
  • 当选择的参照事件有 10 种等概率情况时,k=10 ,测得的信息量单位被称为 ban 。小明需要 log_{10}4 ban 信息。


把骰子的 6 种等概率情况作为参照事件或者 4 面体作为参照事件的话也可以,只是还没有常用到被赋予统一的名字。

信息是客观物理量?

引用一句话

The universe is conventionally described in terms of physical quantities such as mass and velocity, but a quantity at least as important as these is information [1]

举例说明

  • 视觉信号:小红将“写有 C 的 传纸条”递给小明,提供 2 bits。
  • 听觉信号:小红告诉小明“答案是 C”,提供 2 bits。
  • 触觉信号:小红“蹬小明椅子 3 次”,提供 2 bits。

之所以称信息是客观物理量是因为它不随信息形式而改变,同一个观察者,对同一件事情接受到的信息与用于传递信息的信号形式无关。

信息也不会消失:youtu.be/zUDqI9PJpc8,4:01 开始

[1]: Stone, James V. Information Theory: A Tutorial Introduction (p-17)

视频

信息熵的公式是怎么来的https://www.zhihu.com/video/1071774417134321664

不明白信息和熵之间的关系的请先观看


预告(订阅号 超智能体 提供视频下载)

《学习观》08:既然人类无法感知真实,又为什么要努力学习科学

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编辑于 2019-07-27 21:18