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  • 1 # 禪者

       所謂資訊,通俗的理解就是訊息、訊息、資訊。這樣的理解沒有問題,但對我們探尋資訊的本質沒有多大幫助。不過如果我們想要找一個關於資訊的標準定義,會發現幾乎是不可能的。可以說,目前國際上並沒有對資訊是什麼有標準和公認的定義。我們可以先參考幾個比較權威的定義:

       《韋氏字典》(美國):資訊是用以通訊的事實,是在觀察中得到的資料、新聞和知識。

       資訊理論創始人香儂(C.E.Sannon美國貝爾實驗室的數學家)認為:"資訊是不確定量的減少","資訊是用來消除隨機不確定性的東西"。

       對資訊理論作出特殊貢獻的美國數學家維納(N·Wiener)說過:"資訊就是我們在適應外部世界和控制外部世界中,同外部世界進行交換的內容的名稱"。

       麥克盧漢的觀點:"媒介就是資訊。"

       美國Whatis權威網站定義:資訊的含義與接收方上下文有關。一些資訊可以被轉化成資料,並傳遞到下一個接受者。

       法國物理學家布里淵(L·Brillouin)認為:"資訊是原材料,知識是思維對資訊的加工的產物。"

       《Fortran 程式設計》(譚浩強):簡單地說,資訊是表現事物特徵的一種普遍形式,這種形式應當是能夠被人類和動物感覺器官(或儀器)所接受的。確切地說,資訊是客觀存在的一切事物透過物質載體所發生的訊息、情報、指令、資料、訊號中所包含的一切可傳遞和交換的知識內容。

       還有人認為:資訊是事物運動的狀態和方式,也就是事物內部結構和外部聯絡的狀態和方式。

       我們可以發現,對資訊的定義可謂五花八門,從不同的角度出發就可以得到自己的定義。如果我們想要探尋資訊的本質含義,以上的定義中,除了資訊理論創始人香儂的定義外,其它大多數定義都沒有什麼幫助。

       但是香儂的定義不是很好理解,什麼叫做“不確定量的減少”?“用來消除隨機不確定性的東西”是個什麼概念?要理解這些問題的實質,我們必須首先明白“資訊”這個詞在香儂的資訊理論中是個怎樣的概念。

       在資訊理論中,一條資訊,包含有一定大小的資訊量,資訊量的單位叫“位元”。一本五十萬字的中文書,資訊量約為250萬位元。把這樣一本書轉成電子文件,並經過壓縮處理,儲存在電腦裡,就是一個約為350KB的檔案。資訊量越大,所佔用的電腦硬碟資源就越大。然而,所謂的資訊量又是一個什麼概念呢?我們用一個例子來說明這個問題。

       在世界盃的比賽中,進入決賽階段的32支球隊,理論上誰都有可能問鼎冠軍,假如我錯過了看世界盃,賽後我問一個知道比賽結果的觀眾“哪支球隊是冠軍”? 他不願意直接告訴我, 而要讓我猜,並且我每猜一次,他要收一元錢才肯告訴我是否猜對了,那麼我需要付給他多少錢才能知道誰是冠軍呢? 我可以把球隊編上號,從 1 到 32號, 然後提問:“冠軍的球隊在 1-16 號中嗎?” 假如他告訴我猜對了,我會接著問:“冠軍在 1-8 號中嗎?” 假如他告訴我猜錯了, 我自然知道冠軍隊在 9-16 號中。 這樣只需要五次, 我就能知道哪支球隊是冠軍。所以,誰是世界盃冠軍這條訊息的資訊量只值五塊錢。用香儂的說法就是,得到答案所需的資訊量是五位元。當我所做的判定越多,猜對準確答案的可能性越大,同時對“誰是冠軍”這個問題的不確定性越少。因此,香儂說資訊是“不確定量的減少”,是“用來消除隨機不確定性的東西”。

       我們發現,所謂“位元”,就是我們判定或分別的次數,而資訊量,就是我們需要判定或分別次數的多少。對於計算機的二進位制系統來說,作出一次“0”或者“1”的判定,就是一個位元的資訊量。反映在電路上,有時是電路“開”、“關”的區別,有時是電壓高低或有無的不同狀態,有時可以是三極體的通斷。這些判定,本質上來說都是兩種不同狀態的區別或分別。因此,我們可以說,資訊的本質就是分別。沒有分別,就無所謂資訊,而需要分別和判定的次數越多,則表示資訊量越大。

       資訊的本質是分別,而佛家說現象世界就是我們因一念無明,產生分別執著而生成。現象世界因分別而有,現象世界的本質不就是“資訊世界”嗎?正是如此,現象世界是由我們的分別執著心而起,其本質上沒有任何實在性,就像我們所作的一個夢,夢裡的世界看起來與現實世界一樣真實,我們一樣可以感受到快樂和痛苦,但我們知道,夢裡的世界本質是空,完全是我們自心的顯現。同樣的,現象世界也是我們真如自性的顯現,其本質和我們的夢境一樣,是完全的“空”。僅僅是因為我們自己的虛妄分別,現象世界才得以生成,現象世界其實就是我們無明分別而成的“資訊世界”。正因為現象世界這種“資訊”的本質,我們完全可以從資訊的角度來描述整個現象世界。

       我們可以嘗試從佛學的角度來理解著名的熵增原理。

       物理學上有三種熵。克勞修斯最早從熱力學的角度論述了熵增原理,即,一個孤立系統的熵總是增加的。克勞修斯熵是熱力學的概念,因此克勞修斯的熵增原理可以表述為:在一個絕熱系統中,熱量總是自發的從高溫物體傳導到低溫物體。後來波耳茲曼從統計學的角度重新定義了熵,從統計學角度,熵增原理則可以表述為:在一個孤立系統中,系統總是自發的向可能性更大的方向發展。或者說,系統發展的趨勢總是由有序向無序轉化。這種表述也很好理解,一件精美的瓷器,做起來很費工夫,可以要破壞它卻是輕而易舉。一間房子,如果沒有人居住和維護,很容易破敗。世間的一切現象都符合這種自發的由有序向無序轉化的趨勢。

       第三種熵就是香儂所提出的資訊熵,資訊熵的含義比前兩種熵的含義更廣。從資訊熵可以推匯出波耳茲曼熵,從波耳茲曼熵又可以推匯出克勞修斯熵。因此,我們只需對更本質的資訊熵進行探討,另兩種熵只不過是資訊熵的一般表述而已。

       熵增原理在資訊學裡的表述叫做最大資訊熵原理。此原理的通俗表述是:任何一種現象,在非主觀的情況下,總是傾向於朝不確定性最大的方向發展。或者說,一般情況下,現象的發生和變化總是朝可能性最大的方向發展。舉個例子,我們擲骰子,得到一點還是六點的機會應該是均等的,都是1/6,擲的次數越多,點數越會按這樣的機率發生。假如我們發現,隨著擲骰子次數的增加,得到六點的機率大增,比如增加到1/2,我們說,這違反了最大資訊熵原理。因為根據最大資訊熵原理,擲骰子所得的點數應該朝不確定性最大的方向,也就是1/6的機率發展,而不是往1/2的機率的方向發展。由此我們可以判定有人作弊。

       前面我們說過,資訊在本質上就是分別,資訊量越大,表示分別或者判定的次數越大。根據最大資訊熵原理,任何現象總是朝向不確定性最大的方向,也就是資訊量最大的方向發展。那麼,為什麼會是這樣?最大資訊熵原理的本質原因是什麼?

       從佛家的角度來看,這點非常好理解。現象世界本來就是因無明分別所成,現象世界存在的根本前提就是我們自己的分別念。我們自己察覺不到在深層次的分別——生滅,但現象世界正是由這種細微的分別識所形成的幻象。只要我們還有現象世界的幻象,就說明我們的分別識還在不停的分別之中。因此,無止盡的分別就是這個現象世界形成的必然原因,現象世界也必然因此帶有因不斷的分別而導致的某種屬性。不斷的分別,從資訊學的角度看,就是資訊量不斷的增加,反映在現象界,就是現象總是朝不確定性最大的方向發展,這就是最大資訊熵原理,也是熵增原理的根本原因。

       最大資訊熵原理是比物理學熵增原理更基本的原理,實際上,許多物理過程都可以從資訊的角度加以描述,而這根本的原因就在於我們這個現象世界本質就是一個“全息的世界”。

    選自《科學論道》。

  • 2 # 踏雪無痕問道中醫

    資訊無處不在。

    人的思維、意識裡湧過的,都是資訊。

    資訊從那裡來的,依然未知。

    現在的資訊理論,研究的是對資訊的度量。廣義的資訊理論,應該包括了人的思想、意識的過程。

    人類認識自己的過程才剛剛開始。

    在整個物理學框架裡,能夠觸及意識的,是量子。但量子資訊的研究剛剛萌芽,而物理測量卻遇見了“不可測”即測不準原理。

    如何突破?拭目以待。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 今年農曆“閏六月”共有59天,夏天的天熱是否會延長?