第96章 时间之神库洛诺斯 （中）

p;  根据这几个特点，如果用数学上对数函数来表示，就正好可以表示信息量和消息发生的概率之间的关系式：I=-loga(P(x))。这样，信息不就可以被量化了吗？既然信息可以被量化，那么总得给它一个单位吧？人的体重是以公斤来计量的，人的身高是以米来计量的，那么信息量该以什么单位来计量呢？通常是以比特（bit）为单位来计量信息量的，这样比较方便，因为一个二进制波形的信息量恰好等于1bit。

    信息与比特

    有同学又有问题了：这么说我家2Mbit/s的上网速度，就是说每秒可传2Mbit的信息量啦？

    这里的比特严格来说不是指信息量，而是指信号。本来是不可以说是几比特的信号的，但由于一个二进制波形（码元）的信息量正好等于1比特，所以在工程应用中，往往就把一个二进制码元称作1比特，信息量单位变成信号单位了。这虽然不严谨，但也不矛盾。我们注意在概念上区分就行了。

    有同学还有疑问：假设有一个消息“狼来了”，通过信源编码转成了一个100bit的数据包，那么信息量就有100bit。然后把这100bit通过通信网络发送给了很多人，很多人都收到了100bit的信息量。可是有些人觉得“狼来了”这个消息很重要，信息量很大；但有些人又觉得无所谓，信息量很少。可是我们知道，这条消息的信息量都是100bit的呀，怎么又不一样了呢？

    首先，我们刚刚说过，比特是信息量的单位，但工程上也习惯把它作为信号的单位。这里所说的100bit就是指信号的啦。其次，通信中的基本问题，就是在一点再生另一点的信息，指的是点对点的情况。但即使在点对多点的情况下，由于在实际的通信系统中，消息往往是指发送的某些符号。这些符号到底能携带多少信息量，与这些符号发生的概率有关，而对于任何接收端来说，这些符号发生的概率是一定的，不会说对这个接收机是这个概率，对那个接收机是那个概率。比如有一串符号221234，这串符号由1，2，3，4四个符号组成，假设四个符号出现的概率都是1/4，那么在这串符号中，2出现了3次，所以2所携带的信息量是-3×log2(1/4)=6bit。我们需要明白，通信系统中传送的符号，就相当于我们现在谈论的消息？“信息”一词在英文、法文、德文、西班牙文中均是“information”，日文中为“情报”，我国台湾称之为“资讯”，我国古代用的是“消息”。作为科学术语最早出现在哈特莱（R.V.Hartley）于1928年撰写的《信息传输》一文中。20世纪40年代，信息的奠基人香农（C.E.Shannon）给出了信息的明确定义，此后许多研究者从各自的研究领域出发，给出了不同的定义。具有代表意义的表述如下：

    信息奠基人香农（Shannon）认为“信息是用来消除随机不确定性的东西”，这一定义被人们看作是经典性定义并加以引用。

    控制论创始人维纳（Norbert Wiener）认为“信息是人们在适应外部世界，并使这种适应反作用于外部世界的过程中，同外部世界进行互相交换的内容和名称”，它也被作为经典性定义加以引用。

    经济管理学家认为“信息是提供决策的有效数据”。

    科学术语

    美国著名物理化学家吉布斯（Josiah Willard Gibbs）创立了向量分析并将其引入数学物理中，使事件的不确定性和偶然性研究找到了一个全新的角度，从而使人类在科

    信息

    信息(5张)

    学把握信息的意义上迈出了第一步。他认为“熵”是一个关于物理系统信息不足的量度。

    电子学家、计算机科学家认为“信息是电子线路中传输的信号”。

    我国著名的信息学专家钟义信教授认为“信息是事物存在方式或运动状态，以这种方式或状态直接或间接的表述”。

    美国信息管理专家霍顿（F.W.Horton）给信息下的定义是：“信息是为了满足用户决策的需要而经过加工处理的数据。”简单地说，信息是经过加工的数据，或者说，信息是数据处理的结果。

    根据对信息的研究成果。科学的信息概念可以概括如下：

    信息是对客观世界中各种事物的运动状态和变化的反映，是客观事物之间相互联系和相互作用的表征，表现的是客观事物运动状态和变化的实质内容。

    传递

    远古

    口耳相传或借助器物

    信息传递速度慢、不精确古代

    靠驿差长途跋涉

    信息传递速度慢、信息形式单一。

    近代

    依靠交通工具的邮政系统

    信息传递速度相对快一些、距离远相对就慢、且费用高。

    现代

    电报、电话

    速度快、信息单一文字。

    当代

    计算机网络

    传递的信息量大、信息多样化，传递速度极快、不受地域阻碍。

    功能

    反应事物内部属性、状态、结构、相互联系以及与外部环境的互动关系，减少事物的不确定性。

    信息特点

    别担心，信息虽然是不确定的，但还是有办法将它们进行量化的。人们根据信息的概念，可以归纳出信息是有以下的几个特点的：

    1．消息x发生的概率P(x)越大，信息量越小；反之，发生的概率越小，信息量就越大。可见，信息量（我们用I来表示）和消息发生的概率是相反的关系。

    2．当概率为1时，百分百发生的事，地球人都知道，所以信息量为0。

    3．当一个消息是由多个独立的小消息组成时，那么这个消息所含信息量应等于各小消息所含信息量的和。

    根据这几个特点，如果用数学上对数函数来表示，就正好可以表示信息量和消息发生的概率之间的关系式：I=-loga(P(x))。这样，信息不就可以被量化了吗？既然信息可以被量化，那么总得给它一个单位吧？人的体重是以公斤来计量的，人的身高是以米来计量的，那么信息量该以什么单位来计量呢？通常是以比特（bit）为单位来计量信息量的，这样比较方便，因为一个二进制波形的信息量恰好等于1bit。

    信息与比特

    有同学又有问题了：这么说我家2Mbit/s的上网速度，就是说每秒可传2Mbit的信息量啦？

    这里的比特严格来说不是指信息量，而是指信号。本来是不可以说是几比特的信号的，但由于一个二进制波形（码元）的信息量正好等于1比特，所以在工程应用中，往往就把一个二进制码元称作1比特，信息量单位变成信号单位了。这虽然不严谨，但也不矛盾。我们注意在概念上区分就行了。