宇宙揭秘:信息的本質到底是什麼?他把抽象的信息變為有形可衡量的實體!
上世紀30年代,科學家艾倫-圖靈發現,通過給計算機一系列的指令來使其完成多種不同的任務,如果想讓機器做一些新的事情,之用給它提供一套新的指令,新的信息。圖靈的設想適用範圍很廣,給計算機輸入的一系列指令能告訴它如何模擬電話或打字機,但它們也可以描述自然規律,物理定律,自然界的過程。
科學家曾經對數百萬粒子組成的流體進行模擬,要想計算出它是如何流動的,計算機只需遵循一組保存在其內存中的指令。這只是計算機力量的冰山一角,科學家還用類似的方式對整個宇宙結構進行計算機模擬,它揭示了圖靈思想的真正力量,把指令轉換成機器能理解的符號,讓我們不僅能重現簡單的畫面或聲音,還能重現一個過程,一個系統,一個正在變化和發展的事物,通過操控簡單的符號,計算機能夠捕捉到自然界的本質和秩序。
通過思考人類大腦和處理和計算信息,艾倫-圖靈得出了20世紀最重要的思想之一,信息的力量正在顯現。圖靈的思想成為現實後,大家可能都在想信息的真正力量會釋放出來,但圖靈只是故事的一半,現代信息時代需要另一個想法,一個終於確定了信息的本質,及其與宇宙秩序和無序的關係的想法,這是一個天才而古怪的數學家兼工程師的構想,他就是克勞德·香農。
克勞德·香農是一個真正的特立獨行者,他想要解決不尋常問題的慾望給他帶來一個革命性的新想法,一個揭示信息的基本性質以及各種形式的交流過程的想法。
克勞德·香農的論文《通信的數學理論》,這個標題聽起來可能有點枯燥,但那是20世紀最重要的科學論文之一,它不僅奠定了現代世界通信網路的基礎,也給了人類語言以及我們由本能驅動的行為,比如說和寫帶來了新的見解。
論文發表於1948年,論文中香農做了一些不可思議的事,他清楚地解釋了模糊而神秘的信息概念,他沒有使用一些措辭巧妙的哲學定義,而是找到了衡量一個消息中包含的信息的方法。
香農意識到消息的信息量與它的意義無關,相反,他表示只與信息的不尋常度有關,換句話說,信息與意外性有關。新聞之所以是新聞,因為它是出乎意料的,而越是出人意料,它就越有新聞價值,因此,如果今天的新聞與昨天的新聞相同,那它就算不上新聞,那麼信息內容就會是零。於是突然間,我們就發現了意外性和信息之間的聯繫。
但香農並未止於此,他還定義了信息的測量單位,他是怎麼做到的呢?
香農表明,你發送任何消息都可以翻譯成二進位數學,一長串的1和0的序列,一種寫相同信息的方法。香農意識到,將信息轉化為二進位數學會產生強大的力量,它能使信息易於管理,準確,可控和精確。在他的論文中,香農展示了一個二進位數字其中的1或0是信息的基本單位。
在定義了基本單位後,他甚至給它起了個我們都熟知的名字,他用了「二進位數學」這個短語的簡稱:比特!不起眼的比特有著強大的能力,比特是信息的最小數量,它非常重要,因為它就像基本的原子,是信息的最小單位。
比特的力量在於它的普遍性,任何兩個狀態的系統,比如帶有正反面的硬幣都能傳遞一比特的信息,1或0,打開或關閉,挺或走,所有這些系統都可以存儲一比特信息。多虧了香農,比特成為了所有信息的共同語言,任何東西,包括聲音,圖片,文字都可以被轉換成比特,然後通過任何只擁有兩個狀態的系統進行傳播。
香農建立了一個新的深遠的理論,他探索的想法成為了現在被稱為信息理論的基石,將信息這個抽象的概念變成了有形的東西,以前還只是個模糊的概念,如今已經變成可衡量的實體了!!!
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