信息是不确定性的辨析度

——香农

看完《全球科技通史》后,紧接着又看完了《信息传》,吴军老师的书一如既往地好看。

我们生逢信息时代,但对信息的本质却知之甚少。信息是什么?它有什么样的发展规律?它经历了哪些曲折多彩的发展历史?可能很多人都没有清晰的答案。

《信息传》可看做是信息科学发展科普书,帮助我们回答以上问题,理清信息科技发展的脉络。该书以信息为主线,梳理了自第二次工业革命以来信息技术的发展历程。书中着重介绍了电报、电话、无线电、电影、计算机、移动通信、互联网等重要发明,以信息发展史上的杰出人物及事迹入手,通过故事的方式描述了信息科技发展的曲折与多彩。

信息的基本概念(信息是什么?熵是什么?)

作者首先指出,信息技术从本质上讲,可概况成信息的传输、处理和存储技术。电报、电话、手机通信和互联网,都是传输信息的手段,计算机和各种控制系统则是处理信息的工具,纸张、胶卷、磁带、光盘、半导体存储器,则是存储信息的媒介。全世界信息技术的发展,都是沿着用更少的能量传输、处理和存储更多的信息这条主线来进行的。

然后,作者以全书以信息论的提出为分界点,将信息的发展史分为自发和自觉两个阶段,其中划时代的代表人物是香农,他给出了信息的定义,即信息是不确定性的辨析度,并提出了信息论三定律(香农第一、第二、第三定律),成为现在信息论的核心。

信息的基本概念(信息是什么?熵是什么?)

在自发时代,从莫尔斯发明电报、贝尔发明电话、马可尼发现无线电、到达尔盖发明摄影术、再到后来发明电影和电视,人类传递的信息也从文字到声音、图片再到声影结合,信息更加丰富多彩。

但这段时期人类并不了解信息的本质和它的规律,人类依然处于在黑暗中摸索的阶段,那时候的成功有很大的偶然性,每一个成功的背后可能存在着非常多的失败。

信息的基本概念(信息是什么?熵是什么?)

谈到电报,大部分人只知道莫尔斯的成功,而不知道其他人的失败;谈到电话,大家只知道贝尔,而不知道其他人。而实际上,他们的成功其实有很大的偶然性。

不少科学家走了弯路,如特斯拉和巴贝奇这样的天才,他们完全无法明白自己的很多努力其实完全走错了方向。就像一句话说的,如果方向选择错了,人们越努力,距离真理就会越远。与其说特斯拉的竞争对手、发明无线电的马可尼水平更高,不如说比他更幸运。

信息的基本概念(信息是什么?熵是什么?)

在香农之后,从信息的维度来看,整个世界为之一变,人类信息的发展进入了自觉时代。香农用“熵”的概念和三个非常简洁的定律,描述了信息科学的本质,它们就是我们今天所说的信息论的核心。

从此,在香农信息论的指导下,人类发展信息几乎从此没有再犯过致命的方向性错误。也没有走太多的弯路。计算机、半导体芯片、集成电路、移动通信等先后出现,人类经历了半个多世纪信息科技飞速发展的壮阔历程。

信息的基本概念(信息是什么?熵是什么?)

读完本书,有几点感想:

一是人类未来发展可期。在摩尔定律的指导下,信息产业按照每18个月翻一番的速度发展了半个多世纪,目前依然有效,人类在追求用更少的能量传输、处理和存储更多信息的努力从来不会改变。每个人都将会受惠于科技的高速发展,每个人都理应对未来乐观。

信息的基本概念(信息是什么?熵是什么?)

二是在这个信息大爆炸的时代,要控制信息的摄入。信息和能量有一个巨大的差别,那就是,信息可以近乎无成本的复制,而能量消耗掉就没有了。在信息匮乏的时代,信息技术的发展,主要的方向是“通过信息来换取能量”,这带来人类本身的能量节省。而进入信息时代以来,信息太多甚至是泛滥,信息良莠不齐、泥沙俱下,此时我们可能需要变成通过控制信息的摄入来节省能量。

信息的基本概念(信息是什么?熵是什么?)

信息的基本概念(信息是什么?熵是什么?)

三是要理解“熵”的内涵。“熵”不仅仅是热力学或者信息论的一个定义,更包含对生命本质的理解。薛定谔在《生命是什么》中有句名言:人活着就是在对抗熵增定律,生命以负熵为生。世间所有一切,都不可逆地走向混乱、无序、寂灭之路。所以,在我们活着的每一天,要用坚持和自律来对抗熵增,不断整理我们的物品、我们的身体、我们的思想,使之保持有序。

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