資訊熵只是物理概念嗎,資訊熵是什麼?什麼是熵?

2021-08-11 23:14:14 字數 5294 閱讀 3858

1樓:匿名使用者

顯然不是物理概念

資訊熵:資訊的基本作用就是消除人們對事物的不確定性。多數粒子組合之後,在它似像非像的形態上押上有價值的數碼,具體地說,這就是一個在博弈對局中現象資訊的混亂。

夏農指出,它的準確資訊量應該是

-(p1*log(2,p1) + p2 * log(2,p2) + ... +p32 *log(2,p32)),

資訊熵其中,p1,p2 , ...,p32 分別是這 32 個球隊奪冠的概率。夏農把它稱為「資訊熵」 (entropy),一般用符號 h 表示,單位是位元。

有興趣的讀者可以推算一下當 32 個球隊奪冠概率相同時,對應的資訊熵等於五位元。有數學基礎的讀者還可以證明上面公式的值不可能大於五。對於任意一個隨機變數 x(比如得冠軍的球隊),它的熵定義如下:

變數的不確定性越大,熵也就越大,把它搞清楚所需要的資訊量也就越大。

資訊熵是資訊理論中用於度量資訊量的一個概念。一個系統越是有序,資訊熵就越低;

反之,一個系統越是混亂,資訊熵就越高。所以,資訊熵也可以說是系統有序化程度的一個度量。

熵的概念源自熱物理學。

假定有兩種氣體a、b,當兩種氣體完全混合時,可以達到熱物理學中的穩定狀態,此時熵最高。如果要實現反向過程,即將a、b完全分離,在封閉的系統中是沒有可能的。只有外部干預(資訊),也即系統外部加入某種有序化的東西(能量),使得a、b分離。

這時,系統進入另一種穩定狀態,此時,資訊熵最低。熱物理學證明,在一個封閉的系統中,熵總是增大,直至最大。若使系統的熵減少(使系統更加有序化),必須有外部能量的干預。

資訊熵的計算是非常複雜的。而具有多重前置條件的資訊,更是幾乎不能計算的。所以在現實世界中資訊的價值大多是不能被計算出來的。

但因為資訊熵和熱力學熵的緊密相關性,所以資訊熵是可以在衰減的過程中被測定出來的。因此資訊的價值是通過資訊的傳遞體現出來的。在沒有引入附加價值(負熵)的情況下,傳播得越廣、流傳時間越長的資訊越有價值。

熵首先是物理學裡的名詞。

在傳播中是指資訊的不確定性,一則高資訊度的資訊熵是很低的,低資訊度的熵則高。具體說來,凡是導致隨機事件集合的肯定性,組織性,法則性或有序性等增加或減少的活動過程,都可以用資訊熵的改變數這個統一的標尺來度量。

2樓:匿名使用者

不是,資訊熵也是傳播學的概念。是來評價資訊價值的,是資訊量與資訊價值的比值,熵值越低,代表資訊價值越大,樓主可以看手機qq瀏覽器移動網際網路大會上的報告,未來的趨勢是進入降熵的時代。

資訊熵是什麼?什麼是熵?

3樓:匿名使用者

在資訊理論中,熵抄被用來衡量一個隨機變數出現的期望值。它代表了在被接收之前,訊號傳輸過程中損失的資訊量,又被稱為資訊熵。資訊熵也稱信源熵、平均自資訊量。

在2023年,克勞德·艾爾伍德·夏農將熱力學的熵,引入到資訊理論,因此它又被稱為夏農熵。

4樓:匿名使用者

資訊是個很抽copy象的概念。我們bai常常說資訊很多,或者資訊du較少,zhi但卻很難說清楚資訊到底有多少。比dao如一本五十萬字的中文書到底有多少資訊量。

熵表示物質系統狀態的一個物理量(記為s),它表示該狀態可能出現的程度。在熱力學中,是用以說明熱學過程不可逆性的一個比較抽象的物理量。孤立體系中實際發生的過程必然要使它的熵增加。

什麼是資訊熵?

5樓:春風化雨時

資訊是個很抽象的概念。人們常常說資訊很多,或者資訊較少,但卻很難說內清楚資訊到底有多少。比如一容

本五十萬字的中文書到底有多少資訊量。

直到2023年,夏農提出了「資訊熵」的概念,才解決了對資訊的量化度量問題。資訊熵這個詞是c.e.夏農從熱力學中借用過來的。熱力學中的熱熵是表示分子狀態混亂程度的物理量。

夏農用資訊熵的概念來描述信源的不確定度。

資訊理論之父克勞德·艾爾伍德·夏農第一次用數學語言闡明瞭概率與資訊冗餘度的關係。

資訊理論之父 c. e. shannon 在 1948 年發表的**「通訊的數學理論( a mathematical theory of communication )」中, shannon 指出,任何資訊都存在冗餘,冗餘大小與資訊中每個符號(數字、字母或單詞)的出現概率或者說不確定性有關。

shannon 借鑑了熱力學的概念,把資訊中排除了冗餘後的平均資訊量稱為「資訊熵」,並給出了計算資訊熵的數學表示式。

6樓:仙葉的故事

資訊熵資訊是個很抽抄

象的概bai念。人們常常du說資訊很多,或者資訊較少,但zhi卻很難說清楚dao資訊到底有多少。比如一本五十萬字的中文書到底有多少資訊量。

直到2023年,夏農提出了「資訊熵」的概念,才解決了對資訊的量化度量問題。資訊熵這個詞是c.e.夏農從熱力學中借用過來的。熱力學中的熱熵是表示分子狀態混亂程度的物理量。

夏農用資訊熵的概念來描述信源的不確定度。

資訊理論之父克勞德·艾爾伍德·夏農第一次用數學語言闡明瞭概率與資訊冗餘度的關係。

中文名資訊熵

外文名informationentropy提出者c. e. shannon

時 間

1948 年

借鑑望採納!

7樓:free我是你浩哥

一分鐘瞭解資訊量與資訊熵

資訊熵和熱力學熵有什麼關係嗎? 10

8樓:匿名使用者

也許你把它理解得過於複雜了,熵就是用來表徵一個

系統的無序程度的物理概內念,熵越大,那麼系統就越混容亂。它出自熱學,但是已經滲透到了各個學科及領域,系統總是自發地向著熵增大的方向進行變化,計算機的資訊儲存必然是使熵變小,也必然要消耗相應能量,這也就和第二類永動機為什麼不可能實現是一個道理,熵增加原理!

什麼是資訊熵***

9樓:亡靈迫恫

「熵」是德國物理學家克勞修斯在1850年創造的一個術語,他用它來表示任何一種能量在空間中分佈的均勻程度。能量分佈得越均勻,熵就越大。如果對於我們所考慮的

那個系統來說,能量完全均勻地分佈,那麼,這個系統的熵就達到最大值。

在克勞修斯看來,在一個系統中,如果聽任它自然發展,那麼,能量差總是傾向於消除的。讓一個熱物體同一個冷物體相接觸,熱就會以下面所說的方式流動:熱物體將冷卻,冷物體將變熱,直到兩個物體達到相同的溫度為止。

如果把兩個水庫連線起來,並且其中一個水庫的水平面高於另一個水庫,那麼,萬有引力就會使一個水庫的水面降低,而使另一個水面升高,直到兩個水庫的水面均等,而勢能也取平為止。

因此,克勞修斯說,自然界中的一個普遍規律是:能量密度的差異傾向於變成均等。換句話說,「熵將隨著時間而增大」。

對於能量從密度較高的地方向密度較低的地方流動的研究,過去主要是對於熱這種能量形態進行的。因此,關於能量流動和功-能轉換的科學就被稱為「熱力學」,這是從希

臘文「熱運動」一詞變來的。

人們早已斷定,能量既不能創造,也不能消滅。這是一條最基本的定律;所以人們把它稱為「熱力學第一定律」。

克勞修斯所提出的熵隨時間而增大的說法,看來差不多也是非常基本的一條普遍規律,所以它被稱為「熱力學第二定律」。

舉例來講果我們能看到橡皮筋的分子結構,我們會發現它的結構在拉緊和放鬆的狀態時是不一樣的。放鬆的時候它的分子結構像一團亂麻交織在一起。而在把橡皮筋拉長的時候,那些如同鏈狀的分子就會沿著拉伸的方向比較整齊地排列起來。

於是我們可以看到兩種狀態:一種是自然,或者自發的狀態。在這種狀態下結構呈「混亂」或 「無序」狀。

而另一種是在外界的拉力下規則地排列起來的狀態。這種「無序」 的狀態還可以從分子的擴散中觀察到。用一個密封的箱子,中間放一個隔板。

在隔板的左邊空間注入煙。我們把隔板去掉,左邊的煙就會自然 (自發)地向右邊擴散,最後均勻地佔滿整個箱體。這種狀態稱為「無序」。

在物理學裡我們可以用「熵」的概念來描述某一種狀態自發變化的方向。比如把有規則排列的狀態稱為「低熵」而混亂的狀態對應於「高熵」。而熵則是無序性的定量量度。

熱力學第二定律的結論是:「一個孤立系統的熵永不減少。」換句話說,物質世界的狀態總是自發地轉變成無序;「從低熵」變到「高熵」。

比如,當外力去除之後,整齊排列的分子就會自然地向紊亂的狀態轉變;而箱子左邊的煙一定會自發地向右邊擴散。這就是著名的「熵增定律」。

資訊熵的定義與熵的定義相似,我們說的資訊熵一般是指資訊理論的夏農理論。

在訊息傳遞系統中,其傳輸的是訊息;但訊息傳遞過程中,最普通,卻容易被忽視的一點是:收信人在收到訊息以前是不知道訊息的具體內容的。訊息的傳遞過程,對收信人來說,是一個從不知到知的過程,或者說是一個從不確定到確定的過程。

從通訊過程來看,收信者的所謂「不知」就是不知道傳送端將傳送描述何種運動狀態的訊息。例如,看天氣預報前,不清楚天氣的將出現何種狀態;看天氣預報後,這種不確定性就大大縮小了。所以通訊過程是一種從不確定到確定的過程。

不確定性消除了,收信者就獲得了資訊。所以夏農認為, 資訊是不定性的減少或消除。即

i = s(q/x)-s(q/x')

i代表資訊,q 代表對某件事的疑問,s 代表不定性,x為收到訊息前關於q的知識,x' 為收到訊息後關於q 的知識。

資訊熵並不是負熵,它描述的是信源 不確定性而不是 不確定性的減少。資訊熵大表示信源的不確定程度較大,同樣是一種無序性。夏農的資訊概念是人們對事物瞭解的不確定性的減少或消除,這一定義關注的是通訊中的資訊問題,所以夏農資訊是一種與通道相關的「資訊」。

信源、通道是信宿成了認識過程的不可分割的部分,主客體是不可分的;夏農的概率,是主體對客體(信宿對信源)的一種先驗主觀認識,這本身就加入了主體的因素。因此,作為「通訊中的數學理論」,信源與信宿在通道聯絡下的「互資訊」,才是夏農的「資訊」。

通道的任務是以訊號方傳輸和存貯資訊,通過資訊處理後,一般只會增加資訊的損失,不可能增加原來獲得的資訊。這意味著,在任何資訊傳輸系統中,最後獲得的資訊至多是信源所提供的資訊;資訊一旦丟失,如不觸及信源,就不能再恢復。這就是 資訊不增原理,又稱 資料處理定理,熵只是平均不確定性的描述,而不確定性的消除才是接受端獲得的資訊量,資訊量不應該與不確定性混為一談。

資訊理論並不是夏農一個人建立的,實際上它是由好幾位科學家差不多在同一時候提出來的。夏農從通訊編碼方面,維納從濾波理論方面,統計學家費希爾(fisher )從古典統計理論方面,研究了資訊的理論問題。但維納與夏農在資訊概念的理解上有些不同

資訊理論並不是夏農一個人建立的,實際上它是由好幾位科學家差不多在同一時候提出來的。夏農從通訊編碼方面,維納從濾波理論方面,統計學家費希爾(fisher )從古典統計理論方面,研究了資訊的理論問題。但維納與夏農在資訊概念的理解上有些不同

資訊熵並不是負熵,它描述的是信源不確定性而不是不確定性的減少。資訊熵大表示信源的不確定程度較大,同樣是一種無序性。夏農的資訊概念是人們對事物瞭解的不確定性的叫少或消除,實際上是「互資訊」;因為這一定義關注的是通訊中的資訊問題,所以夏農資訊是一種與通道相關的「資訊」。

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