Raymond Ruyer-信息起源（一） (5-1)

原文选自 Cybernetics and the Origin of Information 第 5 章 The Origin of Information

作者：Raymond Ruyer（1954）

[R. A. Fischer，]克劳德-香农（Claude Shannon）与诺伯特-维纳（Norbert Wiener），皆可算作第一个精确地对信息量（the quantity of information）之概念加以定义的人。[1] 正如我们所见，所谓"基本信息"， 其实就是二选一式的（alternative）"是-否"——或者说，就是任何其他 "二进制"决定：1 或 0，右或左，等等。此即信息单位，或被称作 "哈特利（hartley）"：

0← α· b →1

A P B

Figure 5.1.

如果我们必须精确地对一条直线上的一个点加以定位，或者对一个给定的图形加以描述，那么信息量必然是无限的。实际上，描述、定位或测量，从来都并非完美无缺的。 让我们考虑一个点 P，我们只知道其位于 A 与 B 之间的某条直线的某一部分上。随后，我们可以通过对左半边的 0 或右半边的 1加以显示（signifying），来知晓其位于左半边上，然后，在这左半边的右半边上，依此类推。二进制数的形式为 0、010101 … 对我们的信息加以表示的二进制数，永远不会是一个 由1 和 0来组成的不确定数列。 信息之精确度是有限的。例如，这里逗号后的第五个数字是不确定的。 信息量仅限于逗号后的四位数字。从 AB 到 ab ，所获得的信息量相当于概率之对数。 而对它加以表示的公式，正是熵之公式，熵同时是概率之对数，不过符号相反。信息是一种负熵（negative entropy）。

这一结果是令人惊讶的，甚至显得 "耸人听闻"。然而，这是自然而然的，且颇易理解。假设直线AB 代表着处于某一均匀温度下的金属棒。我们提高 ab 区的温度。 根据热力学第二定律，温度很快便会趋于平衡，重新变得均匀：系统之熵增加了。在前面的例子中，随着 ab 区之缩小，于 A 与B 之间，有关 P 点的信息也随之增加，而在加热棒这一具体实例中，随着温度之均衡，以及 ab 区同整个 AB 区的合并，熵亦随之增加。 熵之增加相当于信息之减少，反之亦然。同样，这并无任何特别之处，因为信息乃结构（或组织）之同义词，而熵则是解体（disorganization）之同义词。只要 ab 区的温度高于金属棒之其他部分，那么金属棒作为一个整体，便具有一定程度的结构；从词源学的意义上讲，它是 "信息的（informed）"，也因此，作为一个观察者，我便是知情的（informed）（惯常意义上的"informed"），亦即，知道在 ab 区发生了一个特定事件。当熵达到最大值时，整个金属棒的热运动（ thermal agitation），乃同质的，信息是最小的；先前不同的概率之区域融合在一起。再举个例子， 如果我用坏掉的粉笔在一块坏石板上写字，粉笔灰在整个石板表面上迅速地作均化（homogenization），这一现象便类似于熵之增加，同时也就是信息之损失：写出的字变得难以辨认。如果电话或收音机中的 "静电"达到一定的强度，又或者当调频太弱并下降至使静电得以触发的波动水平，语音就会变得模糊不清。

尽管如此，考虑到任何机器，无论多么精密——包括计算器或反馈自动机——都只能增加熵（因为它们是根据热力学原理运行的），所以它们显然只能对信息加以减少。

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