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信息论目录隐藏信息论应用信息论假说一、信息的定义总述 （来源:信息论 南丰公益书院 ） 编辑本段信息论信息论是运用概率论与数理统计的方法研究信息、信息熵、通信系统、数据传输、密码学、数据压缩等问题的应用数学学科。信息论将信息的传递作为一种统计现象来考虑，给出了估算通信信道容量的方法。信息传输和信息压缩是信息论研究中的两大领域。这两个方面又由信息传输定理、信源信道隔离定理相互联系。香农被称为是“信息论之父”。人们通常将香农于1948年10月发表于贝尔系统技术学报上的论文A Mathematical Theory of Communication（通信的数学理论）作为现代信息论研究的开端。这一文章部分基于哈里奈奎斯特和拉尔夫哈特利先前的成果。在该文中，香农给出了信息熵（以下简称为“熵”）的定义：H = - pilogpii这一定义可以用来推算传递经二进制编码后的原信息所需的信道带宽。熵度量的是消息中所含的信息量，其中去除了由消息的固有结构所决定的部分，比如，语言结构的冗余性以及语言中字母、词的使用频度等统计特性。南丰公益书院信息论中熵的概念与物理学中的热力学熵有着紧密的联系。玻耳兹曼与吉布斯在统计物理学中对熵做了很多的工作。信息论中的熵也正是受之启发。互信息(Mutual Information)是另一有用的信息度量，它是指两个事件集合之间的相关性。两个事件X和Y的互信息定义为：I(X,Y) = H(X) + H(Y) - H(X,Y)其中 H(X,Y) 是联合熵(Joint Entropy)，其定义为：H(X,Y) = - p(x,y)logp(x,y)x,y互信息与多元对数似然比检验以及皮尔森2校验有着密切的联系。 编辑本段应用信息论被广泛应用在：编码学密码学与密码分析学数据传输数据压缩检测理论估计理论信息论是一门用数理统计方法来研究信息的度量、传递和变换规律的科学。它主要是研究通讯和控制系统中普遍存在着信息传递的共同规律以及研究最佳解决信息的获限、度量、变换、储存和传递等问题的基础理论。信息论的研究范围极为广阔。一般把信息论分成三种不同类型：(1)狭义信息论是一门应用数理统计方法来研究信息处理和信息传递的科学。它研究存在于通讯和控制系统中普遍存在着的信息传递的共同规律，以及如何提高各信息传输系统的有效性和可靠性的一门通讯理论。(2)一般信息论主要是研究通讯问题，但还包括噪声理论、信号滤波与预测、调制与信息处理等问题。(3)广义信息论不仅包括狭义信息论和一般信息论的问题，而且还包括所有与信息有关的领域，如心理学、语言学、神经心理学、语义学等。信息是确定性的增加-逆Shannon信息定义;信息是物质、能量、信息的标示-Wiener信息定义的逆;及邓宇们提出的:信息是事物及其属性标识的集合”。信息就是一种消息，它与通讯问题密切相关。1948年贝尔研究所的申农在题为通讯的数学理论的论文中系统地提出了关于信息的论述，创立了信息论。维纳提出的关于度量信息量的数学公式开辟了信息论的广泛应用前景。1951年美国无线电工程学会承认信息论这门学科，此后得到迅速发展。20世纪50年代是信息论向各门学科冲击的时期，60年代信息论不是重大的创新时期，而是一个消化、理解的时期，是在已有的基础上进行重大建设的时期。研究重点是信息和信源编码问题。到70年代，由于数字计算机的广泛应用，通讯系统的能力也有很大提高，如何更有效地利用和处理信息，成为日益迫切的问题。人们越来越认识到信息的重要性，认识到信息可以作为与材料和能源一样的资源而加以充分利用和共享。信息的概念和方法已广泛渗透到各个科学领域，它迫切要求突破申农信息论的狭隘范围，以便使它能成为人类各种活动中所碰到的信息问题的基础理论，从而推动其他许多新兴学科进一步发展。目前，人们已把早先建立的有关信息的规律与理论广泛应用于物理学、化学、生物学等学科中去。一门研究信息的产生、获取、变换、传输、存储、处理、显示、识别和利用的信息科学正在形成。信息科学是人们在对信息的认识与利用不断扩大的过程中，在信息论、电子学、计算机科学、人工智能、系统工程学、自动化技术等多学科基础上发展起来的一门边缘性新学科。它的任务主要是研究信息的性质，研究机器、生物和人类关于各种信息的获取、变换、传输、处理、利用和控制的一般规律，设计和研制各种信息机器和控制设备，实现操作自动化，以便尽可能地把人脑从自然力的束缚下解放出来，提高人类认识世界和改造世界的能力。信息科学在安全问题的研究中也有着重要应用。 编辑本段信息论假说Materialism物质、能量与信息是组成世界的三大要素。人们已经很深入地了解了物质与能量，而对信息的认识才刚起步。那么，信息是什么？它又是以何种方式存在的？它有着怎样的作用？以下是我的猜想，希望对人类进一步认识世界有一定帮助。 编辑本段一、信息的定义非世界三要素的信息定义:信息是事物及其属性标识的集合。不含世界三要素的邓宇们的信息定义.含三要素的信息定义:1.信息是确定性的增加-逆Shannon信息定义;2.信息就是信息，信息是物质、能量、信息及其属性的标示-Wiener信息定义的逆.信息（information）是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式，客观世界中大量地存在、产生和传递着以这些方式表示出来的各种各样的信息。普遍形式然而，这只是对于我们所生活的三维空间而言的，信息还有更深藏的本质。那么，难道信息还存在于四维空间（这里所说的四维空间不包括时间，而是空间的四维状态）中吗？是的，但要明确一点，信息只存在于四维空间，三维空间中的信息只是四维空间中真实信息的影子。信息大量存在于四维空间中，其本质是在四维空间中存在的一种信息子（informer，假想的存在于四维空间的组成信息的基本单位）的规则排布。信息是事件（corritor）发生的根本原因，这将在第三节中细作分析。二、信息的性质信息有以下性质：客观性、广泛性、完整性、专一性。首先，信息是客观存在的，它不是由意志所决定的，但它与人类思想有着必然联系（第四节将具体分析）。同时，信息又是广泛存在的，四维空间被大量信息子所充斥。信息的一个重要性质是完整性，每个信息子不能决定任何事件，须有两个或两个以上的信息子规则排布为完整的信息，其释放的能量才足以使确定事件发生。信息还有专一性,每个信息决定一个确定事件，但相似事件的信息也有相似之处，其原因的解释需要信息子种类与排布密码理论的进一步发现。三、信息论机制在平常状态下，信息子杂乱无章地分布于四维空间中。当三维空间中的分子摩擦碰撞时，其中的能量逃逸到四维空间中，启动了信息子的规则排布，排布好的信息子又将能量释放出来，进入三维空间，引起其他分子的摩擦碰撞，如此循环下去。如果被引起摩擦碰撞的分子恰好是决子（decider，决定事件的因子，如引起神经冲动的钠钾离子、引起雷电的电荷），并且有一定物质的量的决子被引起摩擦碰撞时，事件发生。形式当然，不同分子摩擦碰撞产生的能量不同，其引起的信息子的排布形式的种类也不同，因而决定的事件也不同。然而，在宇宙爆炸前只有信息存在，一个决定因素（现在还不了解这个因素是什么）导致了信息子的偶然规则排布，一部分信息子转化为能量（信息子转化为能量是有一定条件的，这只有在宇宙爆炸前或初期才能实现），能量再在一定条件下转化为物质，并继续转移转化，最终形成了我们现在的宇宙。因此，信息子的有序排布是事件发生的根本原因，物质摩擦碰撞是事件发生的直接原因，而能量的传递是事件发生的必要条件。四、信息论假说的实例1、思想与记忆：思想是我们一直捉摸不透的东西，而按照信息论假说来讲，思想其实就是一种信息。大脑中的某些特定分子摩擦碰撞，引起了某些信息子的规则排布，在三维空间中的表现就是产生电流，引起脑细胞的活动，这便是思想的本质，当然，不同信息表现出不同思想。然而，这不等于我们的思想是早已限定好了的吗？其实就是这样。只不过我们脑中分子数量是庞大的，其能引起信息子的排布形式的种类是极其多的，我们现在的思想不过也只开发了很少一部分。现实中我们所谓的思想还要有另一个因素，那就是需要通过一个完整复杂的调节机制将其表达出来，这个调节机制对于人类来说便是神经系统，因此只有我们能将复杂的思想表达出来。记忆的决子记忆是思想的特化，是信息引起摩擦碰撞的分子恰好是以前产生思想的分子（记忆的决子）时，以前的思想便会再次通过特定信息子的规则排布表达出来。这样看来，我们的思想是连续的，前一刻的思想直接决定了后一刻的思想，只是我们并没发觉也没有手段去发现罢了。2、生命现象：人的生老病死也可以通过信息论假说来解释。人生病其实是不融合分子（细菌或病毒）与体内分子摩擦引起的信息。成长其实是各种各样的外界分子（如钙离子）进入人体内与体内分子摩擦引起的信息。衰老与死亡是细胞内分子摩擦引起的信息，其宏观表现为细胞的衰老与凋亡，进而影响人。3、预感与巧合：预感是思想的一种极特殊的形式，当脑中某些分子摩擦引起信息子排布后，信息并未释放全部能量，而是只将其中一部分能量先释放出来，引起预感决子的摩擦，剩下的能量则在另外的时刻释放出来，并由于与前一部分能量同源，恰好引起事件决子的摩擦，从而印证了预感。巧合也是一种极特殊的现象，其本质是信息释放的能量分为两半进入到三维空间中的不同地点，引发相同分子的摩擦，从而引起不同地点相同事情的发生，这一般出现在同卵双胞胎身上，因为其基因的相似性决定了其相同分子摩擦的几率较大。4、梦与不实印象（untrue impressions）：梦是在无意识情况下产生的思想，其本质也是信息。我们平时会产生不实印象，看到某情景感觉以前似乎发生过，可是以前却并没有发生，其实这是因为脑内分子摩擦引起信息，而信息并没有将能量马上释放出来，而是暂时储存起来，当另一时刻又有同样的分子摩擦时，其能量被激活，双倍能量释放出来，其中一半能量使我们思想，另一半能量使我们产生印象，这便是不实印象的本质。5、化学反应：一切化学反应的本质都是信息。几种分子摩擦引起特定信息，又引起其他分子摩擦，在摩擦中化学键断裂与形成，完成化学反应。6、命运与灵魂：古人相信命运，可能是冥冥之中感到在另一空间中我们是早已被安排好的个体，于是出现了人类对灵魂、神的遐想。五、信息论假说的意义信息论假说将物质与思想相统一，它是唯物主义发展所必经的一步，它用唯物的观点解释了人类一直无法弄清的问题。它自身只是一个假说，需要人类长时间去探索与证明，它自身也存在缺陷，需要人类的不断发现。也许它本来就是个错误，但它是人类成长的见证，是人类伟大的精神财富。用信息论假说的观点看问题，可以使人类认识到一个全新的世界，并有助于探索世界更深的本质。它给人类提供了一个丰富的经验，是人类跳出固有思想看问题的典范。总之，不管它是否正确，它都是人类的不朽之作。人的行为也是有意识的行为。人的行为是在人脑的指挥下发生和进行的，准确的说是在人脑产生的意识指挥下发生和进行的。什么是人的意识？人的意识是人的组成部分，是人体行为表现出来的规定和本质，是人脑产生和发出的指挥人体行为的意向、意念、欲望、理想、方案和命令。人的意识是人的组成部分，是人体行为表现出来的规定和本质，是人脑产生和发出的指挥人体行为的意向、意念、欲望、理想、方案和命令。人的行为意识是人体行为发生前从大脑中产生的，是人脑感受到内外部环境或具体事物对人的生存发展有所作用和影响后，根据人生来具有的生存发展意识本能，把大脑中记忆的旧知识同感知组织刚获得的新知识结合起来进行分析处理，所产生的指挥人体行为的意向、命令、计划、方法和方案，是人的生存需要和生存条件相互对立的现实经过人脑的分析处理所产生的结果。意识是人脑的机能和属性。编辑本段心理学对意识的定义与研究心理学界对意识(consciousness)的理解分为广义的意识概念和狭义的意识概念两种。广义的意识概念表现了心理学脱胎于哲学的一种特殊的学术现象，而心理学论述中对意识的论述则主要是指狭义的意识概念。广义的意识概念认定意识是赋与现实的心理现象的总体，是作为直接经验的个人的主观现象，表现为知、情、意三者的统一。知：指人类对世界的知识性与理性的追求，它与认识的内涵是统一的；情：指情感，是指人类对客观事物的感受和评价；意：指意志，是指人类追求某种目的和理想时表现出来的自我克制、毅力、信心和顽强不屈等精神状态。广义的意识概念知、情、意三者的统一狭义的意识概念则是指人们对外界和自身的觉察与关注程度，或者说是指广义的意识概念中知、情、意相统一中的意志部分。按照狭义的意识在行为中的倾向可分为对外的外在意识和对内的内在意向两种。意识在行为中的倾向可分为对外的外在意识和对内的内在意向两种外在意识是指人们在行为中大脑对外界事物觉察的清醒程度和反应灵敏程度，人们在睡眠时外在意识水平最低，在注意力高度凝聚时外在意识水平最高。意向是指人们对待或处理客观事物的活动，表现为欲望、愿望、希望、意图等。意向是指人们对待或处理客观事物的活动，表现为欲望、愿望、希望、意图等意向是个体对态度对象的反应倾向，即行为的准备状态，准备对态度对象作出一定的反应，因而是一种行为倾向，或叫做意图、意动。通过内省和外在表现，可以区别出意识的清晰性的程度。通常意识清晰度最高的状态称为注意，相当于意识的注视点或意识点。意识的注视点周围，被同时意识到的领域，称为意识野。注意力或说是意识点愈集中，则意识点周围意识野的清晰度将愈降低。意识障碍，可区别为意识野狭窄、意识混浊、朦胧状态。意识混浊又可根据清晰度障碍和轻度不同而区别为嗜眠（sopor）、昏睡（coma）。所谓朦胧状态是意识内容的变化。从生物学角度看来，在机体生存的适应活动中，由发达的中枢神经系统产生的主观性这一侧面，可称为意识。脑生理学家认为，睡眠是中枢有节律的活动结果，而意识丧失是觉醒机制出现障碍所致。 关于与保持意识有很大关系的脑部位的学说中，有的着重于大脑皮质，有的认为与丘脑的弥散性投射系统关系密切（HHJasper），有的认为在间脑、中脑的中央部有以丘脑为中心的中央脑系（RPenfield），有的认为与网状结构上行性激活系统有关（HWMagoun），有的认为与丘脑下部的激活系统有关（EGellhorn）等三、丘脑是产生意识的核心器官，丘脑中先天遗传有一种十分特殊的结构丘觉，丘觉是自身蕴含意思并能发放意思，当丘觉发放意思时也就产生了意识。丘觉可以自由合成发放或被样本点亮，样本点亮丘觉，丘觉发放意思产生意识。样本是事物在脑中的符号，是在后天学习过程中形成的，广泛分布在大脑、下丘脑、纹状体、小脑及其他神经结构中。样本就是决定因子丘觉能够发放的意思无限广泛，样本的数量也非常庞大，样本与丘觉通过学习建立的意义对应关系就是联结，样本经由联结纤维点亮丘觉产生意识。丘觉、样本、联结是产生意识必需的三个条件，丘觉是意识的内核，样本是意识的外壳，联结是点亮的路径，点亮是产生意识的方式。丘觉不是随意发放的，必须由样本点亮。丘觉是我们通过遗传获得的意思结构，这些意思是丘脑核团的神经元本身蕴含的，并能够被样本点亮发放出来。丘觉平时处于潜伏状态，当被点亮意思才能发放出来，形成意识。丘觉是不能通过学习获得的，丘觉具有遗传性和联结性，丘觉的性质也就决定了意识的性质。遗传性。 丘觉只能通过遗传得到，我们能够意识的范围是丘觉决定的，凡是我们能够感知的客观事物，都能找到与之相符的丘觉。我们不能通过后天学习扩大感知范围，如果丘脑中没有遗传某一客观事物的丘觉，我们就不能意识这个客观事物。如我们不能看到紫外线、听到超声波。我们遗传有发放“冷、热”意思的丘觉，所以我们能够感觉到热能，没有遗传电磁能、暗物质这类丘觉，所以不能感觉到电磁能、暗物质等。联结性。客观事物有什么意义是我们先天不知道的，必须通过学习才能知道。样本是客观事物在脑中的符号，丘觉是发放意思的结构，联结就是通过后天学习建立丘觉与客观事物的联系。当我们接触客观事物时，经过数次尝试，样本数次点亮丘觉，总会有一个样本点亮一个意义相符的丘觉，这个联系被固定下来也就产生了联结。丘觉虽然通过先天遗传得到，但并不先天就与外界事物相联系，需要通过后天学习建立与样本的联结，才能产生对事物的意识。客观事物非常庞杂，丘觉能够发放的意思非常广泛，都能通过后天的学习建立对应联结。当脑中出现一个事物时，丘觉发放一个对应的意思，产生对这个事物的意识。如，表示“好”这个意思的丘觉是先天就有的，不同的民族使用不同的语言来表达“好”的意思，初生婴儿并不知道外界社会用什么语言来表达“好”的意思，需要通过学习建立丘觉与语言的对应关系。我