廢話、假話和真話——信息熵

原創 | 廢話、假話和真話——信息熵

有一個搞藝術的朋友看到我寫的用信息的視角解讀武漢疫情早期混亂的文章之後,突然對物理學十分感興趣。

據說為他對理解世界打開了一個新的大門,他的頭腦中突然出現了一種被閃電劈中了似的異樣興奮的感覺。

為了讓這種感覺發酵成他自己的藝術靈感,強烈要求我科普一下《信息論》和信息熵。

原創 | 廢話、假話和真話——信息熵


對我來說,世界上最難的事莫過於給理科生講藝術,給藝術生講科學。往往最後的結果是一個人在對牛彈琴,另一個人在焚香煮鶴,最後兩相厭惡,不歡而散。

為了不給人類文明的燦爛光輝的藝術文化造成潛在的巨大損失,我還是接下了這一艱鉅的任務。說不定這傢伙是未來的梵高、達利、畢加索呢?

如果能用信息熵點亮他頭腦裡弱小的藝術火花,善莫大焉。

於是我問他,你是一隻鱉嗎?

他瞬間急眼了,你怎麼還罵人呢?

我認真的盯著他的眼睛說,老子沒罵你,我是在給你講《信息論》!請你認真的回答我,你是一隻鱉嗎?


(一) 你是一隻鱉嗎?


他認真的低頭觀察了自己一會兒,猶猶豫豫的回答說:我……我不是一隻鱉吧?

我認真的問他:為什麼?

他更加猶豫了,說:因為我沒殼,我也不會游泳,是吧?

我繼續問:那你是什麼?

他這次反應過來了,說:老子是一個人啊!

我說,《信息論》講完了,你可以走了。不用謝,走好不送。

花了三分鐘安撫他狂暴的內心之後,我被迫對他進行了解釋。

我問他,你是一隻鱉嗎?

這是一個事件。

在這個事件裡,他高貴的藝術靈魂對自己的庸俗的身體進行了觀察。

在這裡,他的靈魂被稱為觀察者。

在這個事件裡,沒有確切的信息之前,他既是一隻鱉也不是一隻鱉。這個狀態叫做宏觀態。

在沒有觀察之前,他是鱉和他不是鱉的可能性各佔50%。

是鱉和不是鱉這兩個狀態是兩個微觀態。

為了方便,不那麼嚴謹的來說,據我們客觀且科學的認知:沒有長殼的肯定100%不是鱉。

這個極其符合科學規律的認知叫做知識。

當他沒有觀察之前,十分不確定到底自己是不是隻鱉。這種不確定性叫做熵。

這個時候不確定性最大,也就是熵值最大,信息最小。(此處熵=1bit,信息為0)


他作為觀察者,在觀察了自己的身體後,獲得了一系列的數據:兩根腿、兩根手、沒有殼,還有一件TCH閃鑽T恤。

當他擁有了知識,對自己觀察來的數據進行了分析後,發現自己是沒有殼的,所以100%確定自己不是鱉。

這個時候確定性最大,也就是信息最大,熵最小。

(此處熵=0,信息為1bit)

當信息最大的時候,他就從自己既是一隻鱉又不是一隻鱉的宏觀態塌縮成了自己肯定不是一隻鱉這樣的微觀態。

原創 | 廢話、假話和真話——信息熵


其中最容易引發人們歧義的就是信息。

因為我們平時常說,我從哪裡哪裡聽說了一些信息,我從哪裡哪裡得到了一些信息。這是一種容易引起混亂的說法。

這裡如果用消息替換掉信息,我們就不容易犯錯了。


我們經常聽到的不是信息,而是消息。

消息在《信息論》裡只是一種數據,裡面可能包含著信息,也可能包含著噪音;有可能全都是信息,也有可能全都是噪音。


(二)有什麼用呢?

他興奮的叫起來,我知道了,我不是一隻鱉!

我冷冷的看著他。

大約十分鐘後,他從興奮中冷靜下來。

“我知道我不是一隻鱉了,但是這有什麼用呢?”

我憐憫的看著他:“在你不知道自己是不是一隻鱉之前,你知道自己該找一個女孩還是一個母鱉做女朋友嗎?你知道自己應該每天在池塘裡面泡著尋找母鱉還是多去玩玩兒桌遊認識新的妹子嗎?”

“那信息太有用了!”他再次興奮起來。

信息真正的用處不僅僅是知道泡妹子那麼簡單。

熵的真正含義是混亂和不確定性,而信息恰恰相反,它即是負熵,意味著確定性和靠譜。

信息的最大作用在於消除混亂和不確定性,從而引導物質和能量流動的方向。


(三)真話——平民玩家的勝利

我有一個朋友,互聯網三大巨頭出身,富二代,獨立創業。無論是技術能力還是家庭底蘊,亦或是客戶資源都是無比強大。

跟同批次的創業者來比,別人開局是五個農民一隻狼,他的開局就是一手紫卡主力英雄國家隊。

就在半年前,他難得給我打了一次電話,邀請我喝兩杯。

見面的時候我嚇了一跳,人憔悴的好像連續失戀二十次似的,精神萎靡。一問才知道,公司已經半年多沒開張了,這個月剛辦完註銷手續。

其實不用問我也知道,他失敗的原因在哪裡。

這傢伙哪兒都好,就是有一點,他的熵太高。說人話就是他做事兒太不靠譜。

他剛開張的時候,單子接不完,每天意氣風發,每次見面都談經營之道,聽得所有朋友是如痴如醉、佩服不已。

有次有個緊急項目,我第一時間想到了他,接電話的時候拍著胸脯砰砰響,小事一樁。我不由得心中暗贊:不愧是XX君,像這樣子的能力和效率我也想盡快加油能有一日趕得上吶。

三天後要結果。在前一天晚上不放心,我特地打電話過去,他接到電話的第一句話是:“哈哈哈,這麼晚了你找我什麼事兒?嗯……哎呀,抱歉啊!你看我怎麼給忘了,這可怎麼辦?”

只好臨時找到了朋友B。

朋友B是一個三流公司的主程序出身,典型的IT男,平時聚會基本就是人們都忽略的角色。出來創業的時候就是一個人在自己的公寓裡。

接到電話他聽完需求後,說,現在我沒辦法告訴你確切時間,請稍等我五分鐘計算一下工作量給你回覆。

五分鐘後,消息來了。

“經過我對我這邊的效率評估,晚上我加班來做,預計要8個小時,如果排除掉1個小時的不確定性,明天上午八點前會準時給你。同時我們預留1小時的反饋和微調時間。九點鐘完全滿足你上述需求的最終成品一定會交付。”

果然如期準點完整交付。

隨後,朋友圈子之外的我不太瞭解,但周圍朋友的訂單慢慢都流向了朋友B,儘管他的工作效率說實話真的不高,速度不快。但是就有一點——準時準確。

信息(確定性)指引著物質和能量流動的方向,在人類社會里,信息就是財富。


(四)假話——一隻白蟻引發的信息災難

白蟻群是一種社會化生命,跟人類一樣,有著極其清晰的分工和交易。蟻后負責繁殖種群的後代,工蟻負責偵查、覓食、照顧幼蟻和兵蟻。兵蟻由於進化了強有力的上顎,能夠為整個蟻群抵禦外敵。

而在分工和交易中,能讓整個蟻群的分工協作井然有序,並且保持低熵狀態的關鍵點,就是信息素!

蟻群通過信息素作為傳遞信息的媒介。發現食物或者發現外敵會釋放不同的信息素,就像一滴水落入池塘,會引起一環接一環的回應。

信息素是蟻群中的信息傳遞媒介,作用是把整個蟻群聯合成一個高效協作的整體。因為所有的協作和交易都離不開信息的傳遞。

當有一隻白蟻發現食物後,它會釋放信息素:夥計們快來啊!這裡有吃的!蟻群中正在休息的工蟻就會趕來共同運送。

有一天,一隻叫做小白的白蟻突然腦袋抽風了,在遇到強大的外敵入侵後,釋放出“大家快來啊!迅速來照顧寶寶們!”的信息素。那麼造成的後果就是——趕來一群帶著食物的孱弱工蟻,不堪一擊,最後整個族群被團滅。


信息沒有真假之說,大家所謂的假信息不過是偽裝成信息的噪音。

偽裝成信息的噪音會誤導能量和物質流動的方向,造成系統的混亂和無序。


在蝴蝶效應的加持下,有可能引起整個系統的崩潰或災難性毀滅。

假話的信息量為0。當然,如果你每次都反著聽,它反而更有效。

(五)廢話

朋友聽到這裡,已經在打哈欠了。

“那廢話跟假話一樣了,信息量都是0唄。”

“就本質上來說,沒錯。但是在社會化生命中造成的後果來說,假話造成的後果會更嚴重。”

“為什麼?”他的兩眼已經開始喪失掉焦距了。

“因為假話偽裝成信息,對個體來說,他會失去尋找真實信息的動力,在誤導下浪費掉時間、能量和物質。而廢話不會。”

“同時,偽裝成有價值的信息,對群體來說就具備了傳染性。大家不會去傳播廢話,但是會傳播假話。對個體的誤導會變成對群體的誤導,最終會造成整個系統的急劇熵增和混亂。懂沒?”

“懂了!懂了!”他敷衍似的玩兒著手上的一根頭髮。

“那你跟我說四句廢話。”

“我不是一隻鱉。”

……

“現在對。但是在你剛才不知道你是不是一隻鱉的狀態下,這句話屬於信息。你要記得,信息是相對的。繼續。”

“我要找的女朋友是一個人。”

……

“我要找的女朋友是一個活人。”

……

“我要找的女朋友是一個活女人。”

“《信息論》的基礎概念,講完了,你可以走了。不用謝,走好不送。”


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