技術文章:諾貝爾獎選擇了量子信息學,說明最牛的數學家是香農

2022年10月05日19:27:17 科學 1775

今年的諾貝爾物理學獎選擇了量子信息學,那麼信息學創始人是誰?

香農

香農在1948年發表了一篇論文,A theory of communication,「通訊原理」

到了這篇論文正式出版的時候,名字就被改成了The theory of communication[捂臉]

這裡可以仔細體會一下英文的a 和 the 的細微差別。

曾經人們覺得,香農的厲害可以通過改個冠詞來表達,但實際上,這個the遠遠不能表達香農的厲害。

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否則,今年的諾貝爾物理學獎為什麼要頒發給XY信息學

1,通訊傳的是什麼

信息。

信息是什麼?

是對通訊節拍上的、內容的、不確定度的、度量

通訊的節拍,學名叫時序,表示通訊的最小元素以及它所佔用的通訊時間片

人說話時的一個發音,就是通訊的最小元素,而發這個音的時間就是時間片、節拍、時序

如果這些發音用26個字母表示,那麼英語文章就是26進制的一個超大號的整數

它的每一位的不確定度就是1/26,這就是信息

當然計算機是二進制,每個「二進制位」只有0或1兩種可能,不確定度是1/2。

但是只要不確定度不是1,那麼就可以傳遞信息,即可以用來通訊。

1在概率論上表示確定的,既然是確定的了那麼就是常識了,而不是信息了。

所以,解5次方程時一定是確定它的係數,而不是它的次數[捂臉]因為次數是確定的,0、1、2、3、4、5。

二次方程的求根公式,說的肯定是根與係數的關係,而不是根與次數的關係,因為係數代表了信息

當把H264編碼之後的圖像傳遞給播放器時,肯定是傳遞傅立葉變換之後的係數,而不是傳遞傅立葉變換的基,因為都知道基是cosx, sinx, cos2x, sin2x, ... , cosNx, sinNx, ...,不確定的是前面的係數,係數代表信息。

英文單詞the,如果用線性代數來表示的話,就是:

A = [

0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0, 0,0,1, 0,0,0, 0,0,0,

0,0,0,0,0,0,0, 1,0,0,0,0,0,0, 0,0,0, 0,0,0, 0,0,0, 0,0,0,

0,0,0,0,1,0,0, 0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0, 0,0,0, 0,0,0, 0,0,0].

X = [1,1,1,1,1,1,1, 1,1,1,1,1,1,1, 1,1,1, 1,1,1, 1,1,1, 1,1,1].

要傳遞的肯定是(稀疏的)係數矩陣A,而不是字母表X。

所以,當太陽要給地球傳遞萬有引力(信息)的時候,它需要傳遞什麼呢?

肯定是引力勢能的大小梯度,不可能傳遞萬有引力公式,那玩意兒它倆早就知道,只是牛頓之前人類不知道罷了[笑哭]

2,自然界是「什麼」

自然界「當前複雜度」下的最優信息編碼。所以古話說,道法自然

這些都是信息論特例,信息論是香農提出來的。

3,信息編碼的基礎是什麼,

當然是素數,因為素數在乘法運算不會損失信息。

15的編碼就是3 x 5,21的編碼是3 x 7。

素數編碼:怎麼encode的,就可以怎麼decode,兩者相差一個Sn對稱群

用人話說就是:那個由多個素數的乘積組合出來的數,還可以通過因式分解拆回去,但素因子的順序是不能確定的。

素因子的原始順序,是唯一損失的信息。它的所有可能性,是一個的排列組合。

兩台電腦之間的通訊要有個TCP協議,TCP協議的本質就是規定一種素因子的固定順序,讓發送端和接收端可以正常的解碼。

正是因為素數的這個特點,才有了各種協議生存空間

4,對於「根」來說,5次方程肯定不是一個好的編碼協議

因為伽羅瓦證明了,5次方程的伽羅瓦群不是可解群,這會導致5次方程沒有求根公式。

5,最後,我對那3個諾貝爾物理學獎得主一點興趣都沒有:

因為就算是量子信息學,也只能導致約束條件的不同,而不會導致數學本質的不同。

至於信息的本質,下圖的老頭在70年前就研究出來了[捂臉]

如果香農還活着的話,2022年的諾貝爾物理學獎顯然該有香農

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克勞德-香農

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