マル太の『道草日記』

ほぼ毎日更新――

場合の数ではなくて――

 ――情報の量

 は、

 ――エントロピー(entropy)

 の概念に着目をすると――

 一般に、

 

  ln W − ln(W / Δw)

  = ln Δw

 

 と記せそうなことが、わかる。

 

 ただし、ln は高校の数学で学ぶ自然対数であり、Δw は W を定めうる要素の数――例えば、原子や分子などの数――の変化に伴う W の変化である。

 

 いいかえれば――

 

 ――エントロピー

 という名の、

 ――不確実性

 が、

  ln W

 から、

  ln(W / Δw)

 へと減る時――

 情報は、

  ln W − ln(W / Δw)

 という量で伝わってくる――

 と一応は考えられそうである。

 

 とはいえ――

 

 この W や Δw という概念――状態の場合の数や、その場合の数を定めうる要素の数の変化に伴う変化という概念――は――

 かなり、わかりにくい。

 

 わかりにくいだけでなく――

 扱いにくい。

 

 そもそも、W や Δw は通常、原子や分子の数によって定められるので、膨大な数である。

 

 加えて―― 

 それぞれの場合について、

 ――実際に起こりうる確からし

 に気を配る必要がある。

 

 もし――

 ある場合は起こりやすくて、ある場合は起こりにくい――

 という傾向が明確になっていれば―― 

 その傾向も踏まえて場合の数を求めねばならぬ。

 

 よって、

 ――情報の量

 を、

 

  ln W − ln(W / Δw)

  = ln Δw

 

 と記すことは実用的でない。

 

 では、どうするか。

 

 ……

 

 ……

 

 ――情報の量

 を、

 ――不確実性

 の変化で表そう――

 というのが――

 そもそもの試みであった。

 

 W や Δw という概念は、たしかに、

 ――不確実性

 と密接に関わってはいる。

 

 が――

 ――不確実性

 を扱う際に――

 頻繁に用いたい概念ではない。

 

 21世紀序盤の現代において、

 ――不確実性

 を扱うのに最も実用的と思われる概念は1つだ。

 

 ――確率

 である。

 

 ……

 

 ……

 

 ――確率

 は、概ね、

 ――場合の数の逆数

 である。

 

 値は 0 から 1 までの実数しか、とらぬ。

 

 場合の数と違って――

 極端に大きな数になることはない。

 

 また――

 負の数をとることもない。

 

 よって、

 ――情報の量

 は、

 ――確率

 で記すのが実用的――

 と、いえそうである。

 

 つまり、

 

  ln(1 / p) − ln(Δp / p)

  = ln(1 / Δp)

 

 である。

 

 ただし、

 

  p = 1 / W

  Δp = 1 / Δw

 

 とする。

 

 なお――

 状態は、時間の経過によって刻一刻と変化をするから――

 W は時間の関数であり、p も時間の関数である。

 

 よって、

 ――情報の量

 は――

 ある時刻 t において、状態が 1 つに決まる確率を p (t) とすると――

 より明瞭に記せる。

 

 つまり、

 ――エントロピー

 という名の、

 ――不確実性

 が、時間 Δt の間に、

  ln(1 / p (t))

 から、

  ln(1 / p ( t + Δt ))

 へと減る時――

 情報は、

 

  ln(1 / p (t))− ln(1 / p ( t + Δt ))

  = ln(p ( t + Δt ) / p (t))

 

 という量で伝わってくる――

 というように――

 である。

 

 『随に――』