身体が、時刻 0 から時刻 t にかけて受け入れる“身体の内部の全体情報”の量 I (t) は、
∫ q (x; t)(− ln p (x, s; t))dx
という量が減れば、増える量であり――
身体が、時刻 0 から時刻 t にかけて身体の内部に受け入れた情報の量 I (t) のうち、q (x; t) に関わる情報の量を差し引いて残る量 R(t) は、
∫ q (x; t){− ln p (x, s; t) −(− ln q (x; t))}dx
という量が減れば、増える量である。
当然――
逆のこともいえる。
∫ q (x; t)(− ln p (x, s; t))dx
という量が増えれば、I (t) は減り、
∫ q (x; t){− ln p (x, s; t) −(− ln q (x; t))}dx
という量が増えれば、R (t) は減る。
ただし――
q (x; t) は、身体の持ち主が、身体の外部における状態について、主観的に見積もる確率であり――
x は、身体の外部における状態を決める変数であり――
− ln p (x, s; t) は、身体の持ち主が、身体の外部における状態について、感覚器を通して察するエントロピー(entorpy)であり――
ln は、高校の数学で学ぶ自然対数であり――
s は、身体の感覚器が受け取る信号を決める変数である。
ところで――
∫ q (x; t)(− ln p (x, s; t))dx
とは、どんな量であったか。
……
……
それは――
身体にとっての、身体の外部における状態のエントロピー S (t) であった。
つまり、
I (t) = − ∫ q (x; t)(− ln p (x, s; t))dx + C
⇔ I (t) = − S (t) + C
である。
ただし、C は定数である。
これと同じように――
全く形式的に、ひとまず、
R (t) = − X (t) + Γ
としてみる。
ただし、Γ は定数である。
この時、
X (t) = ∫ q (x; t){− ln p (x, s; t) −(− ln q (x; t))}dx + Γ
である。
この X (t) とは、いかなる量か。
数式をみて、すぐ判るように、
X (t)
= ∫ q (x; t)(− ln p (x, s; t))dx
− ∫ q (x; t)(− ln q (x; t))dx + Γ
であるから、
X (t) = S (t) − ∫ q (x; t)(− ln q (x; t))dx + Γ
である。
では、
∫ q (x; t)(− ln q (x; t))dx
とは何か。
……
……
これは――
数式の形から判るように、q (x; t) に関わる情報が、身体の内部に留まる結果、身体の内部における状態に発生をするエントロピーである。
このエントロピーを Y (t) とすれば、
X (t) = S (t) − Y (t) + Γ
となる。
つまり――
X (t) は、身体にとっての、身体の外部における状態のエントロピーから――
身体が、q (x; t) に関わる情報を身体の内部に留める結果、身体の内部における状態に発生をするエントロピーを差し引いた量に――
定数を加えたもの――
と判る。
……
……
このように考察を進めていくと――
あることに気づく。
(似たようなことが19世紀の熱力学で論じられていなかったか)
ということである。
『随に――』