美文网首页动物世界的科学理论
开学还有多远?能计算么?

开学还有多远?能计算么?

作者: 黑猫中度烘焙 | 来源:发表于2020-03-13 23:35 被阅读0次

开学还有多远?

今天有同学问我是否有开学的信息,我回答了不确定,需要等学校开会讨论。同时,我意识到这是一个数学问题。我想可以用熵描述开学的不确定性。假设开学的可能性有两种,分别为开学和延迟,我们可以理解为这个事件发生的有2种结果,发生概率都为1/2,用p表示,对应每一种可能携带的熵值为

p * log(1/p)

所以学校开学的信息熵值就为开学和延迟两种结果的熵值相加,即
\frac{1}{2} * log(\frac{1}{\frac{1}{2}}) + \frac{1}{2} * log(\frac{1}{\frac{1}{2}}) = 1

此时,在所有可能性的概率相等的时候,熵值为1,开学是非常不确定的。

为什么要这样子计算呢?

我们整理一下开学事件的时间线。

2月16日,有同学问我如期开学的可能性,我说已经通知延迟,因为结果只有一种确定延迟,所以开学的不确定性为0。

3月1日,有同学问我3月6日开学的可能性,我说未收到通知,很可能是继续延迟,这时候这个事件的形势发生了变化,结果变成了2种,开学的可能性较小,我假设为0.1,而延迟的可能性较大,就为1-0.1 = 0.9

开学的概率 = 0.1
延迟的概率 = 1- 开学的概率 = 0.9

虽然延迟的可能性仍然很大,但相比于2月16日,开学事件的结果已经产生了不确定性。

我们仔细考虑这两种结果,开学的可能性为0.1,如果3月6日开学,就使一个小概率的事件成真,与此同时,就意味着其他的结果都为假了,这里就意味着事件的概率越低,所携带的信息量越大,我们使用倒数来描述这一现象,开学的可能性为0.1,也就意味着这个结果携带的信息为 1 / 0.1;同时,延迟的可能性为0.9,意味着延迟携带的信息为 1/0.9

开学所携带的信息 = 1/0.1
延迟所携带的信息 = 1/0.9

数学家香农Shannon认为信息量应该使用底数为2的log函数描述这一现象,所以开学和延迟携带的信息就分别为log(1/0.1)log(1/0.9)

开学所携带的信息 = log2(1/0.1)
延迟所携带的信息 = log2(1/0.9)

此时我们将这些信息综合,开学的概率和携带的信息量相乘构成了开学这一结果的不确定性,同理计算出延迟的不确定性,相加得到即3月1日的开学事件的熵值为0.4690,相比与2月16日,开学的不确定性上升了,虽然延迟的可能性很大,但开学的可能性已经出现。

开学的熵 = 1/10 * log2(1/(1/10))
延迟的熵 = 9/10 * log2(1/(9/10))
3月1日的开学事件的熵 = 开学的熵 + 延迟的熵 = 0.4690

3月1日后,每5天就有一位同学问我下一周开学的可能性,我根据每天汇总到的信息计算出每次询问时候开学和延迟的可能性,如下表所示

日期 开学概率 延迟概率
3月6日 0.3 0.7 0.8813
3月11日 0.5 0.5 1.0000
3月16日 0.8 0.2 0.7219

近期学校通知教师3月16日上班准备开学事宜,虽然具体的开学日期没有通知,但这一信号大大提高了开学的可能性,一种结果的可能性增加意味着总体的不确定性降低了,熵也相较于3月11时候低。

  • 我们这里所使用的计算公式就来自于熵值的计算公式。
  • 熵是用来描述无序性的,也可以用来描述不确定性。
  • 随着工作逐渐恢复正常,开学的日期也会明确,也就意味着这一事件的不确定性会降低,即熵值会下降。

相关文章

  • 开学还有多远?能计算么?

    开学还有多远? 今天有同学问我是否有开学的信息,我回答了不确定,需要等学校开会讨论。同时,我意识到这是一个数学问题...

  • 看见青春·正青春

    “不知还能有多远,不知还能走多远。”脑海总浮现这句话,我们的青春,还有多远,能走多远呢? 今年是我的本命年,...

  • 悲催的初三狗∪・ω・∪

    啊啊啊!还有四天就开学了肿么办!肿么办!而且还有大概三个月就要中考了肿么办!肿么办!

  • 还有多远

    还有多远 《素媛》观后感 昨晚看完韩国电影《素媛》,找资源很费劲,而且超卡,一百二十多分钟的电影硬是磨叽到十二点才...

  • 还有多远.

    有时候很想写文字,又随着时间变得苍白. 今天的三模考的特别不好,但是我竟也慢慢要释怀了,因为我看到一周之内还有一场...

  • 还有多远?

    2018还有一个多月就结束了…… 你的拖延症好了吗?年初设定的目标完成多少了?说走就走的旅行实现了...

  • 还有多远

    【2009年11月1日】有的时候,世界会显得很怪异。同样你于世界来说,也很怪异。 有的时候,世界会显得很怪异。同样...

  • 还有多远

    沉默中 秋天的叶子落了 一树光秃秃 还没有来得及吃 那些沙甜的西瓜甜瓜 那些水灵灵的水蜜桃油桃 那些甜蜜蜜的无核白...

  • 还有多远

    还有多远文/海思沧海 突然莫名的难过,莫名难过的背后到底是什么 多美的故事,多美的传说 还有许多梦想的假设,为什么...

  • 还有多远

    还有多远 风就软了 还有多远 石缝里的草盈满了 还有多远 小河的溪流会唱歌了 还有多远 远处的苍山脚下朵朵媚笑在枝...

网友评论

    本文标题:开学还有多远?能计算么?

    本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/oauushtx.html