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一．? 摩爾定律

摩爾定律是由英特爾（Intel）創(chuàng)始人之一戈登·摩爾（Gordon Moore）提出來(lái)的。其內(nèi)容為：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)肩榕，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍懂傀，性能也將提升一倍流强。換言之，每一美元所能買(mǎi)到的電腦性能贮尖，將每隔18-24個(gè)月翻一倍以上笛粘。這一定律揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度。盡管這種趨勢(shì)已經(jīng)持續(xù)了超過(guò)半個(gè)世紀(jì)，摩爾定律仍應(yīng)該被認(rèn)為是觀測(cè)或推測(cè)薪前，而不是一個(gè)物理或自然法润努。在摩爾定律應(yīng)用的40多年里，計(jì)算機(jī)從神秘不可近的龐然大物變成多數(shù)人都不可或缺的工具示括，因特網(wǎng)把全世界聯(lián)系起來(lái)铺浇，多媒體視聽(tīng)設(shè)備豐富著每個(gè)人的生活，也同時(shí)讓機(jī)器智能成為可能垛膝。

二． 機(jī)械思維

機(jī)械思維是過(guò)去三個(gè)世紀(jì)以來(lái)随抠，最重要的思維方式，也是現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)繁涂。歐洲在科學(xué)方面的領(lǐng)先拱她，得益于從古希臘建立的思辨和邏輯推理能力，依靠從實(shí)踐中總結(jié)出的基本公理扔罪，通過(guò)因果邏輯構(gòu)建起整個(gè)科學(xué)的大廈秉沼。從歐幾里得到托勒密再到牛頓，在思想方法上一脈相承而又不斷發(fā)展矿酵。其核心思想：

1. 世界是變化的唬复，但是變化的規(guī)律是確定的。

2.? 規(guī)律是可以被認(rèn)知的全肮，而且可以用公式或者語(yǔ)言描述清楚敞咧。如萬(wàn)有引力定律。

3.總結(jié)出來(lái)的規(guī)律應(yīng)該是普世適用的辜腺，放之四海而皆準(zhǔn)的休建。

三． 熵——一種新的世界觀

宇宙的能量總和是個(gè)常數(shù)，總的熵是不斷增加的评疗。

這也就是說(shuō)我們既不能創(chuàng)造测砂，也不能消滅能量。宇宙中的能量總和一開(kāi)始便是固定的百匆，而且永遠(yuǎn)不會(huì)改變砌些。熱力學(xué)第一定律就是能量守恒定律，它告訴我們能量雖然既不能被創(chuàng)造又不能被消滅加匈，但它可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式存璃。從來(lái)就沒(méi)人創(chuàng)造過(guò)能量，也永遠(yuǎn)不會(huì)有人能創(chuàng)造雕拼。我們力所能及的只是把能量從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)化成另一種狀態(tài)纵东。

世間萬(wàn)物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)都不過(guò)是能量的不同聚集與轉(zhuǎn)化形式的具體表現(xiàn)而已悲没。一個(gè)人篮迎、一幢摩天大樓、一輛汽車或一棵青草示姿，都體現(xiàn)了從一種形式轉(zhuǎn)化成為另一種形式的能量甜橱。高樓拔地而起，青草的生成栈戳，都耗費(fèi)了在其他地方聚集起來(lái)的能量岂傲。高樓夷為平地，青草也不復(fù)生長(zhǎng)子檀，但它們?cè)瓉?lái)所包含的能量并沒(méi)有消失镊掖，而只是被轉(zhuǎn)移到同一環(huán)境的其他所在去了。

如果我們需要考慮的僅僅是熱力學(xué)第一定律褂痰，那我們?yōu)E用那萬(wàn)世不竭的能源也沒(méi)有什么奧妙了亩进。然而我們知道世界并非如此。比如我們燒掉一塊煤缩歪，它的能量雖然并沒(méi)有消失归薛，但卻經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化隨著二氧化碳和其他氣體一起散發(fā)到空間中去了。雖然燃燒過(guò)程中能量并沒(méi)有消失匪蝙，但我們卻再也不能把同一塊煤重新燒一次來(lái)做同樣的功了主籍。熱力學(xué)第二定律解釋了這個(gè)現(xiàn)象。它告訴我們每當(dāng)能量從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)化到另一種狀態(tài)時(shí)逛球，我們會(huì)“得到一定的懲罰”千元。這個(gè)懲罰就是我們損失了能在將來(lái)用于做某種功的一定能量。這就是所謂的熵颤绕。

熵是不能再被轉(zhuǎn)化做功的能量的總和的測(cè)定單位幸海。這個(gè)名稱是由德國(guó)物理學(xué)家魯?shù)罓柗颉た藙谛匏褂?868年第一次造出來(lái)的。但是年輕的法國(guó)軍官沙迪·迦諾卻比克勞修斯早41年發(fā)現(xiàn)了熵的原理奥务。迦諾在研究蒸汽機(jī)工作原理時(shí)發(fā)現(xiàn)涕烧，蒸汽機(jī)之所以能做功，是因?yàn)檎羝麢C(jī)系統(tǒng)里的一部分很冷汗洒，而另一部分卻很熱议纯。換一句話說(shuō)，要把能量轉(zhuǎn)化為功溢谤，一個(gè)系統(tǒng)的不同部分之間就必須有能量集中程度的差異(即溫差)瞻凤。當(dāng)能量從一個(gè)較高的集中程度轉(zhuǎn)化到一個(gè)較低的集中程度(或由較高溫度變?yōu)檩^低溫度) 時(shí)，它就做了功世杀。更重要的是每一次能量從一個(gè)水平轉(zhuǎn)化到另一個(gè)水平阀参，都意味著下一次能再做功的能量就減少了。比如河水越過(guò)水壩流入湖泊瞻坝。當(dāng)河水下落時(shí)蛛壳，它可被用來(lái)發(fā)電，驅(qū)動(dòng)水輪，或做其他形式的功衙荐。然而水一旦落到壩底捞挥，就處于不能再做功的狀態(tài)了。在水平面上沒(méi)有任何勢(shì)能的水是連最小的輪子也帶不動(dòng)的忧吟。這兩種不同的能量狀態(tài)分別被稱為“有效的”或“自由的”能量砌函，和“無(wú)效的”或“封閉的”能量。熵的增加就意味著有效能量的減少溜族。每當(dāng)自然界發(fā)生任何事情讹俊，一定的能量就被轉(zhuǎn)化成了不能再做功的無(wú)效能量。被轉(zhuǎn)化成了無(wú)效狀態(tài)的能量構(gòu)成了我們所說(shuō)的污染煌抒。許多人以為污染是生產(chǎn)的副產(chǎn)品仍劈，但實(shí)際上它只是世界上轉(zhuǎn)化成無(wú)效能量的全部有效能量的總和。耗散了的能量就是污染寡壮。既然根據(jù)熱力學(xué)第一定律耳奕，能量既不能被產(chǎn)生又不能被消滅，而根據(jù)熱力學(xué)第二定律诬像，能量只能沿著一個(gè)方向——即耗散的方向——轉(zhuǎn)化屋群，那么污染就是熵的同義詞。它是某一系統(tǒng)中存在的一定單位的無(wú)效能量坏挠。（摘選自知乎芍躏。作者：海邊的卡夫卡??? 鏈接：https://www.zhihu.com/question/19753084/answer/32205378）

公式：S = K log W

S就是熵，W是系統(tǒng)總的微觀狀態(tài)數(shù)降狠，log是取對(duì)數(shù)的符號(hào)对竣，k是一個(gè)固定的常數(shù)。這個(gè)公式被成為玻爾茲曼公式榜配。

四． 世界不是確定的

世界的不確定性來(lái)自兩個(gè)方面否纬，一方面是當(dāng)我們對(duì)世界認(rèn)知的越來(lái)越細(xì)致的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)影響世界的變量非常多蛋褥，無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的公式和辦法計(jì)算出確定的結(jié)果临燃。如經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)。第二個(gè)方面是不確定性是客觀世界本身的一個(gè)特性烙心。在宏觀世界里膜廊，行星圍繞恒星運(yùn)動(dòng)的速度和位置是可以計(jì)算準(zhǔn)確的，可以畫(huà)出它的運(yùn)動(dòng)軌跡淫茵。但在微觀世界里爪瓜，電子圍繞原子核做高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們無(wú)法同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)定出它在某一時(shí)刻的位置和運(yùn)動(dòng)速度匙瘪，也無(wú)法描繪出運(yùn)動(dòng)軌跡铆铆。這本身就是原子的特性蝶缀。

五．信息論

信息能否被度量？一本50萬(wàn)字的中文書(shū)籍《史記》和兩本80萬(wàn)英文單詞的《圣經(jīng)舊約》薄货、《圣經(jīng)新約》翁都，誰(shuí)的信息量更大？直到1948年菲驴，香農(nóng)在他著名的論文《通信的數(shù)學(xué)原理》荐吵，提出了信息熵的概念骑冗，才解決了對(duì)信息的度量問(wèn)題赊瞬，并量化地給出了信息的作用。同時(shí)贼涩，香農(nóng)還把信息和世界的不確定性聯(lián)系了起來(lái)巧涧。

信息的度量單位是比特（bit）。

“信息熵”反映信息系統(tǒng)的不確定性遥倦。比如谤绳，我們想搞清楚一件不確定性的事情，就需要了解大量的信息袒哥。如果我們對(duì)某件事情有較多的了解缩筛，就不需要太多的信息。信息量的度量就相當(dāng)于不確定性的多少堡称。

“互信息”瞎抛，在信息論中對(duì)信息相關(guān)性的量化度量，可以解釋為什么信息的相關(guān)性可以幫助我們解決很多問(wèn)題却紧。如桐臊，央行調(diào)整利率和股市短期浮動(dòng)的互信息很大，它們之間有很強(qiáng)的相關(guān)性晓殊。

香農(nóng)第一定律断凶，也稱為香農(nóng)信源編碼定律，對(duì)于信源發(fā)出的所有信息設(shè)計(jì)一種編碼巫俺，那么編碼的平均長(zhǎng)度一定大于該信息元的信息熵认烁，同時(shí)，一定存在一種編碼方式介汹，使得編碼的平均長(zhǎng)度無(wú)限接近于它的信息熵砚著。

香農(nóng)第二定律，講的是信息的傳播速率不可能超過(guò)信道的容量痴昧。也就是不斷擴(kuò)展帶寬稽穆。

最大熵原理，當(dāng)我們要對(duì)未知的事件尋找一個(gè)概率模型時(shí)赶撰，這個(gè)模型應(yīng)當(dāng)滿足我們所有已經(jīng)看到的數(shù)據(jù)舌镶，但是對(duì)未知的情況不做任何主觀假設(shè)柱彻。