知識、信息與計算

曾經在網上看到一篇博客,討論一道趣味思考題。題目如下,有興趣的同學可以思考一下。

在一個孤島上生活著一群朝夕相處的土著人,他們有些是紅眼睛、有些是藍眼睛。這群土著人都信仰一個神圣的宗教,這個宗教有以下三個教條:
一、任何人都不能在任何時候看自己的眼睛(例如看水面倒影、看別人眼中的自己等)。
二、任何人不能評論、交流任何人眼睛的顏色。
三、任何人如果確信自己眼睛是紅色的,則必須在當天深夜0點自殺。
這群土著人將這三條信仰視為比自己生命更重要的信念。任何時候他們都不會違反。
有一天,這個小島上來了一個外國游客,他不知道土著人的信仰和宗教,于是他在所有土著人共同出現并招待他的晚宴上,若無其事的說道,咦,你們中間有紅眼睛的人啊。于是,第五天夜里,有部分土著人自殺了,問發生了什么。

那篇博客(網站已經不存在)中的結論是:游客的作用是幫助所有人在不交流的情況下,從新構建統一的知識。 所以他帶來的不是廢話,而是信息量。結論有點意思。在此,我思考的是,知識與信息的關系,再進一步信息與計算的關系。也許不能很深入,如果能引起一些思考就完成我這篇博文的任務了。

以上的結論似乎在暗示,如果我們擁有了新知識,我們就有了新的信息或者擁有更多的信息,而這種信息能幫助我們解決某些問題(或者問題的推導,或者難題的計算等,也就是我們通常說的,計算)。這種觀點很難反駁,但是不妨回到這道題本身,做一些假設。比如,這個島上的土著有2億人,一半的人是紅眼睛,情況會如何?按照推理,似乎人數并不影響推理,新來的游客帶來了新的知識,同步了推理,產生了新的信息,然后,在1億天之后,突然有一億人同時自殺......但是,稍微思考一下,你就會否定了這個答案,因為,人的壽命不會那么長。而且2億人口在一個相當短的時間內因各種問題自殺的人數會很多,這會影響該問題的推理,等等。意思是,我們通常認為的,“知識帶來更多信息”,“信息可以有助于計算”,這些結論值得重新考量。

也許,你會說,這個思考題并不應該包括這些因素。我就會反駁說,題目本身隱含的假設是土著人數本身就不多,否則就不會有答案(想想在算法題當中,為什么往往會強調問題的規模?)。而且我還不是想攻擊題目的嚴謹性什么的,而是想提醒,信息必須要有度量才有意義,同樣的知識在不同的樣本空間中產生了不同的信息量。就好比,我在課堂上大吼“我看到了一群傻瓜”與我在陶園飯堂大吼“我看到了一群傻瓜”會產生不同的效果。學過“信息論”的同學也許會明白這個道理。

難點是,大部分的學生不明白信息與計算的關系。無論在低年級還是高年級,很多同學無法理解問題求解的困難性。很多同學不能能理解河內塔問題的復雜性意味什么,他們只是說,哇,好神奇,要那么多天......回到題目中來,假設土著的壽命無限,也不會因為其他原因自殺,那么一定會在1億天之后出現異常。然后,我們再回到現實,一億天的計算速度有沒有意義?也就是,我們在懷疑,某些信息量實在太少,不足以幫助土著在有意義的時間范圍內得到答案,盡管這種信息確實可以推動土著人的推理和思考。

不能不說,大部分情況下我們把知識與信息等同,把信息與能力等同,否則不會說“知識就是力量”。是,沒知識肯定沒力量,但是,有知識卻未必有力量。我們每天嘴邊都可以噴出很多的真理(滿世界都是真理帝和無辜的大師),然而,這些真理往往對這信息時代(信息濫用的時代)中的人沒什么幫助。《計算理論》(講什么可計算?)、《復雜性理論》(講解什么可以高效計算、計算需要多少資源.)、《信息論》這些課程呈現給我們的是認識世界的可靠工具。可能新時代的年輕人都會對這些知識滾瓜爛熟,但也許我想多了......

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2014年3月31日
2021年3月31日改

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