知识、信息与计算

曾经在网上看到一篇博客,讨论一道趣味思考题。题目如下,有兴趣的同学可以思考一下。

在一个孤岛上生活着一群朝夕相处的土著人,他们有些是红眼睛、有些是蓝眼睛。这群土著人都信仰一个神圣的宗教,这个宗教有以下三个教条:
一、任何人都不能在任何时候看自己的眼睛(例如看水面倒影、看别人眼中的自己等)。
二、任何人不能评论、交流任何人眼睛的颜色。
三、任何人如果确信自己眼睛是红色的,则必须在当天深夜0点自杀。
这群土著人将这三条信仰视为比自己生命更重要的信念。任何时候他们都不会违反。
有一天,这个小岛上来了一个外国游客,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现并招待他的晚宴上,若无其事的说道,咦,你们中间有红眼睛的人啊。于是,第五天夜里,有部分土著人自杀了,问发生了什么。

那篇博客(网站已经不存在)中的结论是:游客的作用是帮助所有人在不交流的情况下,从新构建统一的知识。 所以他带来的不是废话,而是信息量。结论有点意思。在此,我思考的是,知识与信息的关系,再进一步信息与计算的关系。也许不能很深入,如果能引起一些思考就完成我这篇博文的任务了。

以上的结论似乎在暗示,如果我们拥有了新知识,我们就有了新的信息或者拥有更多的信息,而这种信息能帮助我们解决某些问题(或者问题的推导,或者难题的计算等,也就是我们通常说的,计算)。这种观点很难反驳,但是不妨回到这道题本身,做一些假设。比如,这个岛上的土著有2亿人,一半的人是红眼睛,情况会如何?按照推理,似乎人数并不影响推理,新来的游客带来了新的知识,同步了推理,产生了新的信息,然后,在1亿天之后,突然有一亿人同时自杀......但是,稍微思考一下,你就会否定了这个答案,因为,人的寿命不会那么长。而且2亿人口在一个相当短的时间内因各种问题自杀的人数会很多,这会影响该问题的推理,等等。意思是,我们通常认为的,“知识带来更多信息”,“信息可以有助于计算”,这些结论值得重新考量。

也许,你会说,这个思考题并不应该包括这些因素。我就会反驳说,题目本身隐含的假设是土著人数本身就不多,否则就不会有答案(想想在算法题当中,为什么往往会强调问题的规模?)。而且我还不是想攻击题目的严谨性什么的,而是想提醒,信息必须要有度量才有意义,同样的知识在不同的样本空间中产生了不同的信息量。就好比,我在课堂上大吼“我看到了一群傻瓜”与我在陶园饭堂大吼“我看到了一群傻瓜”会产生不同的效果。学过“信息论”的同学也许会明白这个道理。

难点是,大部分的学生不明白信息与计算的关系。无论在低年级还是高年级,很多同学无法理解问题求解的困难性。很多同学不能能理解河内塔问题的复杂性意味什么,他们只是说,哇,好神奇,要那么多天......回到题目中来,假设土著的寿命无限,也不会因为其他原因自杀,那么一定会在1亿天之后出现异常。然后,我们再回到现实,一亿天的计算速度有没有意义?也就是,我们在怀疑,某些信息量实在太少,不足以帮助土著在有意义的时间范围内得到答案,尽管这种信息确实可以推动土著人的推理和思考。

不能不说,大部分情况下我们把知识与信息等同,把信息与能力等同,否则不会说“知识就是力量”。是,没知识肯定没力量,但是,有知识却未必有力量。我们每天嘴边都可以喷出很多的真理(满世界都是真理帝和无辜的大师),然而,这些真理往往对这信息时代(信息滥用的时代)中的人没什么帮助。《计算理论》(讲什么可计算?)、《复杂性理论》(讲解什么可以高效计算、计算需要多少资源.)、《信息论》这些课程呈现给我们的是认识世界的可靠工具。可能新时代的年轻人都会对这些知识滚瓜烂熟,但也许我想多了......

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2014年3月31日
2021年3月31日改

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