1、信息

信息是被傳遞或交流的一組語言，文字或圖象所蘊(yùn)涵的內(nèi)容；

（1）信息同能量一樣，是人類賴以生存的基本要素；

（2）信息不能獨(dú)立存在，必須以相互聯(lián)系為先提，必須和接收者以及他所要達(dá)到的目的相聯(lián)系；

（3）信息來源于物質(zhì)，但又不是物質(zhì)本身，信息，物質(zhì)，能量既不可分割又有質(zhì)的區(qū)別；物質(zhì)具有結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)又表征或包含信息，所以信息是物質(zhì)的普遍屬性，同質(zhì)量，能量動量一樣。

（4）信息可以復(fù)制，散布，信息在傳輸中會發(fā)生損失，理想情況屬保真。

信息論研究的不是信息的具體內(nèi)容，是研究信息的數(shù)量以及信息的轉(zhuǎn)換，貯存，傳輸所遵循的規(guī)律。

2、信息量

  一切信息都是反映觀察事物所獲得的知識，而知識總是和被觀察事件發(fā)生的不肯定度相聯(lián)系，如果被觀察事件是確定的，預(yù)先知道的，那就無信息可言。

   一個人對外界事物，環(huán)境缺乏必要知識，往往表現(xiàn)為對處理和研究的對象，環(huán)境有某種不確定性就可以減少或消除，因而增加信息的效應(yīng)就是減少關(guān)于情況的不確定性；

現(xiàn)代信息論的創(chuàng)始人香農(nóng)，擺脫了具體語言和符號系統(tǒng)的限制，撇開了事件發(fā)生的時間，地點(diǎn)，內(nèi)容以及人們的情感及人們對事件的反應(yīng)，而只顧及事件發(fā)生的狀態(tài)數(shù)目及每種狀態(tài)發(fā)生的可能性，這就使信息度量具有普遍性和實(shí)用性。

信息可以用它所排除的不確定性來度量。

信息量單位： 從事物兩種等幾率的可能性中做出判斷所需要的信息叫做1比特

1比特=

 從N種等概率事物中作出判斷所需要的信息量為

假定有一事件可能有N種結(jié)果，每種結(jié)果出現(xiàn)的概率為,其信息量為

當(dāng)終態(tài)還存在不確定性時（狀態(tài)不是唯一的），信息量為

其中，為可能的始態(tài)和末態(tài)數(shù)目。

例題1：  某6層樓房每層8個房間，編號為11-18，21-28…，61-68。某人詢問樓里的人員主任辦公室在哪兒？以下是不同人員提供的三個信息：“辦公室在53號房間”“辦公室在5層樓”“辦公室在第3間”。試問其信息量各為多少？                答案>>

1、信息熵

熱力學(xué)熵表示宏觀態(tài)的分子狀態(tài)的無序程度

   S=klnN

其中N表示宏觀態(tài)所包含的微觀態(tài)數(shù)目。

信息熵S表征事物的不確定程度，I就是解除這種不確定性的信息量，兩者在數(shù)值上相等，有

根據(jù)，若幾個狀態(tài)出現(xiàn)概率相等1/N=P則

若各狀態(tài)存在概率P不等 ，則

2、信息量與熱力學(xué)熵

   使系統(tǒng)從具有N個等概率狀態(tài)變?yōu)榫哂蠱個等概率狀態(tài)所必須獲得的信息量為

系統(tǒng)熱力學(xué)熵減小量為

因此

信息量實(shí)質(zhì)是負(fù)熵。信息熵表示事物運(yùn)動狀態(tài)的不肯定度，而信息量所表示的是體系的有序度，組織結(jié)構(gòu)程度，復(fù)雜性，特異性或進(jìn)化發(fā)展程度，是熵的對立面。熵就是一個系統(tǒng)失去了的信息的量度

1、熱力學(xué)系統(tǒng)與通訊系統(tǒng)

離開冷源，無法傳熱和做功，冷源作用是提供信息，以控制熱能轉(zhuǎn)移的方向。熱力學(xué)傳熱過程中可以看作為一個通訊過程。

2、熱和功

（1）熱量是不帶有信息的能量形式—熱傳遞，是不帶信息的能量傳遞方式；

（2）功是一種有規(guī)則的形式，能量以功的形式傳遞可以受到控制管理—做功是帶有信息的能量傳遞方式。

3、束縛能和自由能

能量的傳遞和轉(zhuǎn)化必須有信息的控制才能進(jìn)行。如無溫差的兩物體雖有熱能，但外界不對它做功即不提供信息，熱傳遞不可能進(jìn)行；有溫差時，冷源向熱源提供信息，達(dá)到熱平衡時不再有可利用的信息，能量將無法傳遞。

束縛能：因缺乏信息而無法傳遞和轉(zhuǎn)化的能量。

內(nèi)能=自由能+束縛能

4、可逆過程與不可逆過程

可逆過程實(shí)質(zhì)是不損失信息的過程，不可逆過程實(shí)質(zhì)是損失信息的過程。

5、熱力學(xué)第二定律的信息論表述方式。

以開爾文敘述為例：離開冷源，熱量不可能自動的由高溫物體變?yōu)閷ν庾龉Α?/P>

第二定律信息論表述：任何自動進(jìn)行的熱力學(xué)過程總是損失信息的。即如果不從外界得到新的信息，那么對信息所進(jìn)行的操作和變換不可能使信息量增加。

克氏表述：熱自動從高到低，整個系統(tǒng)信息量降低（結(jié)構(gòu)性、層次性降低），靠外界做功（提供信息），可加大溫差，使層次性更鮮明，信息量增加  。

除了對熵的概念最初具有的認(rèn)識外，結(jié)合前邊對補(bǔ)充內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可引申出新的內(nèi)容。

1、熵是能量在空間分布均勻性的量度。

能量分布不均勻性越大，能量做功效率越高，熵值越小。

2、熵是不可利用能（束縛能）多少的度量。

其中為束縛能。

3、熵產(chǎn)生是過程不可逆的量度。

又稱熵產(chǎn)生，稱熵流，反映耗散過程不可逆性的強(qiáng)弱。

4、熵是系統(tǒng)失去信息多少的量度，信息量實(shí)質(zhì)是負(fù)熵。

，因不可逆過程而失去信息

，獲得信息，但不能自動須靠外界提供

5、信息量與熱力學(xué)熵之間滿足關(guān)系

總體總結(jié)：生物體是不斷同外界產(chǎn)生物質(zhì)流、能量流和信息流的復(fù)雜系統(tǒng)。