为什么使用交叉熵 能否尽量通俗地解释什么叫做“熵”?
能否尽量通俗地解释什么叫做“熵”?
简而言之,熵是事物接近混沌的程度。无序的事物越多,它们就越混乱,熵也就越大。世界上的一切事物都有一个从高阶到低阶的自然趋势,这就是熵增加的趋势。好像每个人都很懒。想象一下,当没有人清理时,环境就会开始变得一团糟。这就是熵。
通常情况下,瓶子更容易打碎玻璃渣,从玻璃渣中回收到整个瓶子需要消耗能量。周边环境更容易变得凌乱和恶劣,而要恢复一个干净有序的环境,我们需要做工作来实现,必须有能源消耗。世界上的一切事物,甚至宇宙,都无法逃脱熵的诅咒,并逐渐变得混乱,最终达到温度的平衡。整个宇宙都处于一种寒冷而孤独的死亡状态。
但对于生命,薛定谔早就提出,它是建立在负熵的基础上的,即生物体可以通过吃、喝、呼吸和外界物质交换来维持生命的秩序,这相当于从周围环境中获得秩序。从出生到死亡,熵增加到最大。
为什么交叉熵cross-entropy可以用于计算代价?
“熵”什么意思?它的变化有什么意义?
熵是一种进口产品,在英语中是一个浓缩词,其中en=能量,TR=trans,superse/more and more,Op=开放,y[后缀]表示特征。
所以熵的字面意思是能量越来越开放。一般来说,熵是浓度扩散的特征。
事实上,古代道家早已认识到熵增原理。它的“无限”就是“熵到”。
无极,顾名思义,是生命力的无极性分布(即最无序)。
熵增原理:在封闭系统中,高密度状态总是需要辐射能量或自我分解,发散到附近空间,最终形成热平衡。
例如,将油墨滴入一杯清水中,由于浓度扩散效应,油墨分子会渗透并稀释到所有水分子中,形成最分散、最均匀、最无序的分布状态。
1000公里大气中的气体分子可以在大约50000公里的高真空下进入地球辐射带。由于浓度扩散效应或熵增能,气体分子会自发分解成等离子体或子原子,如自由电子和自由质子,其分布最为混乱,振荡最为无序。
光要常红,水要常低,水要常蒸发,热要常膨胀,忧郁症要发泄,抢富能扶贫,冷热要平。这是熵增加的自然现象。
物理学的新视野旨在对物理/逻辑/双语问题进行建设性的新思维和共同讨论。
为什么信息熵要定义成-Σp*log(p)?
你好。信息熵有公理化的定义。根据信息论的描述,可以得出如下结论:
基于这些基本假设,可以证明信息熵的表达式必须是主体给出的形式。大多数教科书都证明了这一点。受试者应该能够证明这一点。随后,小编将验证香农熵公式是否满足这三个要求。
我们来谈谈第三个。这实际上类似于概率论中的全概率公式的含义。我们计算一个事件可以分两步完成的概率,即考虑每个子事件的概率权重和。把这个移植到信息量的计算中,得到第三个。
下面的小系列验证香农熵是否满足上述三个假设。
由于信息熵的表达式中只有对数函数和线性函数的乘积,连续性是不可避免的。[有一个约定0log0=0。】
单调性:考虑pi=1/N,则香农熵退化为h=logn,且对数的底一般是大于1的正实数,所以h一定是N的单调增函数
现在考虑第三个。在不失一般性的前提下,让我们考虑三种可能的结果。概率依次为P1、P2和P3。现在将事件过程分为两步,第一步分为两个结果,概率为P1,(P2 P3)-第一个结果对应前面的第一个结果,第二个结果分为两个结果对应第二步的两个结果,概率为P2/(P2 P3),P3/(P2 P3)。显然,这两个结果与下面的结果相对应。根据Shannon熵,我们可以计算一步的信息量为
H=-p1log(P1)-p2log(P2)-p3log(P3)
根据第三个条件,我们得到另一个结果
H “=-p1log(P1)-(P2 P3)log(P2 P3)-p2log(P2)-p3log(P3)p2log(P2 P3)=H。这表明Shannon熵满足第三个条件。
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