熵
[拼音]：shang
[外文]：entropy
熱力學(xué)基本概念，是系統(tǒng)中分子運(yùn)動(dòng)混亂程度的度量，用s表示。信息論中借用了熵這一熱力學(xué)的術(shù)語,用以表示一個(gè)信號(hào)狀態(tài)的豐富程度。所謂信號(hào)狀態(tài)的豐富程度指的是收到一個(gè)信號(hào)后能去掉多大的不確定度。能去掉的不確定度越高則信號(hào)狀態(tài)越豐富。
熵是系統(tǒng)狀態(tài)的函數(shù)，與系統(tǒng)演化的過程無關(guān)。熵是廣延量,合系統(tǒng)的熵s等于組成系統(tǒng)的兩個(gè)子系統(tǒng)的熵s1與s2之和。熵和能從兩個(gè)不同角度描寫系統(tǒng)的狀態(tài)。能從正面度量運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化的能力，能越大，運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化的能力也越大；熵從運(yùn)動(dòng)不能轉(zhuǎn)化的一面度量運(yùn)動(dòng)，表示運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化已經(jīng)完成的程度。在沒有外界作用的情況下，一個(gè)系統(tǒng)的熵越大就越接近平衡態(tài)，就越不能轉(zhuǎn)化。描述系統(tǒng)宏觀狀態(tài)的熵和混亂運(yùn)動(dòng)的分子可能存在的微觀狀態(tài)數(shù)Ω之間有如下關(guān)系：
(1)其中k為玻耳茲曼常數(shù),Ω為分子的無序度。假定系統(tǒng)每個(gè)微觀狀態(tài)出現(xiàn)的概率相同，則
(2)
美國數(shù)學(xué)家C.E.香農(nóng)利用信源某種信號(hào)出現(xiàn)的概率Pi來衡量該信號(hào)所具有的信息量，他發(fā)現(xiàn)信息大小和熱力學(xué)系統(tǒng)的熵有本質(zhì)的一致性。定義某個(gè)信號(hào)的信息量為-PilnPi，則信源的信息為
(3)(3)式與(2)式在形式上完全一樣。香農(nóng)把H 稱為信源的熵，表示信源信息的大小。
參考文章
- 什么叫熵？電能技術(shù)
- 什么是等熵過程?測控技術(shù)
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- 什么是工質(zhì)的熵？其在動(dòng)力工程上有何作用？電能技術(shù)
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