(原文發(fā)表于我的個人博客中,歡迎訪問:http://blog.jcix.top/2017-08-30/time_space_information/ ,作者我是個喜歡胡思亂想的工科男,本文只代表個人的胡思亂想…… )
“時間”和“空間”,在小的時候對我來說只是兩個詞語,沒有什么實質的領悟;后來知道了霍金曾寫《時間簡史》來討論時間,到現在也沒讀完過,估計讀完也懂不了;貌似愛因斯坦還說過時間是現實世界的第四個維度?但時間對于人來說總是有別于空間的,但時間總是感覺很特別,感覺不應該和空間統(tǒng)一起來,我想兩者應該是個對等的關系;再后來,相見別離,讓我明白了時間的意義,房價飆漲,也讓我了解了空間的殘酷(2333…)。
倒是從大學后的一些課程開始,我對這兩個概念有了更加現實的理解。比如,數據結構這門課貌似從第一節(jié)就讓我們求一段程序的空間復雜度和時間復雜度,有些算法是用時間換空間(犧牲更多計算時間,減少存儲空間),有些是用空間換時間。加上后來的各種經歷和獲得的知識,讓我覺得,信息的存在需要空間和時間,而隨著人類的發(fā)展,各種信息所需要的時間和空間之間可以互相轉換替代。
生活中的信息和時間/空間
如果對算法復雜度一竅不通,我們也能在生活中找到一些例子。比如街上的小店鋪門前掛的LED電子屏幕,上面可能滾動著各種最新的促銷信息,如果你碰巧感興趣,就需要駐足等所有字幕滾動一遍??赐昴憧赡苡X得很煩:“為什么字幕滾動這么慢,促銷又這么沒有誠意,完全是在浪費時間…”,這說明你的閱讀速度很快,老板也許還想讓更多心不在焉的人感受到他跳樓甩賣之決心呢。我們考慮這樣一個問題,如果放到沒有LED屏的30年前,也許把整個店鋪的店面用橫幅蓋住也寫不下這么多的字吧。這里,LED電子屏減小了店鋪廣告的空間,卻增加了展示同樣多信息的時間(不考慮人的閱讀速度,時間由零秒變?yōu)樽帜粷L動所需的數秒)。
類似還有很多例子。我還可以想到電子書和紙質書,一個iPad可能可以存下原來一個圖書館的書籍,空間大大減小。但是要展示所有的書籍的信息,iPad卻必須花時間:設想我們有足夠的空間的話,可以把圖書館所有的書的每一頁都撕下來攤開放在地上,所有信息展示的時間為零,而iPad只有一個屏幕,我們無法在一個時刻翻完所有的信息(假設屏幕幀率為100Hz,我們一秒最多翻100頁)。再例如,如果你喜歡電子讀物,只需要一個MP3和一個耳機,甚至連ipad的大屏幕都不需要,空間又減小了,但由于說話速度小于閱讀速度,展示完所有信息需要的時間卻又增加了。這里當然是把人接收書中信息的速度忽略不計了,因為有人會把音頻書加快3倍聽,而另一些人可能看文字書一目十行。
更接近信息本質的思考
在通信和計算機系統(tǒng)中,信息的傳遞和存儲都是需要編碼的,這些編碼的過程就是對信息進行表示和壓縮的過程。
莫爾斯碼也許是為人熟知的系統(tǒng),這種電碼和現代計算機系統(tǒng)類似,最小的通信單元也是兩種狀態(tài):長、短。長短電報音的各種組合就能表示各種各樣不同的信息。最早的電報是需要電報員的,他只能戴上耳機,處于緊張的接收狀態(tài)。設想如果我們是21世紀的操縱古老電報機的電報員,我們可能會想出各種辦法把這種音頻記錄通過模式識別之類的手段存儲起來,然后用Python寫一個解碼器就直接將翻譯過來了。我們不考慮翻譯過程的話,我們的“現代做法”便是用存儲空間換取了持續(xù)在線接收的時間,或者說這是一種帶不帶“緩沖區(qū)”的區(qū)別。
數據壓縮的概念也很常見,我們從網上下載的很多文件,格式都是rar或zip的,這時如果你想使用它,就必須用壓縮軟件解壓。而這個解壓速度,主要取決于你CPU的計算性能。很簡單的道理:解壓和壓縮雖然都需要消耗時間,但可以節(jié)省更多的空間。這就是信息在時間和空間的一種轉換。
信息的成本和價值
“時間就是金錢”。我認為,之所以人們經常那這句話提醒自己,肯定是因為通常金錢并不經常和時間有一個公認的“匯率”。也許空間就不一樣了,在北京的房子可能需要10萬一平米,其他有些地方的房子可能只要1千元一平米,大家都覺得很合理;一塊普通硬盤可能需要5毛錢1GB的成本,可能固態(tài)硬盤就要5塊錢1GB,大家也認為很合理,空間總有個價格。
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如果我假設,信息的產生、獲取或者存儲可以用存儲空間和計算時間來度量,同時計算時間和存儲空間之間又存在某種公認的價格(比如云計算–明碼標價的計算能力和存儲能力),那么也許時間就是真的可以用金錢來衡量了。而信息這種依賴時間和空間的產物,也便產生了其必然的價值。那么到了那個時候,時間就是金錢,金錢就是信息。
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最后要說明:
這篇博客并沒有投入很多時間深入思考,只是最近偶然冒出的一些想法。在我看來,人生的意義很大程度上在于了解自己和自己之外的東西,這些想法也許有用也許沒用,也許深奧也許通俗,但以我的角度,都是自己所學所見的一些積累所導致,所以對我來說都是值得記錄的。謝謝大家的關注。