新世界論

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情報のエントロピーとは

情報のエントロピーは、情報理論の概念の一つで、情報の乱雑さや予測可能性を表す指標です。具体的には、ある情報源が生成するメッセージやデータの中に含まれる情報の量を表します。

情報のエントロピーは、通常、シャノン・エントロピー(Shannon entropy)として知られています。シャノン・エントロピーは、ある事象が発生する確率分布に基づいて計算され、その事象の予測の難しさを表します。

例えば、2つのイベントAとBがあり、それぞれが起こる確率がP(A)とP(B)である場合、情報量H(A)とH(B)は次のように定義されます:

()=log2() ()=log2()

ここで、対数の底が2の場合、エントロピーの単位はビット(bit)となります。

エントロピーは、確率分布が一様である場合に最大となり、確率分布が不均一であるほど小さくなります。例えば、2つのイベントが完全に均等に起こる場合、エントロピーは最大であり、予測が困難です。一方、一方のイベントが他よりも確率的に支配的である場合、エントロピーは低くなり、予測が相対的に容易になります。

情報のエントロピーの概念は、通信理論や情報科学など、様々な分野で利用されます。また、エントロピーは情報の圧縮や暗号化などの技術にも関連があります。