熵:对不确定性建模

熵:对不确定性建模

  • 核心思想:熵是对不确定性或“惊喜”程度的数学度量,等于要确定结果所需提问“是/否”问题的期望数量。
  • 书里怎么解释的:低熵=确定性高(太阳从东方升起),高熵=完全随机(抛硬币)。熵不同于方差(方差只关注数值离散,熵关注概率分布)。最大熵原理指:在只知道部分约束时,应该选择最不确定(假设最少)的分布。
  • 书里的例子
    1. 最大熵分布:如果只知道取值范围,均匀分布熵最大;如果只知道均值(且值为正),指数分布熵最大;如果知道均值和方差,正态分布熵最大。因此,当我们建模时,如果对过程一无所知,优先假设这些分布是合理的。
    2. 区分结果类别:计算机科学家沃尔弗拉姆把世界分成四类——均衡(熵低)、周期(熵中等偏低)、随机(熵最大)、复杂性(熵中等偏高)。我们可以计算时间序列子序列的熵来判断它是哪种。比如城市生活我们希望有“复杂性”(中等熵),既不喜欢死气沉沉的均衡,也不喜欢完全不可预测的随机。

启示

  1. 生活需要“中等熵”,太高和太低都不好。书中引用亚历山大建筑学:城市要有适度的复杂性才有趣。你如果把每一天都安排得一模一样(低熵),会极度无聊;但如果让你的生活完全随机(高熵),天天不知道明天在哪,你会焦虑崩溃。要主动创造“有序中的随机”,比如每天固定时间工作,但每周尝试一家新餐馆、走一条新路。
  2. 当心把“复杂模式”误认为“随机”。书里说熵可以帮你区分均衡、周期、随机和复杂。生活中,很多看似毫无规律的事情(比如股票短期波动),熵值接近最大,说明它就是随机,不必强行找原因。而有些事情(比如心情、睡眠质量)熵值适中,说明有潜在模式,值得记录数据去分析。
  3. 在没有信息时,选择“最大熵”假设。书中说最大熵原则:不知道分布时,假设均匀或正态。普通人在做模糊决策时(比如不知道三个offer哪个更好),不要先入为主,要平等看待各选项,然后快速试错收集数据,而不是凭感觉押宝。

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