复杂程度计算100例(1-12)

2003,11公布于熵信息复杂性网站


说明:

在《组成论》中,给出了计算复杂程度的公式。这里逐步给出很多个不同场合计算复杂程度的例子。复杂程度联系着信息熵、热力学熵,关于它们的例子也在其中。

我们把研究(面对)的客观事物看作是一个广义集合,即明确了该事物由多少个个体组成,以及具有不同特点的个体个有多少。由此进而计算这个物质系统的复杂程度。

例如,一个系统如果有N 个个体组成,它们有 k 种不同的特征,其中具有红色特征的个体数量为n1...见表

个体数量 n1 n2 n2 ... nk
该组个体的特征(如颜色,也可以是其他) 绿  

那么这个系统(广义集合)的复杂程度C就可以用下面的公式计算出来。

C=-(n1logn1/N+n2logn2/N+...+nklognk/N)     --书中公式(7.5)

这里 N =n1+n2+...+nk

如一枚硬币有两个面,N=2,正面和反面的特征是不同的,所以n1=1,n2=1,于是C=-[log(1/2)+log(1/2)]=2log2

如果对数以2为底,得到的复杂程度的值就以比特为单位。即复杂程度为2比特。

关于复杂程度的更多的说明请参考组成论一书(本网站的讲座)。

复杂程度概念可以应用于非常不同的领域。后面提出很多计算复杂程度的例子,就是启发大家把它用到各个领域中去。有的例子还隐含了复杂程度高的事件容易出现的道理,这体现着最复杂原理。

这些例子的复杂程度的具体数值我们没有给出,欢迎有有人提供答案。

例001:

把一枚硬币看作是由地位相同但是外观不同的两面组成的,问一枚硬币的复杂程度是多少。

例002:

两枚硬币,10枚硬币的复杂程度是多少?

例003:

一个骰子有6面,每面的大小相同多少点数不同。求骰子的复杂程度。

例004:

全班有12位女生,18位男生,求该班学生性别的复杂程度。

例005:

全班有10位学生矮个,10位中等身材,10位高个,求同学身高的复杂程度。

例006:

全村有贫苦户80 户,中等人家18户,财主2户,求全村家庭经济状况的复杂程度。

例007:

计算10个颜色不同的球的复杂程度,如果它们都染为黑色,其复杂程度有什么变化?

例008:

N个个体组成的一个集体的复杂程度的最大值和最小值 分别是多少,它们是在什么情况下达到最大、最小的?

例009:

只有2层楼的旅馆有3位客人入住。计算㈠都住1楼、㈡都住2楼、㈢2人住1楼1人住2楼、㈣2人住2楼,1人住1楼这4种情况的复杂程度。

例010:

在009问题中计算“两个人住一层楼,另外一人住另外一层”对应的复杂程度,问实现这种状态的办法有几种,用“表”体现之。

例011:

在009问题中实现大家都住同一层楼的办法有几种,用“表”体现之。实现这种状态的复杂程度都是多少?

例012

如果实现那一种入住状态的可能性都是同样的大(没有那个应当更大或者小)。那么对比例010和例011,是复杂程度大的入住状态容易出现,还是复杂程度小的容易出现?