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一分子のヘリウム原子が100Kで,1リットルの密封容器中にあります.その原子の状態を記述しようとするとどれだけの情報量(単位はbyteもしくはbit)が必要になるのでしょうか.情報量算出の考えかたとともにお答えください.

●質問者: U-tan
●カテゴリ:科学・統計資料
✍キーワード:BIT byte ヘリウム リットル 分子
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 2/2件

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1 ● rafile
●0ポイント

情報を必要とする人が、必要な情報量だけ必要になる。

それが無い前提では、必要な情報量は無限大

◎質問者からの返答

あたりまえですね.(追記:無限大というのはよくわかりませんが)

ありがとうございます.

僕はたとえば原子の持つ単位時空あたりの自由度を考えて1秒なら1秒で何通り遷移過程が考えられるかというようなことを知りたいのです.


2 ● a2gi
●100ポイント

コメントにも書きましたが観測する方法(モデル化)こそが一番ネックになるのではないですか?

情報量自体を求めるのであればコメントの式で算出できると思います。

ついでなので静止画像、動画像の情報量を求めるときどのようになっているかを説明してみようと思います。

※コメントの書き方は標本化と量子化がごっちゃになってしまっています。

(圧縮とかの話はJPEG(ハフマン符号化等)とか調べてみると面白いですよ)

まず

[f:id:a2gi:20080224210541j:image]

の静止画像の情報量がどうなるのか計算してみます。(無圧縮)

この画像は解像度が341×450の画像です。つまり元々ある目に映るものを縦横341×450のマス目に切り分けて

認識させます。(標本化)

そして各マスに入っているRGBの値を何階調で表すかが量子化です。一般に静止画像を表現するときはRGBそれぞれの色が

8bit(256階調)ずつの24bitで表現します。

なのでこの静止画像の情報量は

341×450×3×8=3682800[bit]

になります。ここで質問に置き換えると解像度が0?10cmを何段階に分けるかがこれに当たり。

1マスの色の表現を1つの座標に入っている分子の数ということになります。

ここで今度は動画像ですが、動画像は静止画像をパラパラ漫画のように1秒間に何枚の静止画像を使うかだけです。

よって1秒間に必要な静止画像の枚数を掛けてあげれば動画像の情報量になります。

この1秒間に使う静止画像の数が質問だと1秒間に観測する回数に成ります。

ここまで説明しましたがデジタル化の話は音の方がわかりやすいかもしれません。

「音 デジタル化」で検索してみてください。

◎質問者からの返答

サンプリングの手法はかなり異なるのですが,考えかた自体参考になりました.ありがとうございます.

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