2022-05-08控制论中信息传递的通道容量和滤波问题

        耳机的按钮可以通过按压不同的次数实现开始/暂停，下一首，上一首，但是通常无法实现快进15s或1min的功能，这个例子可以看出信息传递的通道是有容量限制的。革命战争时期，情报部分费尽千辛万苦搭建起来一条情报传递的暗线，可能在一个月的特定的某一天才能有机会碰一次头，通过一种特殊的加密标记传递非常有限的信息。在这个例子中，可以看出影响通道容量的变量包括三类：1. 信息传递者传递的频率和效率（比如可靠程度）；2. 传递媒介的容量，或可能性空间；是口头传递，还是加密后的数字，或其它特殊的方式，不同的媒介所能传达的信息量显然迥异。3. 信息达到接受者的速度以及接受者的接受能力。给一个不懂密码的人的传递加密信息，则信息量为零。

        信息传递的通道容量不是越大越好，而是够用就好。现代标准化教育的一大弊病是吸收好的学生嫌量不够，消化差点的学生嫌太多撑得慌，这是信息传递通道容量的不合适导致的不平衡。科学研究中，不见得使用越精密的仪器越好，精密仪器可能带来过量的信息使得研究人员掉入信息的海洋里反而看不到核心要素。人在面临更多的选择时反而会带来更多的选择困扰，也是类似的道理。

        信息传递的通道越长，越可能参入多余的干扰，从而使得真实有用的信息混杂当中，无法辨认。从原始研究的论文，到研究者的书籍，再到畅销书作家的转述，再经过各种大V们读完畅销书后写出来的所谓“干货”文章，中间经过那么多重信息传递的通道，很有可能已经大大地偏离了原始研究所得之结论。所以，获得真相的方法，就是尽可能地去直接阅读第一手资料。

        在信息传递的过程中，往往伴随着大量干扰的渗入，它可以发生在传递通道的每一个环节：1. 发生在传递者身上叫做控制干扰；2. 发生于传递的媒介，称作自然干扰或噪音；3. 发生在接收信号的过程则称为主观干扰。为了最终获得真实的信息，就需要通过使用各种不同的滤波方法，将干扰信息和有用信息进行分离。设计并使用合适的滤波器，是控制论这门学科的极其重要的内容，同时也是人类认识世界的一个重要挑战，属于认知论当中一个极其重要的哲学命题。

        滤波是关乎去伪存真的研究，属于控制论当中的一个非常庞大的板块，内容丰富，是可以用专著进行深入探讨的对象。故而作者只是简单介绍了几种最常见的滤波手段。

用同一通道重复传递信息

比如，收银员点钞，多重复几遍。这种方法有其局限性，因为可能还是仅仅按照错误的方式重复了几遍已。这是人们很难觉察到自己的认知局限性的重要原因。

用不同的通道传递同一个信息，然后对比分析

比如，找不同的收银员点同一批钱，再用验钞机点。在科研中，是指通过不同的实验方法交叉验证同一结论。一个很好的案例是研究人员如何通过搜集各种不同的证据来论证“大陆漂移假说”。

阻抗滤波

通过各种工具，手段使得干扰无法通过通道，仅确保信号能通过的一系列方法。无线电通讯就是通过调频特定的频率范围实现过滤干扰的例子。还有信号传输领域里常用的高通滤波，低通滤波等等。

带上“情调”的滤波

说话时对于重要的信息通过重读便属此法。如果带上情绪信息，那么传递的通道更会极大地放大。想想那个让你讨厌的领导的冷峻的表情对你的心灵造成的威慑吧。

反馈滤波

我想到一个极佳的例子是大脑的选择性注意的功能。想想自己身处一个吵闹的聚会当中，各种声音汇入大脑，让你根本就不知道去听什么。在与朋友闲聊时，偶然听到不远处有人提到自己的名字，然后就会立即竖起耳朵，非常努力地去倾听别人关于自己的一切言论。以前听科大讯飞的人做作报告，提到这种选择性注意的功能是现在的人工智能无法超越人类大脑的一个重要方向。

        需要指出的是，针对有些复杂的情况，人们是有可能无法找到合适的滤波工具对信息进行过滤的。在那种时候，便只好依据有限的信息进行具有相当风险的预判和决策了。比如，战争中偶然截获的一条敌情，其时效性可能仅在转瞬之间，如何判断信息的真伪，也许就只能依仗指挥者的胆识和智慧了。