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數(shù)學(xué)心

第五百零三章 藝術(shù)復(fù)雜性的計(jì)算(概率與統(tǒng)計(jì))

數(shù)學(xué)心 蔡澤禹 208 2021-03-29 08:18:46

  對(duì)柯?tīng)柲缏宸騺?lái)說(shuō),音樂(lè)和文學(xué)也非常重要,他相信自己可以從概率的視角去洞察人類(lèi)心靈的運(yùn)作方式。他也是一個(gè)文化精英主義者,認(rèn)為藝術(shù)的價(jià)值是分三六九等的。最頂尖的就是歌德、普希金和托馬斯·曼的著作,還有巴赫、維瓦爾第、莫扎特和貝多芬的音樂(lè)作品——這些作品的永恒的價(jià)值類(lèi)似于永恒的數(shù)學(xué)真理???tīng)柲缏宸驈?qiáng)調(diào),每一件真正的藝術(shù)作品都是獨(dú)一無(wú)二的,是所謂“不可能”的事物,是超脫統(tǒng)計(jì)規(guī)律以外的事物。他在1965年的一篇文章中諷刺地問(wèn)道,“有沒(méi)有可能把‘托爾斯泰的《戰(zhàn)爭(zhēng)與和平》’以一種合理的方式納入‘所有可能的小說(shuō)’集合中,并進(jìn)一步假定這一集合中存在某種特定的概率分布?”

  同時(shí),柯?tīng)柲缏宸蛞部释苷业浇饷芩囆g(shù)創(chuàng)作本質(zhì)的鑰匙。1960年,柯?tīng)柲缏宸驗(yàn)橐唤M研究人員配備了機(jī)電計(jì)算器,指派他們計(jì)算俄羅斯詩(shī)歌的節(jié)奏結(jié)構(gòu)。柯?tīng)柲缏宸驅(qū)?shí)際韻律與古典韻律的偏差特別感興趣。在傳統(tǒng)詩(shī)學(xué)中,抑揚(yáng)格是由一個(gè)非重讀音節(jié)跟著一個(gè)重讀音節(jié)組成的。但在實(shí)際的創(chuàng)作中,這條規(guī)則卻很少被遵守。普希金的《葉甫蓋尼·奧涅金》是俄語(yǔ)中最著名的古典抑揚(yáng)格詩(shī),全詩(shī)的5300行中,幾乎有四分之三的詩(shī)句違反了抑揚(yáng)格定義,超過(guò)五分之一的音節(jié)都非重讀音節(jié)???tīng)柲缌_夫認(rèn)為,重音偏離古典韻律定義的頻率為詩(shī)人提供了一個(gè)客觀的“統(tǒng)計(jì)畫(huà)像”。在他看來(lái),一種不太可能出現(xiàn)的重音模式恰好反映了藝術(shù)的創(chuàng)造性和表現(xiàn)力。通過(guò)對(duì)普希金、帕斯捷爾納克和其他俄國(guó)詩(shī)人作品的研究,柯?tīng)柲缏宸蛘J(rèn)為,詩(shī)人對(duì)韻律格式的獨(dú)特運(yùn)用,奠定了自己作品的“調(diào)性”。

  為了衡量文本的藝術(shù)價(jià)值,柯?tīng)柲缏宸蜻€采用了字母猜測(cè)法來(lái)估算自然語(yǔ)言的熵(entropy)。在信息論中,熵是對(duì)不確定性或不可預(yù)測(cè)性的度量。對(duì)于信息而言,一份信息的不可預(yù)測(cè)性越大,它所攜帶的信息量就越多。在柯?tīng)柲缏宸蜓壑?,熵成為了一種評(píng)價(jià)藝術(shù)獨(dú)創(chuàng)性的指標(biāo)。他的研究小組進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn):給志愿者們展示一段俄羅斯散文或詩(shī)歌,并讓他們猜下一個(gè)字母,再猜一個(gè),以此類(lèi)推???tīng)柲缏宸蛩较抡f(shuō)過(guò),從信息論的觀點(diǎn)來(lái)看,蘇聯(lián)報(bào)紙的信息量不如詩(shī)歌。因?yàn)檎卧捳Z(yǔ)會(huì)使用大量的固定短語(yǔ),內(nèi)容更容易預(yù)測(cè)。而對(duì)于詩(shī)歌來(lái)說(shuō),盡管存在嚴(yán)格的格律要求,但那些偉大詩(shī)人的作品卻難以預(yù)測(cè)。他認(rèn)為這就是詩(shī)人的獨(dú)特標(biāo)志,也是藝術(shù)上的不可能,但概率論有助于衡量藝術(shù)的價(jià)值。

  雖然將《戰(zhàn)爭(zhēng)與和平》這樣的小說(shuō)置于一個(gè)概率樣本空間的想法遭到了柯?tīng)柲缏宸虻拿镆?,他卻可以通過(guò)計(jì)算《戰(zhàn)爭(zhēng)與和平》的復(fù)雜性來(lái)表達(dá)其不可預(yù)測(cè)性。柯?tīng)柲缏宸蚣僭O(shè),復(fù)雜性是一個(gè)對(duì)象的最短描述長(zhǎng)度,或者是生成一個(gè)對(duì)象的算法的長(zhǎng)度。確定性的對(duì)象的描述是簡(jiǎn)單的。比如,它可以通過(guò)一個(gè)周期性的0和1組成的序列產(chǎn)生。但不確定的、真正隨機(jī)的對(duì)象則是復(fù)雜的,任何生成算法的長(zhǎng)度都必須和對(duì)象本身一樣長(zhǎng)。比如,無(wú)理數(shù),小數(shù)點(diǎn)以后的數(shù)字沒(méi)有規(guī)律可循(循環(huán)小數(shù)可用一個(gè)簡(jiǎn)潔的分?jǐn)?shù)來(lái)表示)。因此,大多數(shù)無(wú)理數(shù)都屬于復(fù)雜對(duì)象,因?yàn)橐枋鏊鼈兙椭荒茉瓨釉賹?xiě)一遍。這種對(duì)復(fù)雜性的理解是符合直覺(jué)的,即沒(méi)有任何辦法去預(yù)測(cè)、描述一個(gè)隨機(jī)對(duì)象。今日,這一觀點(diǎn)對(duì)于衡量一個(gè)物體所需的計(jì)算資源非常重要,在網(wǎng)絡(luò)路由、排序算法和數(shù)據(jù)壓縮都有所應(yīng)用。

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