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“熵”定律在信息设计中的应用

时间:2022-03-06 08:27:12 浏览量:

“熵”的概念起源于大自然,是表示变化方向非常重要的物理量,一个系统的熵值描述了它所处状态的混沌程度:熵值越大,系统状态越混乱。如今熵定律已经远远超出热力学的范畴,在信息设计这一多种新兴学科交叉的领域里,它是一个描述设计对象的混乱程度的度量。本文引用熵定律,对信息设计中的信息图形创意、信息整理和信息降噪进行分析,并探讨了如何用熵减的设计观来指导信息设计,让信息设计达到更加高效的交流目的。

引言

“熵”是德国物理学家Rudolph Clausius创造的一个术语,当初是用来描述热力学问题。熵的新定义表示其不仅是具有热力的量,还是具有所有状态的量,解释了更多的物理现象,具有广泛的作用。美国数学家Claude Elwood Shannon(1948)将热力学的熵,引入到信息论,称之为“信息熵”。目前,许多领域正在实际运用信息熵,例如气象台的雨量监测、通讯工程的信息处理等。熵的概念同样适用于信息设计领域,从“熵”的角度出发,用一种更科学理性的方式来评估和研究信息设计与传播,使信息设计更具有理论

依据。

熵在信息设计中得概念

熵最早用于度量一个热力学系统的无序程度,用来表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度,Clausius认为,在一个封闭的系统里,能量的水准差异总是趋于零,能量分布越均匀,熵就越大。Boltzmann将熵定义为随机事件不确定程度的量度,而减少这种不确定性的东西,被称为负熵。而爱因斯坦又把熵定律誉之为科学界的首要定律。之后Shannon在信息论中所提到的信息熵,是用来衡量所运载的组织程度:负熵越大,系统的不确定性越小,一个信息出现的机率越大;负熵越小,系统的不确定程度越大,系统所运载的信息量就越小。

设计师李艳波曾提出了一个设计熵的概念,用于衡量评价设计的好坏。他所定义的设计熵,是一个描述设计对象混乱程度的度量,设计熵值越大,设计客体越混乱;反之设计熵值越小,设计客体越有秩序。信息设计是对信息清晰而有效地呈现,它的最终目的就是让人有效地接受信息。信息在设计与传播过程中如果产生的熵值越大,那么信息丢失的越多(产生的信噪越多),受众对信息的接受和反应也就越差。信息设计的熵涉及了信息组织、整理、受众体验等,遵循熵定律,在信息设计中做到熵减设计,将提高信息设计的效益和

水平。

如何在信息设计中做到熵减设计

1. 非封闭系统与信息图形创意

人类接受信息的第一步就是通过视觉刺激感知信息,获得注意力。获得注意力就是获得一种持久的财富。在新经济下,这种形式的财富使你在获取任何东西时都能处于优先的位置(Michael H.Goldhaber,1997)。注意力经济又被形象地称作“眼球经济”,是指实现注意力这种有限的主观资源与信息这种相对无限的客观资源的最佳配置的过程。图形是从视觉上感知信息最先接触到的部分,信息设计中的图形设计是信息的处理和变换,是复杂的思维意识和信息的高级活动,是负熵的输入。

假设信息图形设计是一个孤立的子系统,设计思想是这个子系统的能量,图形的有效解读是信息熵,熵的变化决定着系统中图形有效解读的变化和发展。Clausius认为,封闭系统中的热能只能自动从高温物体流向低温物体,最后使各处的温度趋于一致,系统熵达到极大值。如果信息图形设计这个子系统是封闭的,不接纳外界新信息,不创新,会导致熵增,信息量就会减少,最终导致系统的死寂。正如一个生命系统中,生物必须通过不断汲取有效能量来防止平衡状态的到来一样,这里的能量汲取,就是信息设计中需要吸收的负熵。因此在人类接受信息的第一步中,为了给予接受者视觉刺激以抓住其眼球,信息图形设计系统需要是一个开放的系统,与外界交换信息,吸收新的设计思想,也就为系统注入了负熵。只有这种负熵的吸收还未终止,那么系统就不会达到平衡状态,因为平衡很可能就会意味着,对信息接受者视觉刺激的无效。

2.系统混沌度与信息整理

Boltzmann认为,零乱状态的概率比整洁状态的概率高,换而言之就是出现零乱状态的可能性较大。这表示世上所有的事物都容易混淆,朝着零乱、不规则的方向变化。Boltzmann所定义的“熵”,是指出现这种零乱、不规则、混沌状态的概率,即出现这种混淆程度的概率有多大。事物越混淆、零乱、不规则,熵也就越大。如果没有外界的作用,事物也无法自动趋于井井有条的状态。打扫过房间的人都知道,东西不加整理,那么它们就会越来越乱。而要使物体重新归于秩序,那就又要进一步花费能量,而这种整理物体的行为,就是熵减。

当我们评估一个信息设计是否有效的时候,信息的序列及逻辑关系和信息的整理方式是其中最为核心的因素。所以在设计信息的时候首先应注意“清楚易懂的信息设计“的方法和标准。在信息设计中,发送信息者有许多想要传递的信息,然而接收者一点也不在意发送信息者的想法,因为日常生活中有太多事情和问题等着他们处理。人们们在内心设下栅栏,无意识地隔绝外界信息。所以,若不彻底整理想要传达的信息,思考出有条有理、技巧高明的传达方式,就无法攻破接受者内心的栅栏,潜入其中(Kashiwa Sato,2009)。

科技与艺术交融的造物形式上,基于信息的收集整理和筹划,以及有秩序布局的外观条件成为传达信息的关键。美学家阿恩海姆在《熵与艺术》中讲到:“秩序是人类心灵可以理解一切事物的必要件”。没有整理的信息就像没有抽屉的橱柜,相同的空间虽然储存量没有变,但是查找辨认度减弱很多,整理信息就是在给这个储存信息的大橱柜安装抽屉,甚至标上编码,方便受众以最短的时间获取需要的信息。信息设计可以通过整理规划,让受众产生舒适、愉悦、接受、信任的感受。

整理信息的关系,设定优先排序,理清因果关系,找出本质。面对复杂的信息内容时,为了帮助人们了解信息内容内部之间的关系,或者快速获得必要的信息,就要设定信息的优先。比如表现信息类别的差异:色彩、文字、高度等变化;重要度的差异:重要信息在远处就能看到。理清信息因果关系,逻辑联系,便是降低信息混乱程度,减少信息熵值。

3. 信息降噪

大多数情况下,信息设计是将复杂的数据转换成二维视觉呈现,旨在交流、记录和保存知识。信息设计负责将完整的事实及其相互关系变得易于理解,目的在于创建信息的透明度并剔除其不确定性(Gerlinde Schuller,2007)。所谓信息革命引起的能量增加已在社会能流渠道里制造了大量混乱现象,还要转移更多的能量以支付信息传播组织和机械的与日俱增的费用。Jeremy Bifkin和Ted Howard 在他们所著的《熵:一种新的世界观》中指出,得到的信息越多,就越难做到消息灵通,作出决策成为难事,甚至使使接受者更加糊涂。心理学家称这种状况为“信息超载”,这个巧妙的临床术语背后就是“熵定律”。发出的信息越多,受众可吸收、保留和利用的信息就越少。所有人每天都在工作中、学校里、家里和社会上感受到了信息超载的影响。人类神经系统和大脑一次只接受和使用一定数量的信息。如面前信息太多,受众便滤去部分信息,或者干脆拒绝全部信息(Jeremy Bifkin with Ted Howard,1981)。如果信息夹杂着各种各样的噪音向受众扑来,受众便要感到焦虑不安。

信息论的创始人Shannon认为,一个开放的系统,获取信息就等于吸取了负熵。根据香农公式C=Wlog2(1+S/N),信息设计中信息的送达率C与发送广度W成正比,与信噪比S/N(Signal/Noise)相关。信噪比是指本发送信息设计所含信息与其他设计所含信息送达到受众的到达率之比。在目前信息爆炸的背景下,信息噪声量极大,受众在接收信息时,需要有利于他们进行信息处理的客观条件。信息引起受众关注的有效途径是提高信噪比S/N。而提高S/N,可以提高该信息本身的信息量,或者抑制其他无关的信息量,就是信息降噪,给信息设计做熵减的一个过程。如果收到外界的干扰、刺激,或者接触时间受到限制,则不利于这一信息处理的心理过程。提高信噪比S/N,剔除无效信息和信息沟通过程中的不确定因素,是提高信息传递有效性的途径之一。例如在信息设计中,过于纷繁杂乱的色彩画面往往会有着极高的信息噪声量,其信息熵也就会很大。如果不加以降噪,对其进行取舍整合,则会失去色彩的特性,走向它的反面,其信息的表现力度也会被削弱。达意之色,往往删繁就简,信息熵值低,信息传播的有效率就高。

在信息设计的文字方面,同样需要言简意赅。文字是信息的载体,越多的文字所包含的信息量往往也就越多。但是在这个高速发展的信息时代,发送信息者有太多想要传递的信息,然而接收者一点也不在意发送信息者的想法,因为日常生活中有太多事情和问题等着他们处理(Kashiwa Sato,2009)。过多的文字反而使信息噪声高,从而产生高信息熵,使受众的信息接受率低下,甚至让受众在内心设下栅栏,有意识地隔绝发送者原本所要传达的信息。

在信息设计的板式上面,想要信息降噪就要遵循“最小努力原则”(Thomas Mann,1949)。大部分信息搜索者会倾向于使用简单、易用、熟知和舒适的方式来获取信息。按照Thomas Mann的理论,对信息搜索者来说,搜索过程的简便性比他们找到结果的质量更加重要。繁琐、主次不分、填鸭式的信息版面设计,直接产生大量的信息噪声,导致信息高熵,也就降低了信息的接受效率。因此在信息版面的设计中的降噪,就要做到版面的简洁、流畅,对受众能力、所选工具、对技术的熟悉度、与媒介的可及度有所预见(Jenn,Ken Visocky O’Grady,2009),帮助设计师设计出合适的信息结构版面,以建立低熵高效的信息交流。

总结:熵,一种新的设计观

用熵的概念来概括设计观,好的设计是低熵、有序、以人为本的。尽管所有的设计都在强调以人为本,但信息设计尤其注重特定知识集合的精确呈现,以及最终受众如何得以理解其内容的特殊需求(Jenn,Ken Visocky O’Grady,2009)。

信息技术的发展让全球的人们可以共享信息,如今的设计师需要把各种信息概念传递给全世界的人们,即使人们使用不同的语言、拥有不用的文化和审美观念。信息技术也让全球范围内的信息储存量成倍增长,而科技的发展让信息传播的媒介越来越丰富。人们每天花在接受、处理信息上的时间越来越多,任务相较于以前也要复杂的多,熵值正在不断增加。Jeremy Bifkin和Ted Howard 在《熵:一种新的世界观》中提到:“我们每天都发觉世界比前一天更加杂乱无章。似乎一切都不再起作用了。世界已经不可收拾,我们总是在修修补补。”信息量的爆炸已经产生越来越多的熵,那么设计师就需要用一种低熵的设计观来处理好这些信息。正如Bifkin所言:“人类在这个地球上的一举一动都直接影响到熵的过程的缓急。我们可以通过对自身生活与行为方式的选择,决定世界上有效能量的耗散速度。”

以低熵的设计观指导信息设计,不仅能让复杂的信息更容易理解和使用,还能够敦促设计师不断创新,为设计出更好的生存方式、向负熵社会推进而不断努力。低熵的设计观能更加合理地分配和利用社会资源,降低信息处理过程中所排放的高熵物质总量,是设计在社会价值中的体现。

本文系浙江理工大学2012年综合改革试点专业建设项目《广告学》(zhgg201205)

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