电报采用二进制编码的核心原因在于信息熵最小化,即用最少的符号表示最多的信息。以下是具体分析:
符号数量与信息量的平衡
电报使用“点”(1)和“划”(0)两种符号,相比多符号编码(如字母表),能以更少的符号表示更丰富的信息。例如,英文26个字母若用多符号编码,符号数量会显著增加,而二进制仅需2个符号即可完成编码。
信息熵理论支撑
信息熵是衡量信息量的指标,二进制通过最简符号组合(0和1)实现了信息熵的最小化。在给定信息量的情况下,符号数量越少,信息熵越低,编码效率越高。
历史演进与技术可行性
电报作为早期通信技术,受限于传输介质和设备(如点灯、敲击等),采用二进制(点划组合)更易于实现物理信号的区分与传输。例如,点信号(短促光亮)和划信号(持续光亮)在视觉和传输稳定性上具有优势。
运算与编码的简化
尽管早期电报未严格定义运算规则,但二进制编码本身已具备基础逻辑结构。后续发展通过定义运算(如逻辑门、算术运算)进一步提升了其实用性,而编码层面始终以最简形式(0和1)为基础。
综上,电报采用二进制是信息论、技术实现与历史发展的综合结果,其核心优势在于高效的信息压缩与传输稳定性。