Нат (одиниця вимірювання)

Основні одиниці вимірювання інформації
біт (двійкова) нат (основа e) гартлі (десяткова) кубіт (квантова)

Натура́льна одини́ця інформа́ції (символ нат, англ. natural unit of information, nat), іноді також ніт або непіт (англ. nit, nepit), — це одиниця інформації або ентропії на основі натуральних логарифмів та степенів е, радше ніж степенів 2 та логарифмів за основою 2, які визначають біт. Ця одиниця також відома під своїм символом, нат. Для інформаційної ентропії нат є природною одиницею. Фізичні системи природних одиниць, які нормалізують сталу Больцмана в 1, фактично вимірюють термодинамічну ентропію в натах.

Коли ентропію Шеннона записано із застосуванням натурального логарифма,

$H=-\sum _{i}p_{i}\ln p_{i}\!\,$

то вона неявно дає вимірюване число в натах.

Один нат дорівнює 1ln 2 шеннонів (або біт) ≈ 1.44 Ш або, що рівнозначно, 1ln 10 гартлі ≈ 0.434 Гарт. Коефіцієнти 1.44 та 0.434 випливають з відношень

$\left(2^{x}=e^{1}\Rightarrow x={\tfrac {1}{\ln 2}}\right)$ і

$\left(10^{x}=e^{1}\Rightarrow x={\tfrac {1}{\ln 10}}\right)$.

Один нат є кількістю інформації такої події, ймовірністю трапляння якої є 1/е.

Історія

Алан Тюрінг використовував натуральний бан. Бултон і Воллес у зв'язку з мінімальною довжиною повідомлення використовували термін ніт, який спільнотою мінімальної довжини опису було згодом змінено на нат, щоби  уникнути плутанини з одиницею ніт, яка використовувалася як одиниця яскравості.

Література

• Reza, Fazlollah M. (1994). An Introduction to Information Theory. New York: Dover. ISBN 0-486-68210-2. (англ.)