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能量, 信息, 物质 三者是什么关系?

物质和能量是一回事(或者也说物质是能量的一种特殊形式),信息是能量的状态和属性。就像诸葛亮和孔明是一个人,身长八尺是他的属性。不同形式的能量可以相互转化:比如自由落体可将势能转化为动能,核聚变可将核能 ......

物质和能量是一回事(或者也说物质是能量的一种特殊形式),信息是能量的状态和属性。

就像诸葛亮和孔明是一个人,身长八尺是他的属性。

不同形式的能量可以相互转化:比如自由落体可将势能转化为动能,核聚变可将核能转化为内能。

信息必须以能量为载体,就像身长八尺必须得有个东西才能身长八尺。

信息论中信息的擦除需要“能量”,但这个“能量”指的是“自由能”,本质是“熵”(事实上我们日常中谈到的能量都是指自由能,与守恒的能量不同,自由能可以消耗,消耗自由能时能量守恒,熵增加)。亦即擦除信息伴随着能量转换和熵增,而不是擦除信息会让能量消灭变得不守恒。

“信息热机”同理。它虽然是输入信息做功的装置,但它不是将信息转化为“能量”,而是将信息转化为“自由能”(输入负熵使装置熵减,自由能增)做功。这种装置也无法违反热力学第一和第二定律,凭空创造能量。

虽然也有信息就是负熵的说法,但我并不完全支持,因为用“负熵”这个词来替换“信息”会使信息有所损失。举例来说,我给了你一张编号为XXX的百元大钞,和我给了你一百块钱,两者并不完全相等。

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