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主题:【文摘】世界是一张全息图(《科学美国人》上一论文的中译) -- 衲子
即使采用同样的表示单位,两种熵值的量级还存在着巨大的差异。例如,带有1G数据的硅片的香农熵约为10*10个比特(1个字节等于8个比特),这比该芯片的热力学熵可小多了,后者在室温下的取值约为10*23比特。这种差异来源于两种熵在计算时所考虑的不同自由度。自由度指的是某一可变化的量,例如表示一个粒子位置或速度分量的座标。上述芯片的香农熵关心的只是蚀刻在硅晶上所有晶体管的状态。晶体管到底是开还是关;它要么为0,要么为1,是单一的二进制自由度。热力学熵则不同,它取决于每一个晶体管所包含的数十亿计的原子(以及围绕它们的电子)的状态。随着小型化工艺的发展,不久的将来我们就能用一个原子来存储一比特的信息,到那时,微芯片的香农熵将在量级上迫近其材料的热力学熵。当用同样的自由度计算这两种熵时,它们将是完全相同的。
为什么有巨大的差异呢?这里就取决于信息的定义了:信息是用来存储和传递的。比起系统本身可能地状态,系统的状态必须在信息保存和传递过程中保持对接收者可识别地稳定。如果这次读出是1,下次也得是1,系统可能的状态是一定大于系统可存储的状态的。
一个原子实际上能保存的远不止一个状态。
我怀疑的就在这里:香农熵和热力学熵的差异是由世界是个相对稳定的系统决定的,如果两者等价,世界就是量子热汤了。
也许是科普文章的原因,这里的推导是略过的,也是我为什么提问的原因。
另外,你所评论的
仅当AB的元素之间是相对独立的时候。如果元素之间有相互作用,以上结论并不成立。比如我们掌握了风暴形成机制中的所有物理关系,仍然无法预测天气一样,因为物理公式的初始条件无法精确测量。
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压缩 5 层
🙂8好意思插一句,关于"信息"的定义有好几种: DongGua 字1143 2006-09-27 17:05:30
🙂请看原文中对香浓理论的引述 1 电子狼 字1704 2006-09-27 17:37:13
🙂我觉得您可能还是没抓住要点 1 DongGua 字1614 2006-09-27 18:30:19
🙂请回顾一下主帖
😁呵呵,开始扣字眼了 1 衲子 字1021 2006-09-27 16:33:55
😄Long time no see 四月一日 字16 2006-09-27 14:18:45
😄Actually long time no say 1 电子狼 字109 2006-09-27 14:24:24
🙂互信息可是由接受方和发射方共同决定的。 1 电子狼 字1013 2006-09-27 01:14:56