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tingyy銅蟲 (小有名氣)
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[交流]
描述物理過程需要的信息量 已有6人參與
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要描述一個物理過程，需要多少比特的信息呢？ 比如,要描述一克質(zhì)量的物體勻速運(yùn)動一厘米是非常簡單的物理問題。那么這個描述需要的信息量是多少比特？能夠計算出來嗎？ 如果要描述一個電子體運(yùn)動一厘米需要的信息量是是更大，還是更��？ 獲得信息是需要消耗能量。根據(jù)信息論：信息來源于系統(tǒng)相應(yīng)熵的變化。 有N個等概狀態(tài)的物理系統(tǒng)中，. 輸入能量Q，對應(yīng)墑變化為 其中 K=1.3806505×10-23J/K 焦耳/開度（T）.粒 假定該系統(tǒng)僅有兩種等概狀態(tài)，N=2，其平均信息量為 根據(jù)信息的上述定義。要描述一個物理過程，需要的信息量，應(yīng)該取決于該物理過程可能的狀態(tài)數(shù)和相應(yīng)的概率。 物理過程可能的狀態(tài)數(shù)和相應(yīng)的概率，可能就涉及到量子論的觀念。其實(shí)任何物質(zhì)都具體量子特性，但是只有質(zhì)量非常小的粒子才在我們進(jìn)行物理描述的時候表現(xiàn)出來。而對于大質(zhì)量的物體就看不出來。其原因可能就來源于我們在觀察物理過程時，能夠確定的該物理過程可能的狀態(tài)數(shù)和相應(yīng)的概率。 設(shè)想一下如果我們對質(zhì)量為1克的物體進(jìn)行觀察時，如果要求精度達(dá)到10-16數(shù)量級以上，那么是不是量子特性會表現(xiàn)出來。物理過程可能的狀態(tài)數(shù)和相應(yīng)的概率的確定就非常困難，可能數(shù)量巨大。也就是需要的信息量巨大，消耗的能量也將會是巨大的。 現(xiàn)有的物理定理是在有限信息量的基礎(chǔ)上來描述實(shí)際物理過程的。而無限精度，無限適用的物理描述，需要無窮大的信息量，這需要消耗無窮大的能量，所以是不可能實(shí)現(xiàn)的。 所有的物理定理，包括相對論、量子物理、弦論等都是實(shí)際世界的近似描述。只是在一定的精度范圍內(nèi)是比較正確的，超過這個范圍可能就不適用了。但是，這些一定范圍內(nèi)正確的物理定理，對于我們平常的利用自然的物質(zhì)和能量是足夠的了。所以它們得到廣泛的承認(rèn)和應(yīng)用。 [ Last edited by tingyy on 2013-3-27 at 11:59 ] |
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