夸克与美洲豹 · 第三十六节
《夸克与美洲豹》第三十六节
本节讨论热力学第二定律与信息的关系。人把散乱的分币分类会使分币的熵减小,但这不违反第二定律,因为分类者及其环境的总熵在增加。
本节讨论热力学第二定律与信息的关系。人把散乱的分币分类会使分币的熵减小,但这不违反第二定律,因为分类者及其环境的总熵在增加。麦克斯韦提出一个假想的“妖”:在隔开冷热气体的绝热隔板上守着活门,只放行热气体中最慢和冷气体中最快的分子,使热气体更热、冷气体更冷,看似让热从冷流向热,违背了第二定律。
要解释这一点,须把小妖计入系统。西拉德、香农、布里渊等人建立起熵与信息的关系,兰道尔和贝纳特进一步证明:擦除记录会使熵增加,足以补偿系统熵的减少,第二定律因此恢复;若把算法信息量(AIC)计入修正的熵定义,第二定律任何时候都不被违背。擦除铅笔字迹时橡皮碎末散落,熵大增;原则上碎末中的信息仍可复原,如1979年德黑兰美国大使馆被占领者拼合了撕碎的保密文件。由此引出结论:熵和有序与否取决于粗粒化的程度,若考虑全部微观细节,熵并不增加;量子力学的准经典领域提供了粗粒化的最小值。最后指出,热力学、辐射、记录形成乃至心理学的时间之箭,都源于宇宙简单的初始条件。