吴楠:“信息”的物理主义解释

2017-11-22 11:00 来源:中国社会科学网-中国社会科学报 作者:吴楠

  【核心提示】在揭示信息于能量转换中的角色后,很快就有科学家将思想实验变成了实际的物理实验,证明了能量和信息之间可以相互转化。最终,在信息论诞生30多年后,人类知道了支撑宇宙的除了物质与能量外,还有信息这重要一环,而且三者间可以相互转化。

  “信息”一词在现代社会的使用极为广泛,特别是人类社会迈入21世纪以来,伴随着信息产业的蓬勃发展及人工智能、大数据等技术在各行业的大力推行,“信息”已经成为各项政府公告、各类新闻媒体以及大众口中的高频词汇。

  参与构建宇宙物理框架的信息

  “信息”一词虽广为传播,但人们对其理解多停留于“信息产业”或“信息技术”所反映的表象层面,即信息是用于传递意思的文字、语音、图像消息以及在通信系统中传输的电子信号。在很多人眼中,信息是由人类近代文明衍生的各类工具(如电话、电视机、计算机等)处理的一种虚拟对象。笔者咨询数十人对信息的理解,得到的回答大多如上所述。

  信息究竟是什么?它是客观实体还是人们思想或意识的载体?这些无论在哲学层面还是科学层面都非常根本性的问题,不仅关系到人们对信息的认识、理解和运用,更关系到信息对客观自然和人类意识的反作用。

  在漫长的文明探索旅途中,人们通过逻辑推理和科学实验等实践构建了宇宙的科学基础:组成宇宙的成分包括物质和能量。物质构建了宇宙中万物的质量与形态,能量构建了宇宙中物体质量的时空分布并表征了物体做功的能力。宇宙中的物质与能量可以相互转化,其总量保持守恒(一般认为初始总量源于宇宙大爆炸的瞬间)。著名的爱因斯坦质能方程(E=mc2)就揭示了上述转化的定量规律。

  然而,若仅将物质与能量视为构建宇宙的两大要素,有些非常简单的问题很难自圆其说。譬如,将细胡椒粉和细盐粒均匀混合制成椒盐,在这个过程中不涉及物质的变化,但是将上述两者混合均匀所消耗的能量与从均匀混合物中将两者分开所消耗的能量却有着天壤之别。这个区别源于何处?仅用物质和能量的理论很难解释这个区别。除却生活中的例子,大气科学中的气温、化学中的扩散、金属学中的相变等都存在着类似问题。人们逐渐意识到,可能还有一种东西参与构建宇宙的物理框架,那就是信息。

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(责任编辑:李秀伟)
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