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信息为什么可以被重组
2016-01-21 01:36:08
 

科普:《增长的本质》作者:(美)伊戈尔达出版:中信出版社

  由于建立在一个非常有限的假设上,普里高津的理论并不能立刻被应用在极其非平衡的系统中,尤其当那个系统还可在多个稳恒态中进行选择时。事实上,虽然真相还没有盖棺论定,但很多人认为极其非平衡的系统会选择最大化熵产生的稳恒态。

  不过,这个最大化熵产生原理与普里高津的最小化熵产生原理并不矛盾,因为在稳恒态下最大化熵产生仍会比瞬态下带来更小的熵的产生。尽管如此,既然我们的目标并不是探究非平衡系统统计物理的复杂性,而是解释信息的来源,我们则完全不必被以上这段话冲昏头脑。

  所以,我们暂且不谈极其非平衡系统有什么是能控制的,而是来做一个结论:这种势能,无论是最小化还是最大化熵产生,还是在统计过程中的不可逆性,都可被体现在自发形成的系统状态中,而这种状态内在相互关联紧密、比瞬态耗散少,并且生产能够促发生命起源的物理秩序。

  普里高津和格雷瓜尔·尼科里斯曾在1971年发表的一篇讨论非平衡系统与生命的联系的杰出论文里注解道:“一般而言,在热力学平衡周围的系统结构非常容易受到破坏,而很少在热力平衡系统本身上发生;相反,……新的结构很可能在其系统中生成,在新的结构中,不适用于稳恒态的某些特殊的非线性动力学定理同样维持着这些新结构的基础热力学表现。”

  统计物理系统生成信息并在非平衡的条件下持有这些信息,但是这些系统本身具有的流动性使人们很难看出这些系统是如何长时间保持那些信息的:浴缸中的漩涡很快就会消失,而香烟烟圈那种浪荡的美感也会随着其扩散至朦胧烟雾之中而慢慢消散。

  非平衡系统的统计学性质可以帮助我们了解信息不受人类摆布的起源,但并不能帮我们探究信息的耐久性。然而,正是信息的耐久性让信息可以被重组、可以发展出生命与经济。所以,信息的耐久性与其来源一样重要——因为如果没有耐久性,信息就无法重组来产生更多的信息,而这些重组又恰恰是我们所需要的。然而,那些用来解释信息起源的定律并不能够确保信息经得起时间的消磨,所以,还有些我们至今尚未提到的关键之处。

  埃尔温·薛定谔,1933年诺贝尔物理学奖获得者,在其1944年出版的书《生命是什么》中写道,我们不能试图通过单纯研究示例中的流体系统来了解物体中所体现的信息的耐久性。

  烟雾、水漩、墨水滴和气体都是流体,它们的瞬息性都源于流动性——所以,信息具有黏性并可以被重组的第二个原因,是信息可以被固体所体现和携带。再回头考虑浴缸漩涡那个例子,这次假设你拥有一个让你稍稍动动手腕就可以使浴缸与漩涡结冰的魔杖;再想象我们拿出一个冰锥把漩涡从大冰块里面凿出来,此时,你手中拿着的就是一个小信息量子。只要你不解冻这个漩涡,在那个“信息丰富”稳恒态中的一部分信息就会持续存在。(十五)


编辑:小微

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来源 | 北京晨报

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