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tingyy

铜虫 (小有名气)

[交流] 描述物理过程需要的信息量 已有6人参与

要描述一个物理过程，需要多少比特的信息呢？
   比如,要描述一克质量的物体匀速运动一厘米是非常简单的物理问题。那么这个描述需要的信息量是多少比特？能够计算出来吗？
   如果要描述一个电子体运动一厘米需要的信息量是是更大，还是更小？
   获得信息是需要消耗能量。根据信息论：信息来源于系统相应熵的变化。
   有N个等概状态的物理系统中，. 输入能量Q，对应墒变化为
                    
其中  K=1.3806505×10-23J/K   焦耳/开度（T）.粒
   假定该系统仅有两种等概状态，N=2，其平均信息量为 ，该系统相应熵变化为为 。获得一比特信息相应耗能为10-16尔格/°K。
   根据信息的上述定义。要描述一个物理过程，需要的信息量，应该取决于该物理过程可能的状态数和相应的概率。
   物理过程可能的状态数和相应的概率，可能就涉及到量子论的观念。其实任何物质都具体量子特性，但是只有质量非常小的粒子才在我们进行物理描述的时候表现出来。而对于大质量的物体就看不出来。其原因可能就来源于我们在观察物理过程时，能够确定的该物理过程可能的状态数和相应的概率。
   设想一下如果我们对质量为1克的物体进行观察时，如果要求精度达到10-16数量级以上，那么是不是量子特性会表现出来。物理过程可能的状态数和相应的概率的确定就非常困难，可能数量巨大。也就是需要的信息量巨大，消耗的能量也将会是巨大的。
   现有的物理定理是在有限信息量的基础上来描述实际物理过程的。而无限精度，无限适用的物理描述，需要无穷大的信息量，这需要消耗无穷大的能量，所以是不可能实现的。
   所有的物理定理，包括相对论、量子物理、弦论等都是实际世界的近似描述。只是在一定的精度范围内是比较正确的，超过这个范围可能就不适用了。但是，这些一定范围内正确的物理定理，对于我们平常的利用自然的物质和能量是足够的了。所以它们得到广泛的承认和应用。

[ Last edited by tingyy on 2013-3-27 at 11:59 ]
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1楼 2013-03-27 11:51:13
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tingyy

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
7楼: Originally posted by 霁雪 at 2013-03-28 02:41:06
楼主几个帖的意思都是，
信息是无限的，所以完全了解世界是不可能的。
已知的所有信息，毫无疑问地都是正确的。
我们只要靠收集更多的信息就能雾里看花，更好的描绘世界了，

科学已经不需要实验和观察了，只 ...

如果没有准确的信息，在很多情况下（一般是非经典问题）越来越快的计算机和越来越复杂的模拟程序可能离真相越来越远。
当然目前的计算机模拟程序可以描述一些经典的理论已经比较好的解决了的问题。但是在很多需要研究的领域，也就是经典理论还不能很好地描述的问题，如纳米领域、超导、分子生物等领域的问题可能还需要进一步收集实际信息（数据是一种数字化的信息）来解决问题。
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8楼2013-03-28 08:55:40
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fdyong123

铜虫 (正式写手)
★
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这是要干什么呢，完全不知道要干什么
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2楼2013-03-27 13:53:58
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tingyy

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by fdyong123 at 2013-03-27 13:53:58
这是要干什么呢，完全不知道要干什么

你学习的物理规律能够“完全描述”一个物理过程吗？
在通过物理实验收集数据（信息）来描述一个过程中，你考虑了信息量的问题吗？
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kejia
3楼2013-03-27 15:20:17
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fdyong123

铜虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
3楼: Originally posted by tingyy at 2013-03-27 15:20:17
你学习的物理规律能够“完全描述”一个物理过程吗？
在通过物理实验收集数据（信息）来描述一个过程中，你考虑了信息量的问题吗？...

1. 引号里的完全描述是什么意思，公式最简洁，和你说的完全描述有什么关系？
2. 你所说的信息量是指数据本身么，还是实验过程等也算进去，为什么要考虑信息量？要做成光盘么，对不起，我不懂，不要笑话我啊。
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4楼2013-03-27 16:08:01
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