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  • 1 # 語境思維

    資訊理論、系統論與控制論,是計算機科學與技術的三大理論基礎。

    如今,基於計算機的各種網路技術取得了實實在在的輝煌成就,並嫣然方興未艾。似乎,資訊的定義已然成熟。

    但是,由於涉及量子通訊與量子計算等重大的理論與實踐的困惑,重新界定資訊的科學定義依然在路上。——這就是本題的現實意義。

    哲學上的資訊定義

    哲學是研究方法論的。筆者認為,最先進的哲學,是以對立統一法則為核心的唯物辯證法。

    資訊是存在或物質的因而是有密度的。

    例如,月球反射的電磁波物質刺激大腦皮層反映出月光意識。

    資訊是人類賦予的定性符號與定量指標。

    例如,賦予地球的有:地球有球型結構的標誌資訊,地球旋轉速度的指標資訊。

    例如,商標是賦予商品的標誌資訊,商品引數表,是賦予商品功能的指標資訊。

    ①迴圈說:資訊是訊息、知識、情報。——幾個術語是近義詞,有迴圈論證之嫌。

    ②倒退說:資訊是事物及其屬性的表徵。——表徵或特徵,有縮小范疇之嫌。

    ④維納說:資訊是非物質亦非能量。——把物質與能量相提並論,有資訊非物質之嫌。

    ⑤狀態說:資訊是事物運動的狀態。——過於籠統,沒有揭示資訊發生的因果關係。

    ⑥被動說:資訊是被反映的物質屬性。——意味著不被人反映就不是資訊,有唯心論之嫌。

    ⑦主動說:資訊是事物屬性的反映。——過於籠統,沒有揭示資訊發生的因果關係。

    ⑨標記說:資訊是物質及其屬性的標識。——沒有揭示資訊是物質,有唯心論之嫌。

    ⑩性質說:資訊是物質的普遍屬性。——過於籠統,沒有揭示資訊是物質的本質特徵。

    數學上的資訊定義

    數學定義資訊,主要是以夏農為代表的純機率而否定物質性的表述。

    夏農說:資訊是不確定性(機率或機率)的減少。這個定義或因偏信海森堡不確定原理。

    維納說:資訊就是資訊,資訊既不是物質,也不是能量。這是一個否定資訊物質性的定義。

    竊以為,純機率的資訊定義,沒有把刺激性物質與資訊位元聯絡起來,至少缺乏可操作性。

    物理學上的資訊定義

    物理學基於科學實證主義研究動力學原理,是所有科學可靠可信可操作的基本依據。

    缺乏動力學原理的支撐,任何科學研究與技術創新都將一事無成。資訊的定義也是如此。

    W=Bkln2...(1)

    資訊的本質,是電子運動所激發的場效應,主要表現為電磁波訊號。

    方程(1)可改寫成:

    △Ek=½m₀△v²=Bkln2...(2)

    式中,m₀是電子的質量。由於資訊量(B)粒子的速度平方增量(△v²)成正比,而末速度>>初速度,即v²>>v₀²,不妨可忽略初速度平方值。即有:△v²≈v²。由此,方程(2)近似簡化為:

    Ek=½m₀v²=Bkln2...(3)

    根據光電效應原理,質量為m的大粒子或宏觀實體運動的資訊,可以最終歸結為核外電子激發的電磁波。有資訊傳播的一般方程:

    ½mv²=Bkln2...(4)

    方程(4)的意義是:根據資訊量(B)可求出對應的總電子質量(m)與電磁波參量(f,λ)。

    然後尤其,不妨可求光子或場介質的密度,再按湮滅方程設定,光子質量≡電子質量。光子半徑r=λ/2π,光子體積=4.2(λ/2π)³。

    估算100G磁碟被儲滿資訊的質量(m),設磁碟電子被加速偏轉速度v=0.01c。根據方程(4):

    m=2Bkln2/v²

    =2×10¹²×1.38×10⁻²³×0.693÷(3×10⁶)²

    =2.1×10⁻²⁴[kg]

    =2.3×10⁶m₀

    相當於有230萬個價電子在提供資訊功能。

    Stop here。物理新視野與您共商物理前沿與中英雙語有關的疑難問題。

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