宇宙模拟论:我们的世界是虚拟的,沃普森的质能信息等价原理
梅尔文-沃普森提出了一个突破性的理论,信息动力学第二定律为这一假设提供关键证据。沃普森认为,宇宙中的信息表现类似于热力学中的熵,暗示着潜在的数字处理过程。模拟假说的基础宇宙模拟假说由哲学家尼克-波斯特洛姆于2003年提出,且认为,以下命题中至少有一个是真的:人类文明达到后人类阶段的比例接近于零。后...
物质、生命和演化的统一科学:超越牛顿第三定律
这样,容器的一侧温度会升高,另一侧温度会降低,从而可以利用温差做功,这似乎违反了热力学第二定律,因为熵似乎减少了。后续的研究表明,麦克斯韦妖并不违反热力学第二定律。信息的处理,包括信息的擦除,需要消耗能量,这会导致系统的熵增加,从而不违反热力学第二定律。参看《麦克斯韦妖文章》。***bodyforcesandsurfac...
从热力学第二定律到第四定律:关于物理、生命、信息、认知的大统一...
第二定律也表达了一种对称性,但它表达的对称性同时也支配着第一定律。因此,许多人,例如爱丁顿[9],将其称为“自然界的最高定律”。(a)第一定律及万物的统一对于第一定律,关键在于对机械能和热量之间的等价性的发现、观测以及随后的证明[4]。在此之前,热量被认为是一个单独的守恒量(“热质”),正是对这种...
周光召25年前的科协演讲:历史的启迪和重大科学发现产生的条件
18和19世纪,英国人焦尔和德国人赫尔姆斯创立了能量守恒的热力学第一定律,法国人卡诺发现了热力学第二定律;英国人道尔顿提出了原子论,俄罗斯人门德列也夫发现了元素周期表,德国人开创了有机化学,他们都对化学的发展有功;分析动力学是法国人拉格朗日、爱尔兰人汉密顿和德国人贾寇比共同发展起来的。这些均说明,科学没有...
黑洞热力学: 起源、拓展及其理论结构
熵是热力学中的概念,也是无序度的体现.人们从日常生活中早已知晓,一个孤立系统的熵总是有随时间自发增加的趋势.比如,口袋里的手机线很快就会盘成一团,空气中的一团烟雾很快会扩散到整个房间.这就是热力学第二定律:孤立系统的熵只可能增加,而绝不会减少.然而,根据经典的引力理论——广义相对论...
【科学通报】黑洞热力学: 起源、拓展及其理论结构
熵是热力学中的概念,也是无序度的体现.人们从日常生活中早已知晓,一个孤立系统的熵总是有随时间自发增加的趋势.比如,口袋里的手机线很快就会盘成一团,空气中的一团烟雾很快会扩散到整个房间.这就是热力学第二定律:孤立系统的熵只可能增加,而绝不会减少.然而,根据经典的引力理论——广义相对论...
马尔可夫毯、信息几何和随机热力学
方程(3.1)右侧的表达式是福克-普朗克方程[14,15],它提供了左侧随机过程的等价描述,但是是以概率密度的确定性动态来描述的。这可以被视为表达了概率守恒定律,因为密度的变化率等于概率流的(负)散度(??·)。这在形式化系统随时间保持其形式的概念方面是有用的,因为我们可以将密度的变化率设定为零,并找到满足这一...
《多系统韧性——变化中的适应与转型》之六: 社会技术安全韧性
在科学界,复杂性一词首次出现在热力学第二定律中,与时间和分子运动固有的不可逆性有关。从那时起,关于复杂性的研究带有跨学科视角,其共同点是分析各种相互影响、相互交织的元素,这些元素能够适应或应对它们所参与或促成的过程(Arthur,1999)。在一个社会技术系统中,各种过程是彼此依存和相互作用的,它们通过多种难以...
不只是生命会演化-论功能与选择在进化系统中的作用
之后作者举了第二个来自热力学的例子,热能可以转化为机械功(如蒸汽机)和机械功可以转化为热能(如摩擦)。热物体和机械装置(如压缩弹簧)在具有能量这一规律性属性(即具有做功的能力)方面具有等价性。热物体具有能量概念导致接受热力学理论及温度的微观动能理论(即所有物质由不断运动的粒子组成,其中温度被视为...
仅用一张白纸,竟然就能实现所有计算?
其中最激进的鼓吹者如沃尔夫勒姆(开发了著名的数学软件WolframMathematica的StephenWolfram),认为整个宇宙不过是台元胞自动机。我们的物理学规律、乃至物质本身,都是某种计算结果涌现。就和生命游戏一样。而真正的科学是寻找核心的计算规则。他在最近两年甚至证明出,热力学第二定律就是特定计算规则的结果。