在过去 24 小时内,人们向 YouTube 上传了超过 720,000 小时的视频。
根据朴茨茅斯大学物理学家 Melvin Vopson 几年前的计算,这些视觉图像的字面量——连同 5 亿条推文、无数文本、数十亿条 WhatsApp 消息以及我们创建的每一个其他位和字节的信息– 可能是创造我们的星球触感更重。
如果没有大量证据,这是一个疯狂的概念,不可能被接受。 Vopson最近提出的一个实验基于爆炸可能会在某种程度上让科学界相信信息不仅具有质量,而且还可能是一种奇怪的新事物。
信息论不是一个容易理解的概念。我们可以很容易地想象下载由 1 和 0 组成的代码,告诉我们的计算机要显示什么声音和图像,但信息也可能应用于非数字事物,例如告诉粒子如何行为的特征。
这使得它成为描述组成系统的有序量和能量变化等事物的重要因素。
20世纪60年代初,德裔美国物理学家罗尔夫·兰道尔预测了一个从任何类型的系统中擦除信息的最小能量变化。虽然这看起来似乎是一个很小的认识,但其影响是深远的,将信息丢失与信息丢失联系起来。基本层面的热辐射排放。
多年来的实验支持了兰道尔的推理,一直到量子水平,表明至少有一些与信息变化相关的基本能量。
如果我们也像沃普森那样考虑爱因斯坦的计算,那么能量的根本变化应该等同于质量的变化,这意味着我们每天创建的所有信息都会为地球贡献微小但非零的质量。
极端地说,猫视频、维基百科条目、Twitter 牛肉和 TikTok 汽车歌曲的指数级积累将在遥远的未来导致一些令人震惊的后果。我们不仅会耗尽保存所有数据的材料,而且不受限制的数字增长也意味着地球质量的很大一部分最终将以数字信息的形式存在。
事实上,一些专家预测,350 年后,我们的数字比特的重量可能会超过地球上所有原子的重量。
撇开信息危机的世界末日场景不谈,这样的理论可能会改变我们在某些情况下计算质量的方式,从而产生新的理论,让我们更好地了解物质的本质。
检测当今信息密集存储系统所预期的令人难以置信的微小质量变化仍然远远超出了我们的能力——目前——将这一假设留在“思考的乐趣”篮子里。
但沃普森提出的一项新实验可能会改变这一切,将兰道尔的预测应用于基本粒子。
如果我们假设电子的总质量由其固有的静止能量和关于自身的一点点信息组成,那么理论上它会在遇到其反物质对应物正电子时释放出的光子喷雾中发射出可预测的能量谱。
“电子中的信息比它的质量小2200万倍,但我们可以通过擦除它来测量信息内容,”说瓦普森。
“我们知道,当物质粒子与反物质粒子碰撞时,它们会相互湮灭。当粒子湮灭时,来自粒子的信息必须到达某个地方。”
在充满信息的电子湮灭中寻找非常特定的辐射波长,将加强信息之间的联系,作为粒子内能量的一种形式,而不是作为粒子的其他特征。在更广泛的体系内。
找到某种内在的、基于信息的能量成分作为物质的基本特征也可能有资格成为一种新的物理状态。
原子不仅可以像固体一样结合,像液体和气体一样流动,像等离子体一样分散,还可以像玻色-爱因斯坦凝聚,它们作为信息载体可以减少无序。
在实验进行之前,这一假设将仍然是一个有争议但又有趣的想法。但如果事实证明这是真的,后果可能会非常严重。
这项研究发表于AIP 进展。