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对于信息和能量的同一性问题，我们可以通过反方向进一步推证。首先，人类何以能感知能量？答案：能量必须要表现为信息时，才能被识别；其次，人类又何以能感知信息？答案：信息只有作为能量并通过能量的作用时，才能体现为被人类所能感知的信息。也就是说，就基本层面而言，信息只有体现为能量的作用时，才能被识别，而没有能量，信息就无法表征，信息就无法存在。因此，信息和能量具有显然的同一性，信息实质就是能量，而能量的外在彰显为信息。 信息和能量的同一性还体现在二者均具有所谓的守恒定律。信息守恒与转换定律：总的流进系统的信息必等于总的从系统中流出的信息，加上系统内部信息的变化；信息能够转换，从一种状态转变成另一种状态；信息可以创造，可以失存。用公式表示为 NQ= NW +ΔNU。信息守恒与转换定律与能量守恒和转化定律同一性如出一辙，这进一步证明了二者的同一性，而这种同一性的最好解释就是：信息就是能量本身，或者说，信息就是能量的标示，它们都是作为非物质的客观存在——此为信息的第一特征。 信息和能量的同一性在人类的视觉中得到最好的体现。在人类的视觉中，万千事物是呈现各种缤纷色彩的，为何如此哪？根本原因就在于：自然界所体现的各种色彩的信息其实就是能量的表征（见图1）。自然界中，作为能量最小单位的单个能量子是以光子的形式存在，并表现为一个单信息（为最基本单元信息，不同于比特信息），这样就会产生如下关系：一个能量子=一个光子=一个单信息。不过，同种频率的能量子往往会复合成电磁波，而电磁波的种类按照波长和频率的不同可做如下分类： 无线电波（3000米～0.3毫米）、红外线（0.3毫米～0.75微米）、可见光 （0.7微米～0.4微米）、紫外线 （0.4微米～10毫微米）、X射线（10毫微米～0.1毫微米 ）、γ射线 （0.1毫微米～0.001毫微米）。根据电磁波的这个分类，依据电磁波的频率大小，我们大体可以将信息按照能量的大小分为：无线信息（或无线能量子、无线光子）、红外信息（或红外能量子、红外光子）、可见信息（可见能量子、可见光子）、紫外信息（或紫外能量子、紫外光子）、X信息（X能量子、X光子）、γ信息（γ能量子、γ光子）。 上述电磁波（或光线）种类是通常的分类，理论上还可以进一步划分为更细的电磁波（或光线）种类，如在人类可感知的可见光中，还可以按照波长和频率的不同，进一步划分为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等电磁波（或光线），这些电磁波（或光线）所表现的信息会被人类感觉器官中所承载的程序性主体精神（即程序性复合信息）所识别，不同频率的和波长的能量呈现不同的色彩信息，故由此而使人类能够感觉自然界的万千色彩。这样，信息和能量在波长和频率上的对应关系以及感觉对色彩等信息的识别机制，进一步说明了信息和能量的同一性，而这个同一性的最好解释就是：信息即能量。 2010年，据《科技日报》的一篇题为《科学家首次将信息转化为能量 驱动纳米小球自行爬楼梯》报道：“日本研究人员在2010年11月1５日（北京时间）出版的《自然·物理学》网络版上报告称，他们在实验室中让一个纳米小球沿电场制造的‘阶梯’向上爬动，爬动所需的能量由该粒子在任何给定时间朝哪个方向运动这一信息转化而来，这意味着科学家首次在实验室实现了信息到能量的转化，验证了约150年前英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出的‘麦克斯韦妖’这一设想。日本中央大学理工学部的鸟谷部祥一和东京大学的佐野雅树领导的团队在实验室让一个直径为287纳米的聚苯乙烯小球沿电场制造的微小旋转阶梯向上爬动，并将小球拍照。小球可以随机朝任何方向运动，由于向上爬会增加势能，因此其往下一层的概率更大，如果不人为干扰，小球最终会掉至最底层。在实验中，当小球沿阶梯向上爬一层后，研究人员就使用电场在小球爬上的那层阶梯加一面‘墙’，让小球无法回到低的那一层，这样小球就能一直向上爬。该小球能爬阶梯完全由‘自己的位置’这一信息所决定，研究人员无需施加任何外力（比如注入新能量等），仅需一个感应系统（比如摄像机）。另外，他们也能精确地测量出有多少能量由信息转化而来”。 作为状态表征的信息何以会转化为能量？一个最好的解释就是：信息本身就是能量，故使其在信息彰显过程中而体现为能量。但日本研究人员和多年的麦克斯韦可能因受对信息的形而上的、不确切的、非客观性的界定影响，而不能正确理解信息的客观性实质，更不能正确理解信息本身就是能量的实质。 在信息和能量的同一性论证过程中，还使我们可以看出，维纳的那句著名的：“信息就是信息，既不是物质，也不是能量，......。”应是存在问题的。维纳关于信息的定义包含了信息的非物质内容，但也存在缺乏更深层面思考的局限性。不过，维纳的信息定义的逆却也含有合理的因素，“信息就是信息，信息是物质、能量、信息及其属性的标示”。这说明，维纳也感觉到了信息的深层含义。 |
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