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质量-能量-信息量换算矩阵?!

已有 657 次阅读 2020-10-26 18:27 |个人分类:科学原始创新|系统分类:观点评述

质量-能量-信息量换算矩阵?!

张学文,2020 10 26

 

最近我就质量能量信息量三者的关系写了两个博客http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2024&do=blog&id=1255598 http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1255688.html

它们强调了这三个概念的基础性,对称性,同等重要性,以及不可轻易的互相代替性(具有独立含义)。

但是19-20世纪放射性物质的发现,爱因斯坦质量能量关系的提出,原子弹的出现,使得人们不得不承认在一些特定情况有限物质的质量可以变成为能量!

这确实是惊人的概念突破!理论突破!实践突破!

那么多少质量可以变成为多少能量呢?爱因斯坦的质量-能量换算公式回答了这个问题:把有关质量乘以光速的平方,就是该质量变成的能量的数量。

而今天,我们如果把有限物质的质量、能量、平起平坐的放在一起分析,就引出了爱因斯坦公式的扩充质量、能量、信息量的互换矩阵问题!

是的,

现在我们不妨大胆假设:不仅质量与能量可以互相变换,而且质量、能量、信息量三者都可以互相变换。





(遗憾。一个框图没有传上来!)


 


这显然是个大胆的猜想。这不必害怕,不必马上鼓掌或者马上批判。而是先考虑这个认识可能涉及的方方面面。

如果这个猜想成立,一个明显的问题它们的互相换算的系数是什么。

这里我认为存在两个问题

1.       既然认可有限的质量可以变成为有限(很大)的能量,那么一定数量的能量也可以变成为一定数量的质量。(原子弹的核反应的逆过程之类)。显然,根据质量-能量不灭定律,此逆过程的变换系数(多少能量变成单位质量)应当是光速的平方的分之一。---这个认识应当妥当吧。即大量的能量仅可以变成很少一点物质的质量。即其系数就是爱因斯坦给的光速平方的倒数(这体现在后面的矩阵表中)。

2.       另外一个大问题是此类的转换(质量-能量-信息量)的对应的各个系数是什么.1克的物质质量变成为能量,其能量是多少,1克的物质质量全部变成信息量,其新形成的信息量是多少。1焦耳的能量可以变成多少比特的信息,如此等等而对此的全部变换的概括就是下面的表(矩阵)

质量能量信息量互相变换的变换系数表

(变换是从左侧标题向上侧标题的变换,C是光速,k是待定的大于1的一个系数:含义是1焦耳对应的信息量的比特值)


质量

能量

信息量

质量

1

C2

kC2

能量

1/C2

1

k

信息量

1/kC2

1/K

1

 

3.       对质量能量信息量换算表的初步说明。

l  显然这个换算表包括了爱因斯坦质量能量换算公式,它就是表的第1行第2项。而第2行的第1项是它的倒数,表示单位能量变成为质量时的对应系数。所以此表的前2*2矩阵是爱因斯坦公式的体现。

l  2行的第3列是k,这个新引入的系数。它表示单位能量变成为信息时的信息量的数值。我估量它是远大于1 的一个正数。

l  表中还有3个含有k的系数它们都是基于变换应当保守,能量守恒,质量守恒,信息量不增加的原则而形成的。

l  我们可以把这个表看成为一个3阶的矩(方)阵。而质量守恒,能量守恒与爱因斯坦公式是其中的2*2阶矩阵。

l  质量-能量-信息量的互相换算组成的是一个3阶矩阵(方阵)它限定了质量、能量、信息量互相变换时的对应系数的关系。

l  2行的第3列的k值究竟是多少,有待日后核定。但是矩阵中的9个元素中真正的未知数只有它一个,其他的3个含有k值的元素值,待k值确定以后也就自然确定了。

l  K=多少?大家猜,分析吧

 




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3 刘炜 杨正瓴 周少祥

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