信息是物质状态丰富程度的计量-信息量是物理量吗？（2）

张学文，2020 06 21

前面博客http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1238624.html 提出了我们目前特别关注的信息处理，传输能力的大小是否可以归入物理的量—物理量问题。现在我们进一步分析信息与物质的关联性问题。如果信息与物质无关，那么信息量没有资格挤入物理量的行列。如果认可信息与物有关联，信息量就应当（也许是必须）进入物理量行列中。

下面是我的一些认识，供讨论。

1.       没有状态的物质是不存在的。我们睁开眼总可以看到各种物质（天上的，地面的，眼前的…），而这些物质总的具有特定状态的。可以说没有状态的物质是不存在的。即便是看不见的引力场，它依然在每个地点有其具体的引力的分析与强度，这些也是属于物理的状态。可见物质总是联系着它具体对应的特定的状态。所以没有状态的物质是不存在的。

2.       物质状态很丰富，丰富的程度要量化。宇宙的物质很多，而物质的状态也非常丰富。我们可以用质量（如千克）表达物质的丰富程度；同时我们自然也需要一个量来计量物质状态的丰富程度。

3.       各种语言、照片等等都可以刻画物质的状态。通讯就是传送物质状态重要一环。通讯传输的物质状态越多，越丰富，显然传输的信息量也大。而通讯事业的科学化历程告诉我们，“比特”则是（才是）刻画各种事物（物质，事）状态丰富程度的通用的，统一的，科学的基本单位（量化方法，这个理论认识来之不易！）。

4.       没有物质，也就没有质量这个物理量，可同时，有物质（包括物质的变化）必然有其对应的状态，刻画物质状态的丰富程度的量，比特，就必然与物质相对应。于是我们需要承认：信息量，如比特，是刻画物质状态的物理量。

例如一个电视机的屏幕，它被划分为480乘以640个格子。假设每个格子仅可以具有8个颜色中的一种，那么格式的颜色就具有2的3次方个可能形态（物质状态），即3个比特。于是整个电视屏在一个时刻就具有480*640*3=921600比特的状态。即为刻画屏幕的状态就需要这么多比特的信息量。如果每分钟需要50帧的画面，那么电视机必须具有每分钟传送50*921600比特的速率，才可以让我们对状态的变化看着符合实际物质状态变化的节律。

这样说来，我们应当把信息，比特，请入物理学，让它与质量，能量等等的物理量平起平坐。

物理学到21世纪还在怀疑信息量是否是物理量，是太迟钝了。

物理学应当举行隆重的仪式欢迎比特进入物理量大家庭！