【作者簡介】曹天雲,四川樂山市人。目前在西南交通大學任教,專業方向是機械工程。也致力於科學哲學與佛道思想的結合思考、研究。主要寫有《宇宙高維時空的奧妙》、《高維信息理論》、《高維認識論》等系列文章。註冊有個人公眾號《科學哲學與高維時空(caoshu9)》。
人們對於信息的認識。從古代的風煙傳信、飛鴿傳書,到現代的衛星通訊、網路交流;從古代的手工作坊,到現代的智慧型機器人、柔性生產線;從古代的欽差出巡,到現代的網路管理;從古代的騎馬日行千里,到現代的飛機日行千里等等。信息的內涵、功能、影響越來越大,人生命的能力和影響也被空前的放大。
在現代科學和現代生活中,人們已經充分認識了信息的意義,認識到了信息的儲存、轉換、複製、傳播、控制、影響等許多內容。這個時代被稱為信息的時代。但是,人們對信息的本質始終未能有統一而深刻的認識。目前學術界對信息的定義有上百種之多,如 “ 信息是事物現象及其屬性標識的集合”、“ 信息以物質介質為載體,傳遞和反映世界各種事物存在的方式和運動狀態的表徵”、 “信息是確定性的增加”、“ 信息是物質運動規律總和,信息不是物質,也不是能量”、“ 信息是抽象於物質的映射集合”等內容。眾說紛紜,各有各的道理,都能體現信息在不同應用中的某種特徵,但是,又都不能涵蓋信息的深刻內涵,不能提煉出來適合各種信息現象的本質,因而不能被人們所普遍接受。於是,一種最有效的定義是“信息不是物質、不是能量,信息就是信息”,能夠被人們所勉強接受。然而,人們又都理解,其實這又不是定義。
這種無法對信息進行統一定義的現象,卻從另一個角度反映出了信息內涵之大,遠遠超出了人們現有的思想、觀念、想像力,超出了人們的認識方式、認識內容、理論範疇。
高維資訊理論以綜合的思維力度、深刻的思想內涵、嚴謹的邏輯演繹、融合各個方面的信息特徵,為人們揭示了更加深刻的信息內涵,並導致對於信息內涵的顛覆性的、革命性的哲學思考和認識飛躍。
一、信息的基本內涵
信息是有序的能量存在,包含有傳遞、影響、改變、有序、目的的特徵。
新的信息內涵可以將現有物理的物質場、物質、能量,與人生命的意識、心靈的信息都包含在內,實現對於過去的物質、能量、信息的統一,實現物質與精神的統一。
在高維時空的框架下,才能解釋不同維度時空的全息不對稱、不平衡問題,才能回答信息的存在來源問題,才能達到物質、能量、信息、精神的有機統一,回歸整體、人本的哲學意義。
過去人們知道物質、能量可以存儲、傳遞信息,卻忽略了物質、能量本身也是信息的存在。不同信息存在方式的相互作用和結合,可以形成新的新的信息存在方式,可以承載新的信息內容。
人們所面對的各種物質、能量、現象、編碼、意識等,都是不同信息結合、組合、相互作用的存在。
人們可以通過可見光、許多波段的電磁波、聲波、多位元電信號的數位,乃至於量子糾纏等獲得信息,進行控制、改變等行為。
人們儘管看不見引力場的存在,都可以感受到地球引力的吸引信息和作用,也可以理解物體被地球引力吸引的現象。引力場作為一種信息場的存在,發出的吸引信息,可以改變物體的運動、受力、能量狀態。
現代物理學將所有的基本粒子都納入物質場的範疇,這樣的物質場本身就體現信息的存在,呈現有序的內涵。從人們比較熟悉的電場、磁場、引力場等物質場中,可以展現這些物質場同時也作為信息場的內涵,具有能量(勢能),能夠進行傳遞場的信息作用、施加影響;可以有不同的信息場進行相互作用,異性相吸,同性相斥,可以形成不同的相互作用、結構等。
所有物質、能量都只有當下的能量,無法回到過去,無法提前進入未來。所有物質、能量都溶解在時間的信息場中,成為相互結合的信息場。
光子是沒有靜止质量的,具有自旋的、有一定振動頻率、沿直線方向、可以一份一份的、以光速傳播的能量,本身也是一種信息的存在,還可以組合成多光子的集合進行信息的傳遞、改變、影響。
量子力學將所有的物理物質、能量都進行量子化,作為一份一份的量子態來進行認識,也同時將物理的存在進行量子化的量子場、疊加態、彌散、振動、波粒二象的信息化建構。
在“量子糾纏”現象中,在兩個或多個處於糾纏態的量子系統中,不論兩個粒子間距離多遠,一個粒子的變化都會通過信息的傳遞影響另一個粒子的運動、能量狀態.。說明信息具有傳遞、改變、影響事物的運動、受力、能量的狀態。
現在,人們已經知道信息的傳遞可以通過物質場、電磁波、聲波、電信號、光纖、量子糾纏等許多方式進行傳遞。
在人們設計的電腦的硬體和軟體系統的結合運行中,電腦裏面的每一個信號,都可以作為電腦的基本信息。
在商業、經濟、軍事領域中,一個信息可以導致系統產生重大的改變,其中的信息的有序內涵產生系統各種能量傳遞、運動改變、狀態改變,產生深遠的影響。
一個男生在操縱電腦打遊戲,所演繹的電流運動信息能量、硬體運動信息能量、軟體運行的信息能量,與男生的意識、感官運動、身體八大系統、基因密碼、肢體運動形成一個信息能量轉換演化的整體過程和時空演化過程,也就演繹著在某種時空範疇內的信息能量的轉換演化過程。
人生命所產生出來的意識和信息,不僅體現信息的有序性、傳遞、改變、影響的內涵,還體現信息具有目的性。
所以,綜合起來,信息具有有序、傳遞、改變、影響、目的的內涵。指向了物質、能量、意識、信息的統一方向,需要在一個新的框架下進行統一,形成邏輯自洽的信息內涵。
如今人思想意識的信息、基因的信息、四種相互作用的信息、不同粒子場的信息、波粒振動的信息、量子糾纏的信息、電腦的信息、網路通訊信息、人工智慧的信息,建構了一個信息的世界,將人們的觀念引向了信息的世界。
二、物質、能量的信息
從量子場、物質向量場,還是從波粒振動、量子糾纏,還是從電磁場、引力場等四種相互作用,它們都能夠作為信息存在、傳遞、影響的過程來展現。因此,以信息的角度來重新看待物理運動、力學、相互作用、能量傳遞過程,就更加的簡單、簡明了。這不僅對於物理學的認識是一種革命性的飛躍,而且對於信息內涵的認識也是革命性的飛躍。
1、力的相互作用的信息傳遞
一個小球碰撞到另外一個小球,可以看做是一個小球的信息,通過碰撞而傳遞給另外一個小球物體,實現了信息的交換和物體狀態的改變,也可以理解為物體所包含的所有原子的電磁相互作用的凝聚態的宏觀效應所導致的信息傳遞過程,並導致了小球存在狀態的信息改變。
在牛頓力學中,將力定義為一物體對於另一物體的作用。也可以理解為一物體對於另一物體的信息傳遞作用的描述。力的要素包括大小、方向、作用點,正是體現了信息的傳遞、目的、影響大小的內涵。外力導致物體產生加速度,改變物體運動、存在的狀態,體現了力作為描述物體之間信息的作用大小的度量。
核外電子帶負電荷的場,原子核內的質子中帶正電荷的場。電流的運動可以產生磁場,磁場的變化可以產生電場。相互垂直的電場與磁場相互激勵,可以產生電磁波。電磁相互作用符合信息的存在、影響、作用內涵,展示信息的不同形式的內容。
四種相互作用的過程,都可以理解為不同信息的作用、傳遞、轉化過程,體現信息的內涵。
因此將力的相互作用、四種相互作用理解為從不同的物質場的信息發生的傳遞、改變、作用、影響,以信息的內涵為基礎來實現的。
量子力學將所有的物理物質、能量都進行量子化,作為一份一份的量子態來進行認識,也同時將物理的存在進行了量子化的信息化建構。
在“量子糾纏”現象中,在兩個或多個處於糾纏態的量子系統中,不論兩個粒子間距離多遠,一個粒子的變化都會影響另一個粒子的現象.。導致另外一個粒子的運動、能量改變的能量從哪里來呢?這樣的信息能量傳遞過程,為人們揭示了更深刻的信息存在、傳遞內涵。
2、時間的信息內涵
當一個小球運動而碰撞到另外一個小球,可以看做是一個小球所攜帶的動能和信息狀態,通過碰撞而傳遞給另外一個小球物體,實現信息的交換和物體狀態的改變,也改變了它自身的信息存在狀態。
然而,能量無法回到過去,無法跨越當下而進入未來。所有信息能量的存在都是當下的存在。人們看見的小球的運動與碰撞過程,那是人的意識將所看見的小球在各個時間段的信息進行儲存、記憶、建構後所建立的反映內容和現象了。
我們可以將它們用當下的記憶、存在圖形、曲線、方程來描述,或者是用另外一個更直觀的運動過程來模擬、描述和理解,這似乎是很平常的事情,是我們生命與生具來的本能,太平常不過了。然而,許多深刻的道理,宇宙更深刻的時空存在,就隱藏在人們所熟視無睹的平常現象中,而被人們給忽略了。
能量、運動、存在的當下與過去、未來的聯繫,包含各種信息場的因果內涵,也包含人的意識的建構功能,卻都首先溶解、浸泡、積澱在時間場中,成為當下信息世界的存在。
霍金在<<時間簡史>>中寫到:“時間箭頭將過去和將來區別開來,使時間有了方向。至少有三種不同的時間箭頭:第一個,是熱力學時間箭頭,即是在這個時間方向上無序度或熵增加;然後是心理學時間箭頭,這就是我們感覺時間流逝的方向,在這個方向上我們可以記憶過去而不是未來;最後,是宇宙學時間箭頭,在這個方向上宇宙在膨脹,而不是收縮。”
所以,物質運動的基礎是信息。物質、能量以信息的方式和內容存在於時間的信息中。我們的生命和大腦能夠建構和反映小球蹦跳、移動、乃至於存在的過程和狀態,感受和確定小球運動在不同時刻的位置點、速度等內容,這是由小球存在的信息基礎、時間信息的基礎、意識的信息處理、建構過程而共同完成的。
如果沒有時間,便無法構成現有物理的速度、運動、動量、做功、功率和動能,無法形成能量的傳遞、轉化過程。各種運動、能量轉化依賴於時間來進行演化。
在過去的物理中,時間作為描述運動、速度、動量、動能的參數而存在的。而今,在前面闡述時間對於運動、速度、動量、動能、质量等的參與推動的認識後,進行重大的設想,形成時間定律。
時間定律:不是時間可以描述運動,而是時間推動、形成運動。從而顛覆了過去時間與運動的因果關係。
也就是說,這個物理時空的運動、速度、動量、動能、是由時間推動而形成的。
並而進繼續進行演繹:聲音的振動依靠空氣而傳播,水的波動依靠水而傳播。時間場推動光子形成光速運動。也就是說振動的光子以光速運動和傳播是時間場的推動,並在各種不同的物質信息場(包括各種引力場)中而形成的。
在光速極限的範疇內,時間不僅參與推動、構成運動和能量傳遞,時間也會受物質場、引力場、運動的變化而發生改變,相對論也揭示了這樣的內容。
3、能量傳遞與轉換的的信息內涵
力通過做功而實現能量的傳遞、改變,也就是實現信息的傳遞、改變、影響。功率標誌單位時間內做功的多少,也就是單位時間內對於信息影響多少的度量,而功就是對於信息施加、傳遞、影響多少的度量,並延伸到能量那裏去了。
物體運動而具有動能,光子信息本身的振動能量體現為E=hν,各種物質場中作為信息場,都具有勢能。
物理學認為,通過相互作用,能量可以從一個物體傳遞到另外一個物體,從一種形式而改變成為另外一種形式。而能量的總量保持守恆。
人們所認識的許多不同類型和形式的能量存在,如機械能、熱能、光能、勢能、電能、核能等這些不同形式的能量之間能夠相互傳遞、轉化、守恆。
現在用信息的內涵來理解能量的內涵、傳遞、改變,用信息的存在、作用、傳遞、改變來理解能量的存在、傳遞、改變,就更加的簡明、容易了。
不同的相互作用所導致的不同能量的傳遞、轉換、守恆,表明了不同的相互作用和能量有統一的基礎,也表明了不同的信息有統一的基礎。
比如小球之間的碰撞和能量傳遞,可以看做是一個小球所攜帶的動能和信息狀態,通過碰撞而傳遞給另外一個小球物體,實現了信息的交換和物體狀態的改變,也是其存在狀態的信息改變。
又比如當我們做燃燒木材而加熱一壺水的過程。碳與氧分子結合的信息改變,導致其時空狀態發生改變,發出來的信息能量傳遞、轉化為鐵鍋分子中的電子的、原子的時空狀態的改變、信息狀態的改變,進而轉化為水分子的時空狀態的改變、信息狀態,被我們的反映為水的熱量的信息存在和信息內容。這樣的過程中,信息不斷的在不同物體之間傳遞、作用、轉換,而得到的是它們的新的信息狀態。
所以,不同物體之間的相互作用和能量傳遞、不同形式的能量之間之實現傳遞、轉化、改變、影響,也體現了信息的傳遞、轉化、改變、影響,得到的是新的信息的時空狀態和能量的信息狀態。
能量作為物理學中的重要內容,具有存在、傳遞、轉換、改變、影響的內涵。也展現出來與信息內涵的等效。從而體現出來了信息內涵的基本特徵:信息的傳遞、轉換、改變、影響的內涵,揭示出能量內涵所包含的信息傳遞、轉換、改變、影響的內涵。
在不同信息場的存在、相互作用,並進行傳遞、轉換、影響的內涵中,能量成為描述信息影響能力大小的度量,而力成為描述物體之間信息的作用大小的度量。
再進一步提煉、簡化、歸納,將信息的傳遞、轉換、改變、影響都歸納為影響的內涵。能量的大小也就體現信息決定、改變、影響能力大小的指標,簡化為信息影響能力大小的指標。
所以,物理的相互作用、能量的傳遞、轉換、影響過程,體現了信息的存在狀、傳遞、轉換、影響內涵。從而體現了信息具有影響的內涵,能量的大小也就體現為信息影響能力大小的指標。實現了信息與能量的統一。
4、彎曲時空、质量的信息內涵
現代物理學將所有的基本粒子都納入物質場的範疇。這樣的物質場作為信息場存在,體現信息的存在、影響、有序內涵。不同物質場、信息場進行相互作用,異性相吸,同性相斥,形成不同的相互作用,又可以組合形成不同的結構,進而形成更多的相互作用,比如形成不同的電磁相互作用和電磁波等。都是對於信息存在和內涵的演繹。
在廣義相對論中,愛因斯坦揭示了在大质量的星球,會導致時空彎曲。將一個地球上面的物體拿到大质量的星球上面去,它的長度同樣會縮小,時間會變慢。
在我以前關於物理质量形成的文章中,闡述了微觀物質場的存在,同樣導致時空的變化:長度縮短、時間變慢,也體現物質信息場與時間信息場的結合狀態。當微觀物質場非常強大的時候,導致時空彎曲的曲率變的更大。
光子本身就是一種信息存在。光子能量在物質場所形成的彎曲時空中,相對於人們所在的表面時空而言,時間延緩很大、運動距離變得很小,光子能量就像凝聚在那個彎曲時空中一樣。從而形成人們所檢測到的微觀粒子的物理质量和微觀粒子的存在現象。
振動與波動
聲音的振動依靠空氣而傳播,水的波動依靠水而傳播。時間場推動光子形成光速運動。也就是說振動的光子以光速運動和傳播是時間場的推動,並在各種不同的物質信息場(包括各種引力場)中而形成的。
物質場的場信息的波動性、光子的波動性,導致形成的所有粒子都具有波動性。而被人們理解為波粒二象性。
物理粒子
不同的微觀粒子除了有它們存在的物質場、時間場和光子等以外,還會伴隨自旋、振動、等多種物理現象,它們進行相互作用、組合,形成更大一層的微觀粒子、物質場和時空範疇。這樣一層一層的不斷組合延伸,形成物理學所觀察到的基本粒子、原子、分子、晶粒、晶體、物體、地球、星系等不同的物質範疇和時空內容。
在廣義相對論的範疇下,在一定範疇內的光速極限、光速不變現象,物質場的存在導致的是時空的彎曲,因而才形成人們所面對的各種微觀粒子的、不同層次的微觀粒子的彎曲時空的存在形式。
空間
不同層次的粒子存在的區別的主要原因是因為物質場強度的不同,而導致的彎曲時空的狀態不同。不同層次的粒子之間因為不同物質場的彎曲時空的相對性,而導致空間的相對性。
將物質場強度相對形成一個極限值、形成的相對於人的表面時空的微觀粒子當做微觀物質材料;而將物質場強度相對小的、形成的相對於自己空間的更大的粒子當作星球、星系、宇宙時空存在。人們所在的表面時空中不同物體之間的空間也體現地球引力場、電磁相互作用所構建的彎曲時空。
各種物體運動、受力、能量轉換都在這個彎曲時空中展開、演繹著。相對于人的表面時空的微觀粒子也同時呈現出來波粒二象性的特徵。
微觀物質場作為一種信息向量場,包含方向、影響、改變、有序的內涵。所有物質信息場都需要與時間信息場相互結合。光子也是具有方向、能量、影響的信息存在,它們與時間場相互結合,因此,形成的彎曲時空、物理质量、微觀粒子都體現信息存在的內涵。
在相對論的質能方程中,质量可以與能量進行統一,相互轉換。依據我現在揭示的质量形成的原理,不僅可以進一步理解能量與质量的關係與共同的物理基礎,而且也能夠理解质量與能量共同的信息基礎和內涵。組成质量形成的物質場、彎曲時空、光子能量都是不同物質場信息的存在狀態。物質的质量、能量、彎曲時空統一於信息。
因此,基於不同物質場信息場、時間信息場、光子信息的存在,體現信息是具有有序、影響的內涵。信息影響能力的大小用能量的大小來表示和衡量;物質信息場形成的彎曲時空中所凝聚的光子能量多少,用质量來表示和衡量,並形成人們所理解的微觀粒子、物質內涵;不同層次的粒子、空間都是不同強度的物質場信息場導致的彎曲時空所呈現的時空相對性的產物。物理的物質、质量、粒子、空間、時間、能量都是物質場信息場基於時空的相對性而展現出來的不同的信息存在形式。物質、能量、時空、信息獲得了新的統一。
以前人們只知道信息需要借助於物質、能量而進行傳遞。而忽略了物質、能量就是信息的集合。能量具有傳遞、改變、影響的特性,與信息的特性等效。
這樣,結合現代物理,結合信息的哲學內涵,以前的分割的物質、能量、信息都統一為於新的信息內涵了。物理學得到了更加深刻的哲學指引,而信息的哲學內涵也獲得了更加深刻的擴展、深化、突破。
(未完待續)
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