En la física, la información física se refiere generalmente a la información que se contiene en un sistema físico . Su uso en los mecánicos de Quantum es importante, por ejemplo en el concepto del enredo de Quantum describir con eficacia relaciones causales directas o entre las partículas al parecer distintas o espacial separadas.

La información sí mismo del se puede definir libremente como " el que puede distinguir una cosa de otro " de ;. La información incorporada por una cosa se puede decir así para ser la identidad de la cosa particular sí mismo, es decir, todas sus características, todas que la haga distinta de otras cosas (verdaderas o potenciales). Es una descripción completa de la cosa, pero en cierto modo eso se divorcia de cualquier lengua particular. Puede ser que incluso consideremos la suma total de la información en una cosa para ser la esencia ideal de la cosa sí mismo, es decir su forma en el sentido eidos de s de Platón de los '( las formas ).

Al aclarar el tema de la información, el cuidado se debe tomar para distinguir entre los casos específicos siguientes:
El caso del de la frase de la información refiere a la particularización específica de la información (identidad, forma, esencia) que se asocia al est del un ejemplo particular de una cosa. (Esto permite la referencia a los casos separados de la información que suceden compartir patrones idénticos.)
Un sostenedor del de la información es un caso variable o mutable que puede tener diversas formas en diversas horas (o en diversas situaciones).
Un fragmento de información es un hecho particular sobre la identidad o las características, es decir, una porción de una cosa de su caso.
Un patrón del de la información (o de la forma del ) es el patrón o el contenido de un caso o de un fragmento de información. Muchos fragmentos de información separados pueden compartir la misma forma. Podemos decir que esos pedazos son el perfectamente correlacionado o decir que son las copias del de uno a, como en copias de un libro.
Una encarnación del de la información es la cosa cuya esencia es un caso dado de la información.
Una representación del de la información es una codificación de un cierto patrón de la información dentro de cierto otro patrón o caso.
Una interpretación del de la información es el descifrar de un patrón de la información como siendo una representación de otro patrón o hecho específico.
Un tema del de la información es la cosa que es identificada o descrita por un caso o un fragmento de información dado. (Lo más generalmente posible, una cosa que es un tema de la información podría ser extracto o concreto; matemático o físico.)
Una cantidad del de la información es una cuantificación del cómo es grande un caso, un pedazo, o un patrón dado de la información, o cuánto de un contenido de información de sistema dado (su caso) tiene una cualidad dada, tal como ser sabido o desconocido. Las cantidades de información se caracterizan lo más naturalmente posible en unidades logarítmicas .

Los usos antedichos son claramente todos conceptual distintos de uno a. Sin embargo, mucha gente insiste en sobrecargar el " de la palabra; information" (por sí mismo) denotar (o implicar) varios de estos conceptos simultáneamente. (Puesto que esto puede llevar a la confusión, frases más detalladas de las aplicaciones de este artículo, tales como ésos demostrados en antedicho en negrilla, siempre que el significado previsto no sea hecho claramente por el contexto.)

Clásico contra la información del quántum

El caso de la información que se contiene en un sistema físico se considera generalmente especificar " de ese sistema; true" estado del . (En muchas situaciones prácticas, el estado verdadero de un sistema puede ser en gran parte desconocido, pero un realista insistiría que un sistema físico tenga cueste lo que cueste siempre, en principio, un estado verdadero de una cierta clase--si es clásico o quántum.)

Al discutir la información que se contiene en sistemas físicos según la física de Quantum moderna, debemos distinguir entre la información clásica y la información de Quantum. La información de Quantum especifica el vector de estado completo de quántum (o equivalente, wavefunction) de un sistema, mientras que información clásica, en línea general, sólo selecciona un estado de quántum (puro) definido si nos dan ya un sistema especificado primero de estados de quántum (ortogonales) distinguibles a elegir de; tal sistema forma una base para el espacio de vector de todos los estados de quántum puros posibles (véase el estado puro ). La información de Quantum podría ser expresada así proporcionando (1) una opción de una base tales que el estado de quántum real es igual a uno de los vectores de la base, junto con (2) especificar clásico de la información cuáles de estos vectores de la base son el real. (Sin embargo, la información del quántum por sí mismo no incluye una especificación de la base, de hecho, un número no numerable de diversas bases incluirá ningún vector de estado dado.)

Observar que la cantidad de información clásica en un sistema de quántum da la cantidad de información máxima que se puede medir y extraer realmente de ese sistema de quántum para uso de sistemas (decoherent) clásicos externos, puesto que solamente los estados de la base son operacionalmente distinguibles de uno a. La imposibilidad del distinción entre los estados no-ortogonales es un principio fundamental de mecánicos de quántum, equivalente principio de incertidumbre de s de Heisenberg a el '. Debido a su utilidad más general, el resto de este artículo se ocupará sobre todo de la información clásica, aunque la teoría de información del quántum también tenga algunos usos potenciales (computación de Quantum, criptografía de Quantum, teleportation de Quantum) que estén siendo explorados actual activamente por los teóricos y los experimentalists.

Cuantificación de la información física clásica

Una cantidad de información física (clásica) se puede cuantificar, como en la teoría de información, como sigue. Para un S del sistema, definido abstracto de una manera tal que tenga estados distinguibles del N (estados de quántum ortogonales) que sean constantes con su descripción, la cantidad del I ( S ) de la información contenido en el estado de sistema se puede decir para ser registro ( N ). El logaritmo se selecciona para esta definición puesto que tiene la ventaja que esta medida del contenido de información es aditiva al concatenar subsistemas independientes, sin relación; e., si el A del subsistema tiene estados distinguibles del N ( I ( A ) = contenido de información del registro ( N )) y un independiente B del subsistema tiene estados distinguibles del M ( I ( B ) = contenido de información del registro ( M )), después el sistema concatenado tiene los estados distinguibles y un I ( AB ) del nanómetro contenido de información = registro ( nanómetro ) = registro ( N ) + registro ( M ) = el I ( A ) + el I ( B ). Esperamos que la información sea aditiva de nuestras asociaciones diarias con el significado de la palabra, e., que dos páginas de un libro pueden contener dos veces ḿas información como una página.

La base del logaritmo usado en esta definición es arbitraria, puesto que afecta al resultado por solamente un constante multiplicativo, que determina la unidad de información se implique que. Si el registro se toma la base 2, la unidad de información es el dígito binario o el pedacito (así que nombrado por el Juan Tukey ); si utilizamos un logaritmo natural en lugar de otro, puede ser que llamemos la unidad resultante el " nat." En magnitud, un nacional es al parecer idéntico al constante k de de Boltzmann o el R del constante de gas ideal, aunque estas cantidades particulares se reserven generalmente para medir la información física que sucede ser entropía, y que se expresa en unidades físicas tales como julios por Kelvin, o los kilocalories por topo-Kelvin.

Información y entropía físicas

Una manera fácil de entender la unidad subyacente entre (como en termodinámico) la entropía física y la entropía información-teórica es como sigue: La entropía es simplemente que porción de la información física (clásica) contenida en un sistema de interés (si es un sistema físico entero, o apenas un subsistema delineado por un sistema de los mensajes posibles) cuya identidad (en comparación con cantidad) es desconocido (desde el punto de vista de un knower particular). Esta caracterización informal corresponde ambo a la definición formal de von Neumann de la entropía de un estado de quántum mezclado (que sea apenas una mezcla estadística de estados puros; ver la entropía de von Neumann), tan bien como definición de s de Shannon Claude 'de la entropía de una distribución de probabilidad sobre estados clásicos de la señal o los mensajes (véase la entropía de información ). (Shannon mismo se refiere a Boltzmann a su monografía.

Debido a esta conexión con la teoría de información algorítmica, entropía se puede decir para ser esa porción de una capacidad de información de sistema que sea " consumido, " es decir, inasequible para almacenar la nueva información (incluso si el contenido de información existente debía ser comprimido). El resto de una capacidad de información de sistema (aparte de su entropía) se pudo llamar el extropy, y le representa la parte de la capacidad de información de sistema que potencialmente todavía está disponible para almacenar la información nuevamente derivada. El hecho de que la entropía física sea básicamente " capacity" usado-para arriba del almacenaje; es una preocupación directa en la ingeniería de los sistemas de cálculo; e., una computadora debe primero quitar la entropía de un subsistema físico dado (que la expele eventual al ambiente, y emitiendo calor) para que ese subsistema sea utilizado para almacenar una cierta información nuevamente computada., " information" físico; se puede definir para ser la pérdida de información de Fisher que se contraiga durante la observación de un " effect" físico;.

Los estados de Frieden, si el efecto tiene un intrínseco J del nivel de la información, y se observan con el I del nivel de la información, después la información física se define para ser el &minus del I de la diferencia; J, que Frieden llama la información del de Lagrange. El principio supuesto del de Frieden de la información física extrema o EPI indica eso &minus extremalizing del I ; El J con respecto a la variación de las amplitudes de la probabilidad del sistema se puede utilizar el Lagrangians correcto para la mayoría o aún todas las teorías físicas.

Ver también

La física de Digitaces
Entropía en la teoría de la termodinámica y de información
Información
Entropía de información
Escala logarítmica
Unidades logarítmicas
computacionales reversibles (para las relaciones entre la información y la energía)
Filosofía de la información
Entropía termodinámica

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