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第618章 黑洞熵,能量与信息

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“郑吒,我不会把你让给别人的。”

“你是属于我的,只有我才能和你永远在一起。”

这份试作型模因病毒的稳定性相当好,给萝丽设定的病娇特性经过了几百代的复制之后依旧稳定。

……

星光点点绽放,一个耀眼的盒子世界出现在楚轩的身旁。

在他的周围已经漂浮着难以计数的主神空间,这些主神空间像是八音盒一样绽放出蒙蒙白光,每一个的内部都装载着一个主神大光球。

“第2^755个主神空间。”

李恒伸手拿过那个新出现的主神八音盒。

透过那朦胧的白光,可以看到其中的20支轮回小队与诸多盒子世界。

除了郑吒被病娇萝丽带走收藏,剩下的轮回小队队员都在这里面了。

复制了七百多次的病娇萝丽虽然出现了一些的变化,但依旧对郑吒有着绝对的执着。

这里的主神空间每一个的质量都比银河系更庞大,在三维宇宙中同等质量的黑洞半径约为1光年。

但这些仅有手掌大小的主神空间却并没有坍缩,依旧维持着完好无损的模样。

整个三维宇宙空间都保持着平坦,时空的曲率近乎为零。

主神空间中的生物也都完好地维持着原来的生理状态,化为缩小了亿万倍的小人在盒子世界中生存活动。

这源于三维空间和四维空间的区别,与不同维度世界中不同维度黑洞的性质有关。

以仅有三个宏观空间维度的三维宇宙为例。

黑洞的贝肯斯坦熵与全息原理描述了给定体积的情况下,一个区域内所能容纳的最大能量与信息量。

对于存在引力的三维宇宙,给定区域能容纳的能量与信息量由它的二维边界的面积决定。

在热力学中,熵是对系统混乱度的度量。

一辆能正常运转的汽车和一堆铁锈,两者同样由大约10^28个原子组成,它们有着同等的质量和同等的能量。

但前者的熵更低,后者的熵更高。

因为在这10^28个原子可能形成的所有10^10^28种组合形式中,能形成汽车的组合更少,形成一堆铁锈的组合要多得多。

对于低熵的汽车,能够知晓它的引擎零件型号、车座材质、车牌号码等等详细信息。

而对于高熵的铁锈,能知道的信息就少了很多,只有铁锈整体的重量、铁锈的高度与形状等等。

将汽车随意打砸,很容易就能破坏汽车的功能,让它变成一种不同于汽车的全新排列。

但将一堆铁锈随意地打散重组,原子的具体组合状态发生了改变,却无法分辨两堆铁锈之间的不同之处。

随着物体从低熵的状态变为高熵的状态,构成物体可能的排列形式增加,能知晓的物体的细节信息则变少了。

对于某个给定的系统,随着系统的熵增加,所能知晓的系统的细节信息越来越少,系统的不确定性越来越高。

最终熵增加到最大值,系统达到了绝对混乱的熵寂状态。

熵寂状态的系统看起来再无任何变化,无法观测到系统的任何细节信息。

由此便可将熵与信息的概念联系在一起,带来信息熵的概念。

熵是系统排列数目的对数,熵是不可观测的细节中所隐藏的信息量,是系统不确定性的度量。

熵值越大,一个系统的不确定性就越高,系统所对应的可能排列就越多,可知晓的细节信息就越少。

观测与获取信息的过程,就是消除不确定性的过程。

如果能获取一个系统全部的信息,系统就被固定为唯一确定的排列形式,不确定性变为零——也即是绝对零度。

当然,因为不确定性原理,这在物理上是无法达成的。

在宇宙中,熵最高的物体就是黑洞,黑洞隐藏着最多的信息。

所有的信息都被隐藏在事件视界内部,从外界能观测到的仅有质量、角动量与电荷。

黑洞熵给出了一个区域中不确定性的上限,描述了这一区域内的所有可能性。

一个地球大小的三维空间,能容纳的信息量最大为10^83比特,所有可能的排列总共有2^10^83种。

一个可观测宇宙大小的三维空间,能容纳的最大信息量为10^123比特,所有可能的排列为2^10^123种。

利用黑洞熵,可以在质量与信息量之间构建定量的联系。

三维宇宙中,一个黑洞储存的信息量与质量的平方成正比。

但这里的黑洞质量与整个系统的总能量并不相等。

黑洞是时空中的凹陷,要离开这个凹陷,就像在地球上从谷底跳到更高的平地一样,需要付出能量克服引力势能。

因此对于整个系统而言,引力势能带来了负的能量贡献。

随着黑洞逐渐变大,负的引力势能也会越来越大,因而让系统的总能量减小。

将与引力相关的负的能量加入计算之后,能得出新的结果:

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