宇宙中所有的可見物質大約包含6×1080位元資訊。
浩瀚的宇宙中包含了多少資訊？科學家用資訊理論方法進行了初步量化。
長期以來，科學家們一直認為資訊和宇宙之間可能存在關聯。他們採用各種悖論和思維實驗探索了資訊編碼到物質中的原因和機制。數字時代的到來推動了該領域的研究，也證實了深入研究這些問題或可促進物理學和計算科學等多領域的實際應用。
phys.org網站當地時間10月19日報道，英國朴茨茅斯大學的研究人員在《美國物理聯合會進展》中發文闡述了一種基於數值估計的編碼資訊。結果表明，宇宙中所有的可見物質大約包含6×1080位元的資訊。
論文作者Melvin M. Vopson介紹：“半個多世紀來，宇宙的資訊容量問題一直充滿爭議，科學家們採用各種各樣的方法對其進行估算。在新研究中，我描述了一種獨特的方法，額外假設了能夠壓縮到一個基本粒子中的資訊量。”
為了完成估計任務，Vopson採用了Claude Shannon的資訊理論，量化了可觀測宇宙中每個基本粒子編碼的資訊量（1.509位元）。數學家Claude Shannon因為在資訊理論方面的突出貢獻而被尊為數字時代之父，他在1948年定義了這種量化資訊的方法。“我們首次採用資訊理論方法測量了宇宙的資訊內容，並獲得了明確的數值預測。即使這個結果不是完全準確的，但它仍為實驗測試奠定了基礎。”Vopson說。
科學家們最新的研究揭示了資訊和物理相互作用的方式，如：黑洞釋放資訊的機制。然而，資訊的精確物理學意義仍然難以捉摸。有多種激進理論認為，資訊是物理存在的，並且可以被測量。
在此前的研究中，Vopson假設資訊是除了固態、液態、氣態和等離子態之外的第五種物質狀態，甚至神秘的暗物質可能就是資訊。Vopson還推匯出了一條公式，該公式精確地再現了著名的愛丁頓數（可觀測宇宙中的質子總數）。
Vopson指出，雖然本次研究忽略了反粒子和中微子，並對資訊傳輸和儲存設定了假設條件，但它為估算每個基本粒子的資訊含量提供了獨特的思路。研究人員現在可以透過實踐實驗來測試並完善這些預測，甚至證明或駁斥“資訊是第五種物質狀態”的觀點。
編譯：雷鑫宇 審稿：西莫 責編：陳之涵
期刊來源：《美國物理聯合會進展》
期刊編號：2158-3226
原文連結：https://phys.org/news/2021-10-amount-visible-universe-quantified.html
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