首发2023-09-16 19:19·
说宇宙#时事热点头条说#
基本定律，塑造了整个世界。然而在我们现实中除非是牛顿、爱因斯坦那样“爱钻牛角尖”的天才，基本没可能发现它们的存在。
这些基本定律，就如同上帝为我们设定好的齿轮，藏在幕布后缓缓旋转，控制着全世界，乃至整个宇宙。
然而，人类至今还有一个基本定律没有搞懂，它就是——和物质、能量相对应的，信息。
物质不灭
“世界是由物质组成的”，这句话对于我们来说，绝对听了不下上百遍。物质到底是什么？这个词具有科学与哲学上的双重意义，并且最开始思考物质定义的并不是科学家，而是哲学家。
在哲学上，物质指的是与精神相对的东西，只要不是只存在于大脑意识中，只要在世界上实际存在的东西，就可以被称作“物质”。
在这个定义下，所有的粒子、光、声、波、场、能量，哪怕是时空都可以被认为是物质。在辩证唯物主义中，世界的统一性就在于物质性。
科学家又是如何看待物质的呢？
经典物理学和化学中，物质是任何有质量且通过体积来占据空间，并且是由原子及分子依照某种规则或形式组合而成的物体。
虽然这句话很长，但是得注意，科学实际上没有给物质做出明确定义，只有通常定义。比如物理定义的物质通常是由夸克和轻子组成的物体，而光子、玻色子在物理定义中通常不被认为是物质。
根据E = mc²，即质能等价（mass-energy equivalence），物质具有不灭性，即物质是无限、永恒、绝对的。
明明一杯水可以因为高温而蒸发，原子核也能被中子集中进而碎裂成更多的中子，前者已经“消失”，成了新的物质，为何还说物质不灭？这就不得不提到质量守恒了。
质量守恒
按照教科书的说法：
任何一个物质和能量的所有转移都封闭的系统（封闭系统）而言，系统的质量必须随时间推移保持不变；又因系统质量不能改变，所以系统的量既不能添加亦不能移除。据此，质量的量值随着时间变化并不改变而是守恒的。
这个定律旨在说明，宇宙中所有的质量是恒定的，它既不可以被额外创造出来，也不可以因为破坏而削减。
前文我们提到的水蒸发“消失”在空气中，以及微观世界中的核裂变，都没有让物质和能量消失，反而只是通过一些特定的方式，使得物质与能量从原本的组合中脱离，在空间中得到重新排列。
虽然在形态上已经完全变了模样，但实际构成它们的粒子并没有消失，只是得到了转化。
这条定律不仅在经典力学中得到证明，在量子力学与狭义相对论中也有说明：能量和质量会形成一个守恒量。
要注意的是，质量守恒定律强调了封闭系统，因为质量在开放系统中通常不守恒，开放的系统允许各种物质和能量进出。
其次，在广义相对论中，质量和能量也不严格遵循守恒定律。也别忘了目前还未被人类看见的暗能量，按照已知的理论，暗能量或许也不守恒，它随着宇宙的膨胀而膨胀。
可以看出，物质和能量的关系相互依存又相互影响，那么信息是否也如此？
信息守恒吗？
信息的情况则更复杂，因为宇宙中存在黑洞。在经典物理和量子物理中，有一条共同的核心准则：原则上，一个系统在某个时间点的状态应该决定了其在其他任意时间点的状态。
然而黑洞的存在违反了这个准则，黑洞打造了一个任何物质都无法逃逸的时空区域，这就意味着，我们永远无法得知黑洞在最开始是什么样子的，黑洞这个物质的初始状态信息因为它自身的特质而永远丢失了。
理论上来说，信息应该也是守恒的，但是根据霍金辐射，黑洞会消亡，这就违反了刘维尔定理对信息守恒的预测并导致了物理上的佯谬。
结语
信息究竟是否守恒，是否和物质与能量一样，具有相互转化且不灭的性质，一时间物理学界众说纷纭，难以有定论的信息成了宇宙中最神秘的存在之一。
虽然物质、能量和信息构成宇宙的基本，它们本身还存在很多谜团，但正是因为宇宙中处处充满玄妙，才引得人类对宇宙充满好奇。
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