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《量子信息不守恒定律与信息量子热力学》

伟大的马克思主义者哲学教科书上常说:世界是物质的,物质是运动的,运动是有规律的,规律是可知的,可知是能表达的,表达是可计算的,计算是数字的,数字是比特的,比特是量子的,量子是纠缠的,纠缠是有机关联的,关联就是世界整体性的!

由此可见,世界整体本身既是一分为二、二分为三、三生万物的过程,又是万物合三、合三为二、合二为一的过程!

现代众多自然科学家和社会科学家都认为:世界是由物质材料、能量资源和信息要素共同构成的。

在十九世纪工业革命时代,工程机械师和物理学家们提出了热功当量关系并证明了能量转化和守恒定律,化工工程师和化学家们提出了元素化合的原子论并证明了化合物质转化和质量守恒定律。

二十世纪初爱因斯坦提出了狭义相对论并证明了质量能量转化和质能守恒定律。

二十世纪七十年代霍金和索恩提出了黑洞信息不守恒定律,因为黑洞的霍金辐射会让被黑洞吞噬的一切物体和信息都变成热辐射渣渣一一无序的熵!四十多年来黑洞信息守不守恒的问题成为了相信量子幺正性守恒的量子科学家和相信黑洞完全蒸发(霍金辐射后的信息不守恒)的广义相对论科学家之间不可调和、相互对立的核心悖论!

二十世纪九十年代以来,许多量子科学家通过量子热机和量子冰箱实验来研究热力学现象。量子科学家们通过量子热机研究发现经典热力学第一定律(能量转化和守恒定律)仍然是成立的。还有一部分量子科学家通过量子热机实验证明了量子信息麦克斯韦妖也不存在。任何类型的信息麦克斯韦妖的热操作都需要消耗能量,产生热量,从而导致系统的熵增加抵消量子热机做功带来的熵减少!进而证明了热力学第一定律在宏观世界和微观世界都具有普适性。更证明了信息麦克斯韦妖不是上帝,麦克斯韦妖不是永恒永生的,是可以转化可以消灭的!这说明微观世界中信息不是绝对守恒的,信息相对守恒需要耗散能量来维持。这就是说一部分有序能量做功转化为信息,一部分有序能量耗散转化为热熵。于是信息和能量结合起来由信息不守恒和有序能量不守恒统一为:信息能量二者转化和总体守恒!

由此可见,一个更大的守恒定律取代了质量守恒定律、能量守恒定律、信息相对守恒定律,而诞生了更具普适性、对称性的质能信息量转化和总体守恒定律!

伟大的马克思主义者说:世界是矛盾的,矛盾是对立统一的,对立统一是辩证的,辩证是本性的,本性是现象呈现的,现象是多样多彩的,多样多彩是乱眼杂多的,乱眼杂多是大脑可控制的,大脑控制是有理性的,理性是知识映射的,知识是用理论表达的,理论是用数学方程描写的!

二十世纪六十年代美国IBM公司的计算机科学家兰道尔通过对经典电子计算机理论的实验研究,总结得出了兰道尔原理:1经典比特的信息删除需要耗散2.75×10^—21次方的焦耳能量!从而证明了经典电子计算机运算的上限速度受限于电子计算机的芯片散热速度!这说明经典信息的麦克斯韦妖永动机不存在!任何经典信息的耗散都是以电子计算机或者经典物体能量的耗散为代价的。于是我们可以下这样的结论:绝对的经典信息守恒定律不存在,绝对的经典物体能量守恒定律不存在,只有经典信息和经典物体能量二者以互相耗散为代价从而达到总体守恒!

二十一世纪初,中国科学院的高能物理研究所通过以离子阱为对象的量子热机实验研究得出1量子比特的量子信息删除需要耗散6.28×10^—25次方焦耳能量!从而证明了量子计算机的芯片计算速度受限于量子计算机的芯片散热速度!这说明量子信息的麦克斯韦妖永动机也不存在!任何量子信息的耗散也是以量子计算机的能量耗散为代价!这样看来,过去经典热力学第一定律否定了一切对外做功永动机的研究发明!现在质能信息量转化和守恒定律则否定了一切对外做功不增加熵的“麦克斯韦妖信息永动机”的研究发明!更否定了凭空点石成金的全能全智无所不能“上帝”的存在!

那么是否有了上面两个时代的麦克斯韦妖实验外推并证明黑洞信息不守恒呢?答案是不一定。

马客思考2043认为,质能信息量转化和守恒定律是否能应用到全宇宙中,还需要进一步做两个方面的工作:

一是量子纠缠现象中能量动量与信息动量之间的波动性互相转化的具体机制。

二是黑洞信息悖论中物体、能量动量与信息动量之间的波动性互相转化的具体机制。

马客思考2043的《信息量子热力学》理论研究表明,量子态在未退相干的条件下不辐射任何经典信息!量子信息在二维莫比乌斯曲面时空中传递速度为真空中光速的3亿倍即C^2!量子信息以h/2π焦耳能量的形式传递超光速量子态!

该研究成果证明:没有能量波动就没有量子信息传递(量子纠缠EPR关联超距作用违背狭义相对论),没有能量耗散就没有经典信息传递(量子纠缠经典信息通信不违背狭义相对论)!

可见热力学第一定律在宇宙中具有最大的普适性!克劳修斯的经典热力学外推出了“宇宙热寂说”(宇宙越来越热,越来越熵,越来越死寂)。而马客思考2043的信息量子热力学外推出了“宇宙生命智能说”(宇宙越来越高级,越来越生命,越来越智能文明)。

马客思考2043认为:

传统的经典热力学认为“热能量一定导致热熵量”的断言是独断的、错误的!现代的黑洞热力学和信息量子热力学理论研究表明“热能量在一定条件下是热辐射、热耗量、热熵,而在另一条件下是热吸引、热质量、热序”!这进一步证明爱因斯坦质量能量互相转化关系理论非常正确!热能量、热辐射在一定条件下转化为热质量、热引力,即热熵量在一定条件下会自发破缺并转化为有序结构的热质量!黑洞信息不守恒定律是正确的,黑洞中物体毁灭、经典信息丢失、经典热熵增加,所以霍金辐射的物体信息不守恒和贝肯斯坦热熵能量守恒共同构成宇宙总体的质能信息量转化和守恒定律!

伟大的马克思主义者一一恩格斯在1873年撰写的《自然辩证法》一书中说,太阳系和宇宙岛向宇宙中辐射出去的热能量一定会以某种方式重新吸引、重新聚集起来。从恩格斯逝世到现在已经一百多年了,今天我们可以自豪地说:黑洞热力学和信息量子热力学理论解决了这个难题一一热能量通过热辐射可以转化为热熵量,热能量通过量子引力热吸引也可以转化为热序量(有序结构的热质量)。

伟大的马克思主义者一一列宁在1908年撰写的《唯物主义和经验批判主义》一书中说,现代物理学危机和物质概念危机正在产生新的现代辩证唯物主义。

今天马列主义的信徒马客思考2043撰写的《信息量子热力学》理论正是一部向伟大的马克思主义先辈们致敬的新量子力学的信息量子哲学理论!

未完待续。

具体研究的相关内容请参见《信息量子狭义相对论:人造时间、人造空间、人造物》和《信息量子广义相对论:人造元宇宙、人造元时空、人造元世界》等等。

《信息量子广义相对论:人造元宇宙、人造元时空、人造元世界》揭示了加速参考系或者引力参考系中人造元宇宙(人造元时空、人造元世界)、人造物(实体)、人造引力(法则)三者之间的深刻互动关系。

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