信息的热力学
统计力学
2023-06-23 v1 物理学史与哲学
摘要
早在 1867 年，即克劳修斯引入熵的概念两年后，麦克斯韦就表明热力学第二定律所施加的限制取决于人们对物理系统状态所掌握的信息。一个“观察力敏锐且手指灵巧的存在”，后来被开尔文命名为麦克斯韦妖，能够在不做功的情况下排列气体分子并产生温度或压力梯度，这看似与第二定律矛盾。一个世纪后，兰道尔宣称“信息是物理的”，并指出某些涉及信息的过程（如覆盖存储器）需要做功才能完成，且不可避免地伴随热量耗散。信息的热力学分析了热力学与信息处理之间这种双向影响。兰道尔和贝内特在 1970 年代提出的开创性思想，近来通过认识到信息态是非平衡的并应用来自非平衡统计力学的新工具，已被以更精确和更一般的方式重新表述。
引用
@article{arxiv.2306.12447,
title = {Thermodynamics of Information},
author = {Juan M. R. Parrondo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.12447},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 5 figures. To appear in the Encyclopedia of Condensed Matter Physics - 2nd Edition (edited by T. Chakraborty)