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麦克斯韦妖想要什么?当信息变得具有功能性和物理性时

物理学史与哲学 2015-04-29 v3

摘要

Szilard 的单分子引擎由试图将热转化为功的麦克斯韦妖操作。本文认为,当利用该妖将信息与功联系起来(Landauer 原理)时,必须将该妖的目标视为一个不应被视为理所当然的隐含假设。根据其假设目标的不同,可以构建不同于标准妖的其他妖。当妖是纯机械的时,其目标由设计赋予。当妖被视为“智能的”(Maxwell)且“拥有自由意志”(Thomson)时,尚不清楚它如何获得特定目标。一种解决方案是使妖服从自然选择进化,这种扩展形式的进化可以为妖提供一个真正需要功来实现的目标。这意味着妖获取并用于操作引擎的信息对妖而言变得具有功能性,从而获得真实的物理地位。这种称为功能信息的信息适用于所有生命和技术。它应与可以更任意地为任何系统定义的、形式上的、因果无效的信息区分开来。一般而言,信息不是物理的,只有功能信息才是。类似的功能/形式区分也适用于信息的紧密关联概念,特别是熵、概率和热力学第二定律。

关键词

引用

@article{arxiv.1407.8314,
  title  = {What does Maxwell's demon want from life? When information becomes functional and physical},
  author = {J. H. van Hateren},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1407.8314},
  year   = {2015}
}

备注

Slight change in terminology in order to bring in line with new work on biological information