В современной физике не утихают дискуссии по поводу того, можно ли рассматривать информацию как один из видов материи.
В классической физике считается, что информация – это просто абстрактное понятие, которое не имеет никакого отношения к материальному миру. Но квантовая механика заставляет по-новому взглянуть на многие явления и понятия, которые ранее казались нам привычными. Одним из таких понятий является информация.
Действительно, современные технические устройства способны измерять, записывать, хранить и обрабатывать информацию. Все эти действия неприменимы к абстрактному понятию. Это заставляет нас в практической деятельности относиться к информации как к реальному объекту, который имеет материальные характеристики, подчиняется законам материального мира. Одним из таких законов является закон сохранения.
Не удивительно, что в современной физике придают большое значение закону сохранения информации. Поэтому все явления, в которых обнаруживается нарушение этого фундаментального закона, привлекают к себе пристальное внимание. Так, при рассмотрении эволюции черных дыр, Хокинг допустил исчезновение информации, попадающей в черную дыру. Это явление получило название информационный парадокс Хокинга. Этот парадокс представляет собой серьезную проблему, поскольку несовместим с общими принципами квантовой механики.
Вполне возможно, что ученым наконец-то удалось разобраться в этом явлении и получить ответы на поставленные вопросы.
То, что информация является материальным объектом, ученые смогли доказать в ходе простого, но весьма убедительного эксперимента. Было измерено количество теплоты, выделившейся при сжигании чистого листа бумаги. Затем измерили количество теплоты при сжигании такого же листа бумаги, на котором была распечатана некая научная информация. Оказалось, что количество выделившейся энергии больше при сжигании бумаги, содержащей определенное количество информации. Это может быть обусловлено тем, что информация материальна и обладает определенной энергией.
Исследователи проверили, не является ли типографская краска причиной обнаруженного эффекта. Для этого они изготовили два образца. На одном листе напечатали определенное количество научной информации, а на другом листе напечатали такое же количество хаотично расположенных символов. В этом случае исключалось влияние типографской краски на конечный результат эксперимента. Полученные экспериментальные данные по сжиганию этих образцов привели к однозначному выводу: при сжигании образца с информацией выделяется большее количество энергии, чем в другом случае. При этом разница выделившейся энергии совпадает с результатами расчетов, основанных на известных методах определения количества информации. После этого убедительного эксперимента сомнений в материальности информации не остаётся.
Несомненно, что наличие информации является важным условием, определяющим процесс горения. Остается непонятным, служит ли информация только неким катализатором процесса горения, или она непосредственно является источником выделяемой при горении энергии. Подтверждением второго предположения выступает популярная у астрофизиков гипотеза о том, что информация является основным источником энергии, образующейся в ходе термоядерных реакций в звездах. Именно наличие информации обеспечивает стабильность и устойчивость термоядерных реакций.
В пользу этого утверждения свидетельствует тот факт, что до сих пор в лабораторных условиях не реализован процесс управляемой термоядерной реакции. Ученые предположили, что основная причина этих неудач заключается в том, что получаемая плазма не содержит необходимое количество информации. Традиционно в качестве термоядерного горючего используется дейтерий и тритий, которые не содержат информации. Для устранения этого недостатка ученые международного термоядерного центра в качестве альтернативного источника плазмы решили использовать продукты сжигания авторитетных научных журналов, содержащих много информации. Результат превзошел все ожидания. При тех же прочих условиях время удержания плазмы увеличилось на порядок! Плазма существовала до тех пор, пока не выгорела вся информация. Этот эксперимент подтвердил определяющую роль информации в ходе термоядерной реакции. Если в будущем удастся построить промышленный термоядерный реактор, то вполне возможно, что в качестве основного источника топлива для него будут использоваться не дейтерий и тритий, а авторитетные научные журналы и другая информационная макулатура.
Аналогичным образом протекают термоядерные реакции в недрах звёзд, источником энергии которых является информация. Однако, согласно расчетам ученых, вся информация внутри звезд должна была закончиться за многие миллиарды лет их эволюции. Следовательно, во Вселенной должен существовать источник этой информации, питающий недра звезд. До настоящего времени природа этого источника оставалась загадкой. Ответ на эту загадку даёт рассмотренный в начале публикации информационный парадокс Хокинга.
Ученые-космологи рассматривают черные дыры как пространственную сингулярность, обладающую уникальными свойствами. Среди прочего, было обнаружено, что черные дыры могут являться источниками галактических червоточин, или пространственных туннелей, соединяющих их с другими массивными объектами во Вселенной, в том числе и со звёздами. Таким образом, все массивные объекты во Вселенной связаны друг с другом пространственными туннелями, как сообщающиеся сосуды. Именно эти пространственные туннели являются своеобразными транспортными магистралями, по которым информация передается от черных дыр к центрам звёзд. Поэтому поглощаемая черными дырами информация не теряется, а передается в недра звёзд и служит источником энергии термоядерных реакций.
Таким образом, обеспечивается выполнение фундаментального закона природы о сохранении информации. Все рассмотренные явления убедительно и аргументировано подтверждают справедливость основных положений современной физики, квантовой механики и космологии.
Мы становимся свидетелями того, как в современной науке из отдельных несвязанных фрагментов формируется целостная, логичная и непротиворечивая картина мироздания, в основе которой лежит информация с её удивительными и загадочными свойствами.
В публикации использованы материалы научного журнала «News of astrophysics and teplophysics».
https://dzen.ru/a/ZCaR7eWQ9SyHrMdV