文/陈思进

在上文《落入“黑洞”，信息真的会消失吗》（《科普时报》2024年02月02日第6版 ）中提到，1月29日，MIT（麻省理工学院）报道，天文学家发现18个黑洞正在吞噬附近的恒星，即已经确认了18个新的TDEs（潮汐破坏事件）——当附近的恒星被潮汐地引入黑洞并被撕裂的极端事件，这些发现使得已知的近宇宙TDEs数量翻了一番；而就在不久之前，来自意大利和西班牙的天文学家可能发现了距离地球最近的黑洞，它们潜伏于离太阳仅150光年远的毕宿星团附近。这些黑洞可能在数百万年前从稠密的星团中喷出，随后在星系内独自游荡。

由此，该文探讨了一下进入黑洞之后，信息是否还是依然守恒、抑或消失的问题。而此问题，又涉及到了信息与能量之间的关系。那就让我们再进一步探讨一下，信息从哪里来，它和能量怎样互换。

信息的涌现和能量的交换是自然界和人类活动中普遍存在的现象，这种关系贯穿了物质世界的方方面面。我们生活在一个信息爆炸的时代，每天都在不知不觉中接收、处理和传递着各种信息，但很少有人思考信息的本质以及它与能量之间的联系。本文将深入探讨这些问题，以期更好地理解信息的奥秘以及信息与能量之间微妙的互动关系。

信息的多元来源

首先，让我们来看信息的来源。信息并非凭空产生，而是源于自然界和人类活动。在自然界中，许多过程都包含着信息的产生和传输，比如生物体内的化学信号、动物之间的声音交流、星际空间中的射电信号等。人类活动也是信息的重要来源，无论是书写、语言交流、艺术创作还是科学研究，都产生了大量的信息。

同时，人类还通过技术手段创造和产生信息。从最早的文字、纸张，到现代的互联网、通信技术，人类创造了各种工具和平台，用于存储、传输和处理信息。信息的产生与技术的发展密不可分，科学家和工程师们不断创新，推动着信息技术的进步，使得信息的产生和利用变得更加高效和便捷。

信息的本质

从信息的来源可以看出，信息不同于物质，而是对事物状态、属性或关系的描述或表示，可以以文字、图像、声音等形式存在。例如，当你在微信上和亲友聊天，相互发送文字、图片、小视频，以及文件等，就是信息的载体。它们通过电信号在你和亲友的微信之间传输，改变了你对某个主题的认知或了解。

信息与能量的密切关系、甚至互换

而能量则是宇宙中的基本物理量，以多种形式存在，包括热能、电能、光能等。尽管信息和能量是两种不同的物理量，但它们之间存在着密切的关系，可以相互转化和影响。

在物理学中，有一条基本原理是能量守恒定律，即能量在封闭系统内是不会减少或增加的。那么，信息与能量之间是否存在类似的关系呢？

信息的传输和处理确实需要能量的支持。例如，发送电子邮件需要电能来驱动计算机和网络设备，接收手机信号需要消耗电池中的能量。而在信息的传输过程中，也会伴随着能量的损耗，比如信号在传输过程中受到干扰导致信息丢失或错误。因此，信息的产生和传输往往需要能量的输入和消耗。

另一方面，信息也可以被视为一种形式的能量。在量子物理中，信息被认为是一种重要的物理量，它与能量、动量等物理量具有等价的地位。例如，黑洞信息丢失问题就涉及到了信息与能量之间的关系。一些理论认为，当物质进入黑洞后，其信息会永久丢失，这可能与能量的特殊性质有关。

总的来说，信息与能量之间存在着复杂而微妙的关系。它们既相互依存，又相互转化。理解信息与能量之间的互换关系，有助于我们更好地利用和管理信息资源，推动信息技术的发展和应用。

信息与未来的挑战

随着科技的发展，人类对星际移民的探讨越来越多，而能源和信息成为了其中的关键因素。让我们打开脑洞，想象一下未来人类移居到距离地球1000光年的宜居星球这样的挑战时，我们不得不思考解决这些问题的可能方案。在探索这个问题的过程中，我们必将深入探讨信息的本质以及信息与能量之间的关系。这将有助于我们更好地理解人类星际移民的可能方式。

我们首先要面对的是能量的问题。以目前的技术水平，要让人类到达这样遥远的地方是几乎不可能的。然而，我们可以通过发送信息来实现星际移民。通过利用信息技术，我们可以将人类的基因信息或生物数据发送到目标星球，然后在那里利用当地的资源复制人类。这种方法能够避免长时间的太空旅行和巨大的能量消耗，从而更为便捷和可行。

另一种可能的方法是利用纳米技术和自复制机器人。我们可以将纳米机器人发送到目标星球，然后利用它们在当地建造基础设施和生存环境。随后，我们可以将人类的基因信息发送过去，并利用当地的资源复制人类。这种方法同样能够减少能量消耗，并且可以更快速地实现星际移民。

结语

信息从宇宙的起源开始就存在着，它是宇宙演化的基础和动力之一。在探索信息的来源和与能量的关系时，我们不仅需要考虑其理论层面，还要思考其在实际应用和未来发展中的意义和影响。通过深入研究和探索，我们可以更好地理解和利用信息资源，推动科学技术的进步和社会的发展。信息与能量之间的互换关系将为人类社会的未来带来更多的机遇和挑战。

信息论的研究不仅拓展了我们对信息本质的认识，也深化了我们对能量与信息之间关系的理解。信息的产生和传输是一个复杂而精密的过程，它涉及到物理、数学、工程等多个领域的知识。随着科学技术的不断进步，我们相信对信息与能量之间关系的探索将会有更深入的认识，为人类社会的发展和进步带来新的机遇和挑战。

最后，再顺便给刚出版、全球发行的繁体字版科幻小说《超时空拯救》打个call，其中就描写了信息和能量在前后两个时空之间的交互。

2024年02月20日写于上海老宅