Bit per Joule 比特每焦耳
I was thinking about an interesting problem:
Since energy can be seen as entropy and workable energy has smaller entropy, so who can tell me ideally, via any kind of machine, how many bit of information can be added to a system if we add one Joule to the system. For instance, in the modern computer, 1 Joule can drive the computer to output several digits of random binary bits. A programmer can take calorie everyday and write thousands lines of code. My question: what’s the ideal machine in the universe that has the most productivity? (Or there are identical, just differs in different forms? What’s the value of that constant if it’s a constant?) Or, is it the right question?
I will award 50$ for the first person who can come up with the systematic explanation to all the questions above, seriously. Send me email [youxu @t wustl.edu]
—- Chinese Edition———–
我最近突然有个很奇怪的想法, 就是怎么衡量在信息社会, 一个系统的信息生产效率. 我们都知道, 所有的可用能量输入封闭系统后, 如果全部利用后减去被系统存储的活动能, 剩余的就是熵. 按照热力学第二定律, 封闭系统的熵是不减少的.
这个能量来到系统中, 如果做功, 我们自然可以算系统的能量转化比. 假如这个能量不是用来做功, 而是生成信息呢? 比如, 人吃饭, 写字. 就是能量到信息的过程. 这个过程, 最佳转化率能达到多少? 如果信息熵和热力学熵有某种等价关系的话, 可以把系统的热力学熵也归为信息熵. 那么, 一焦耳的活动能, 最后变成了多少比特呢? 如果这个是个常数, 能否求出这个常数? 如果不是常数, 这个宇宙中”生产率”最高的系统的转化比又是多少呢?
大家踊跃想想, 这个问题很有趣. 我将给第一个系统的解决所有问题的人发50美元小奖. [youxu [@t] wustl.edu ]
anonymous said,
December 16, 2007 @ 1:59 am
我觉得那个”生产率”应该能做到趋向无穷大。
考虑表示1比特信息需要多少能量,
如果对于一个内部是”热寂”或者真空（指真正意义上的什么都没有，应该可以和热寂看作一回事）状态的系统表示的信息量为零，
进入质量，视作等同于进入能量
那么比如进入的一个微弱，不管有多弱，的电磁波，就能携带很多信息（波长，频率，方向什么的很多很多)。
或者如果认为一个系统当前状态的信息量为0，改变即信息。
那么用趋近0的能量，能对其造成趋近0的改变，比如某个粒子改变了速度，但这个向量的无限精确的就有可能耗费海量的比特
所以我猜最后可能归结为宇宙里能量的最小单位是什么（难道和普朗克常熟有关系？不是学物理，google到的，不确定）
anonymous said,
December 16, 2007 @ 2:02 am
gmail
Zhang said,
December 16, 2007 @ 2:07 am
哈哈，那我也提一个，为什么某些问题的计算要比另一些难呢？是不是在某些问题里面，它所包含的信息多？
anonymous said,
December 16, 2007 @ 2:10 am
leave a comment 好难呀
我觉得那个”生产率”应该能做到趋向无穷大。
考虑表示1比特信息需要多少能量,
如果对于一个内部是”热寂”或者真空（指真正意义上的什么都没有，应该可以和热寂看作一回事）状态的系统表示的信息量为零，
进入质量，视作等同于进入能量
那么比如进入的一个微弱，不管有多弱，的电磁波，就能携带很多信息（波长，频率，方向什么的很多很多)。
或者如果认为一个系统当前状态的信息量为0，改变即信息。
那么用趋近0的能量，能对其造成趋近0的改变，比如某个粒子改变了速度，但这个向量的无限精确的就有可能耗费海量的比特
所以我猜最后可能归结为宇宙里能量的最小单位是什么（难道和普朗克常熟有关系？不是学物理，google到的，不确定）
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我在想是不是因为测量不可能无限精确, 决定了一个量子携带的信息量是有限的. 假如投入无限的能量去测量, 整个系统的输出的信息量, 实际上就是无限的能量投入得到的. 这个 能量比特比 不见得高.
aw said,
December 18, 2007 @ 9:55 am
关注此问题。非常关注。
Zhang said,
December 19, 2007 @ 11:39 pm
忘了替了，我上面那个问题，已经有人帮我悬赏了1000000美金，比youxu的多多了，大家有空多想想啊。
btw，在很多地方看到过aw类似于上面这样的留言，这跟人工spam有什么区别？
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哈哈哈哈 千年大奖是吧?
hi said,
December 20, 2007 @ 12:21 am
没有关系！！！
Rain said,
December 21, 2007 @ 10:29 am
to zhang:
这是个匹配不匹配的问题。
我猜想：
No Free Lunch ( NFL )可以推广到更大的范围里成立
Amnesia said,
December 24, 2007 @ 12:12 am
呵呵 可能只有上确界却达不到啊^_^