Complexity, Entropy and the Physics of Information pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Westview Press

作者:Wojciech H. Zurek (Editor)

出品人:

页数:544

译者:

出版时间:1990-01-22

价格:USD 73.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780201515060

丛书系列:

图书标签:

信息论
复杂性
熵
物理学
信息物理学
统计力学
非线性动力学
计算
热力学
自组织

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具体描述

《信息之海的奥秘：熵、复杂性与宇宙的底层逻辑》这是一部引人入胜的探索之旅，它将带领我们深入理解那些塑造我们宇宙最基本、最深刻的原则：熵、复杂性以及信息本身。本书并非直接阐述某一本特定著作，而是旨在勾勒出这些概念在物理学领域交织所产生的宏伟图景，以及它们如何共同揭示出我们存在的基础。想象一下，我们的宇宙从一个极其有序、能量高度集中的状态演化而来。熵，作为热力学第二定律的核心概念，描述了这种不可逆转的趋势——从有序走向无序，从低概率走向高概率，从信息丰富走向信息稀疏。然而，这并非一个走向衰亡的悲观故事。恰恰相反，熵的增长，在看似混乱的表象下，孕育了前所未有的复杂性。本书将深入探讨“熵”这一概念的物理学根源。我们将回顾热力学定律的经典表述，并进一步理解微观粒子行为与宏观热力学性质之间的深刻联系。我们将触及玻尔兹曼熵的定义，它将宏观熵值与粒子状态的数量联系起来，从而揭示出熵背后隐藏的统计学意义。从黑体辐射的温度计，到气体分子的随机运动，我们将通过一系列生动的物理现象，体会熵是如何在宇宙中无处不在，并驱动着各种过程的发生。然而，熵的增殖并非总是走向纯粹的混乱。在许多情况下，系统在熵增的宏观趋势下，却能够自发地形成高度有序和复杂的结构。这便是“复杂性”的迷人之处。本书将解析“复杂性”在物理学中的不同维度。我们将考察自组织现象，如斐波那契螺旋在植物生长中的体现，以及同步振动在神经元网络中的涌现。我们将探讨分形几何如何描述自然界中无限嵌套的图案，例如海岸线的曲折和闪电的轨迹。这些看似随机的现象，却往往遵循着简洁的生成规则，从而产生出令人惊叹的复杂性。更重要的是，我们将深入探究信息在这一切中的核心作用。信息并非仅仅是数据的堆砌，它代表着对一个系统状态的确定性，是对可能性的一种选择。熵的增加，在某种意义上，也意味着信息的丢失，即系统变得更加模糊和难以预测。反之，当系统演化出复杂结构时，它往往也包含了丰富的信息。本书将深入探讨信息与熵之间的对偶关系。我们将审视信息熵的概念，它量化了不确定性或信息的量。我们将理解，在信息的视角下，宇宙的演化既是一个熵增的过程，也是一个信息生成和组织的过程。本书还将涉足信息论的基石，如香农熵，并探讨它如何被应用于物理学领域。从通信系统的极限，到量子信息的本质，我们将看到信息理论如何提供一种全新的语言来理解物理世界。我们将讨论黑洞信息佯谬，它揭示了量子力学与广义相对论在信息处理方面存在的深刻冲突。我们将探索基因序列中的信息编码，以及物理系统如何在信息层面进行交换和处理。《信息之海的奥秘》并非一本关于某个特定理论的教科书，而是一场思想的盛宴，它鼓励读者从更宏观、更根本的角度审视宇宙。它将引导我们思考：宇宙的起源和演化：从大爆炸的极低熵状态，到如今星系、恒星和生命的涌现，熵和复杂性是如何共同驱动这一切的？生命与意识的本质：生命是否可以被视为一种在熵增环境中，通过信息处理来维持和增加自身复杂性的现象？意识是否是信息组织达到一定程度的必然结果？物理定律的统一性：信息、熵和复杂性是否能成为连接量子力学、统计力学和宇宙学的通用语言？通过对熵、复杂性和信息的深入剖析，本书旨在为读者提供一种新的视角来理解我们所处的宇宙。它将揭示出，在这看似无尽的熵增洪流中，潜藏着生成秩序、孕育生命、创造意义的强大力量。这是一部献给那些对宇宙最深层奥秘充满好奇，并渴望理解信息如何编织出我们存在之网的读者的作品。它将激发思考，拓宽视野，并带来对宇宙一种全新的、深刻的敬畏感。

作者简介

Wojciech Hubert Zurek (born 1951) is a well-known physicist and a Laboratory Fellow at Los Alamos National Laboratory. He is a leading authority on quantum theory, especially decoherence. His work also has a lot of potential benefit to the emerging field of quantum computing.