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Der Informationsbegriff in der Physik

150 Beiträge, Schlüsselwörter: Information, Informationsbegriff

Der Informationsbegriff in der Physik

30.07.2019 um 17:07
mojorisin schrieb:Das ist ein Fehlschluss denn es gibt ja, wie du selbst schreibst
Wissen wir aber erst mit Sicherheit, sobald wir die Eigenschaften schwarzer Löcher besser verstehen. Ich will dieses Fass jetzt nicht mehr aufmachen, es handelt sich trotzdem um eine mögliche Einschränkung der Gültigkeit deiner Aussage...


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30.07.2019 um 17:11
Arrakai schrieb:Wissen wir aber erst mit Sicherheit, sobald wir die Eigenschaften schwarzer Löcher besser verstehen.
Falls du damit das Informationsparadoxon bei Schwarzen Löchern meinst, da lese ich gerade einen netten Beitrag bei spektrum.de

Bin aber noch nicht mal bei der Hälfte angekommen und werde das sicher noch 2 weitere Male lesen müssen :D

https://www.spektrum.de/magazin/das-informationsparadoxon-bei-schwarzen-loechern/823827


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30.07.2019 um 17:42
@Arrakai
Arrakai schrieb:d.h. thermische Energie lässt sich nie komplett in potentielle Energie zurückverwandeln.
Ok dem widersrpreche ich nicht in der Realität. Zumindest im idealen adiabatischen System kann man aber ohne Entropieänderung arbeiten.
Arrakai schrieb:Potentielle Energie wird (makroskopisch betrachtet) eben nicht zu 100 % in kinetische Energie umgewandelt.
Nun ja aber die Aussgangsfrage war welche Energieformen es gibt. Und ich bleibe dabei das man alle Energieformen auf potentielle und kinetische Energien zurückführen kann. Wärmeenergie setzt sich zusammen aus potnetielle und kinetischer Energie, chemische Energie genauso, auch die Kernenergie etc.
Die Lagrange-Funktion benötigt nur kinetische und potnetielle Energie. Daraus lassen sich sämtliche physikalischen Gesetze herleiten.


Und so denke ich auch das es eine grundlegende Form der Information gibt aus der sich die anderen Formen ergeben. Deswegen dieser Link: Wikipedia: Physical_information#Extreme_physical_information
Arrakai schrieb:Ja. Steht m.E. aber im Widerspruch zu deiner Aussage bzgl. Sinneswahrnehmung.
Wieso?
Arrakai schrieb:Und ohne dieses Argument könnte es sie schon geben, die Information, die von der Wahrnehmung des Menschen abhängt.
Wie könnte man sich ein INformation vorstellen die von der Wahrnehmung des Menschan abhängt und fundmaental für die Physik ist? Und falls du recht hast, wie könnte man das mit dem Prinzip vereinbaren das die Gesetze der Physik im gesamten Univerum gleich sind, wenn doch ein Teil der Gesetze von der Wahrnehmung des Menschen abhängt? Ich halte das für keinen guten Ansatz weil sich direkt Fragen stellen ob die Gesetze der Physik dann wiederum von der Wahrnehmung des Menschen abhängt, was zu absurden Schlussfoglerungen führt.
Arrakai schrieb:Wissen wir aber erst mit Sicherheit, sobald wir die Eigenschaften schwarzer Löcher besser verstehen.
Thermodynamik der schwarzen Löcher ist halt ein nicht ganz einfaches Thema und wir können dazu hier auch nichts diskutieren. Meine Ansatz ist eben der, erstmal ein paar grundlegendere Fragen zu klären, die in der Physik auch gefestigt sind, also z.B. erstmal klassische Thermodynamik. Allein das ist ja schon schwer genug.


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30.07.2019 um 18:09
Peter0167 schrieb:Falls du damit das Informationsparadoxon bei Schwarzen Löchern meinst, da lese ich gerade einen netten Beitrag bei spektrum.de
Interessanter Link. Ich hab es nur schnell überflogen, aber beschreibt es nicht quasi die von Hawking postulierte Strahlung, also das mit Teilchen und Anti-Teilchen, sozusagen eine Kopie der Information? Und diese "Geschichte" versucht es plausibel zu konformitieren?
mojorisin schrieb:Wie könnte man sich ein INformation vorstellen die von der Wahrnehmung des Menschan abhängt und fundmaental für die Physik ist? Und falls du recht hast, wie könnte man das mit dem Prinzip vereinbaren das die Gesetze der Physik im gesamten Univerum gleich sind, wenn doch ein Teil der Gesetze von der Wahrnehmung des Menschen abhängt? Ich halte das für keinen guten Ansatz weil sich direkt Fragen stellen ob die Gesetze der Physik dann wiederum von der Wahrnehmung des Menschen abhängt, was zu absurden Schlussfoglerungen führt.
Das klingt für mich plausibel und logisch, und damit verstehe ich den Begriff Information auch im Sinne der Physik.


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30.07.2019 um 18:13
Da ich ahne es mal wieder alles falsch zu verstehen, frage ich mal: Was spricht noch mal gegen die Hawking-Strahlung?


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30.07.2019 um 18:22
Peter0167 schrieb:Falls du damit das Informationsparadoxon bei Schwarzen Löchern meinst, da lese ich gerade einen netten Beitrag bei spektrum.de
Danke! Sobald ich etwas mehr Ruhe habe. :)
skagerak schrieb:Da ich ahne es mal wieder alles falsch zu verstehen, frage ich mal: Was spricht noch mal gegen die Hawking-Strahlung?
Mathematisch kann ich’s nicht beurteilen Ansonsten halt die Tatsache, dass nach dem Zerstrahlen des Schwarzen Lochs alle darin gespeicherte Information mit zerstrahlt ist...


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30.07.2019 um 18:25
Arrakai schrieb:Mathematisch kann ich’s nicht beurteilen Ansonsten halt die Tatsache, dass nach dem Zerstrahlen des Schwarzen Lochs alle darin gespeicherte Information mit zerstrahlt ist...
Okay, das verwirrt mich grad etwas.

Schnell mal gegoogelt und aus folgendem Link zitiert:

hawkings-letzter-artikel-erschienen
Schon in den 1970er Jahren postulierte Hawking die nach ihm benannte Hawking-Strahlung. Demnach bilden sich am Rand eines Schwarzen Lochs durch Quantenfluktuationen ständig kurzlebige Paare aus Teilchen und ihre Anti-Teilchen. Eines davon wird eingesogen, die Energie des anderen kann als Strahlung entkommen. Bei sehr kleinen Schwarzen Löchern kann diese Hawking-Strahlung sogar dazu führen, dass sich die Singularität komplett auflöst.


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30.07.2019 um 19:03
mojorisin schrieb:ich habe dazu was gefunden ...
Das muss hier rein:

Wikipedia: It_from_Qubit
https://www.simonsfoundation.org/mathematics-physical-sciences/it-from-qubit/
uatu schrieb:Falls das Universum eine Simulation ist, folgt daraus, dass über Änderungen des Sourcecodes alles -- absolut alles! -- möglich ist, z.B. dass die Erde morgen früh ein Würfel ist, in jeder Himmelsrichtung eine Sonne aufgeht, und jeder ein unsichtbares rosa Einhorn in der Garage stehen hat. Genau diese völlige Beliebigkeit führt dazu, dass Diskussionen darüber sehr wenig Wert haben.
Weiß nicht, erstmal gehe ich davon aus, dass das Universum auch Informationen nicht in Raumzeit und Energie verwurstet hat, ich sage mal Pi, wo kommt die Zahl her? Man braucht gar nichts dafür, ja Kreis auf Kugel und es schaut anders aus, ändert aber nichts an Pi generell und in der Ebene. Und die Naturgesetze, kann man nur messen, errechnen, nicht erklären, wie kommt es, dass die Ladung eines Elektrons aber so was von genau dem Gegenteil der des Protons entspricht, so das Jupiter der auch vielen beider Teilchen besteht neutral ist?


Wollte nur mal den Einstieg hier haben ... ;)


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30.07.2019 um 20:53
@Arrakai
Arrakai schrieb:Information mit zerstrahlt ist...
Ich habe das auch schon oft gelesen, aber was versteht man da genau unter Informatiion. Wie wird Information bei einem Schwarzen Loch quantifiziert?


@Peter0167
Peter0167 schrieb:Falls du damit das Informationsparadoxon bei Schwarzen Löchern meinst, da lese ich gerade einen netten Beitrag bei spektrum.de
In dem Text steht:
Warme Objekte sind zudem durch ihre Entropie charakterisiert – ein Maß für innere Unordnung, das mit der Informationsmenge zusammenhängt, die das System zu speichern vermag. Stellen wir uns ein Kristallgitter mit n Knoten vor; an jedem sitzt entweder ein Atom oder keines. Somit enthält jeder Knoten eine Informationseinheit oder ein Bit. Das gesamte Gitter enthält n Bits. Weil jeder Knoten zwei Zustände annehmen kann, die sich auf n Arten miteinander kombinieren lassen, befindet sich das Gesamtsystem in einem von 2n Zuständen (von denen jeder einer anderen Atomanordnung entspricht). Die Entropie eines Systems ist definiert als der Logarithmus der Anzahl möglicher Zustände. Sie ist ungefähr gleich n, also der Zahl, welche die Informationskapazität des Systems angibt.
So weit denke ich sind wir hier auch schon gekommen. Das ist im Prinzip genau das was in den geposteten Wiki-Links steht.

Weiters:
Ich glaube, der Computer ist verdampft; später kamen seine Energie und Masse in Form von Wärmestrahlung wieder heraus. Die Widerspruchsfreiheit der Quantenmechanik erfordert, daß diese Verdampfungsenergie auch die gesamte im Computer gespeicherte Information mit fortgetragen hat."
Wie kann "Verdampungsenergie" Information fortragen? Ich weiß die Antwort dazu nicht, aber es sind genau die Sätze über die ich sehr gerne drüber lese und so denke: "Alles klar habe ich verstanden". Nur ist das leider überhaupt nicht so. Ich weiß nicht ob es dabei nur mir so geht.

Eine wesentlich einfachere Frage als die Thermodynamik am Schwarzen Loch wäre z.B.: Wenn wir ein angeregts Atom haben das nach einer bestimmten Zeit ein Photon aussendet, wie verhält es sich mit der Information. Wie berechnet sich die INformation vor und nach dem Emittieren des Photons? Wenn hier jemand Materials oder Antorten hat wäre ich dankbar.


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30.07.2019 um 21:29
Zum Vergleich Entropie und Information:
Kann man nun also Entropie und Information (bis auf den Proportionalitätsfaktor) ein-fach gleichsetzen? Dazu muss man die Bedeutung der pi betrachten: In der thermodynamischen Entropie sind die pi Wahrscheinlichkeiten von Mikrozuständen, genauer: Die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Energiezustände eines materiellen Systems. Bei der Informationsentropie bedeuten diese pi dagegen die Eintrittswahrscheinlichkeiten beliebiger, inhaltlich nicht spezifizierter Ereignisse. Soweit diese Ereignisse nicht den mechanischen Grundgesetzen gehorchen, braucht die Informationsentropie auch nicht dem 2. Hauptsatz zu genügen! Die Informationsentropie (und der damit festgelegte Informationsbegriff) ist also allgemeiner als die thermodynamische Entropie. Erst wenn man die pi im Sinne der statistischen Thermodynamik festlegt, kann man gleichsetzen: S=kB ln 2. Für Entropie- und Informationsänderungen gilt ∆S=kBln 2·Ipot und ∆S=−kBln 2·Iakt.
Damit ist nun eine informationstheoretische Interpretation der thermodynamischen Entropie möglich: Die Entropie misst die potentielle Information des Experimentators. Sie misst,wie viel derjenige, der den Makrozustand kennt, noch wissen könnte, wenn er auch den Mi-krozustand kennen lernte (C. F. v. Weizsäcker, [Wei74, Lyr02]). Bei zunehmender Entropie nimmt diejenige Menge an Wissenzu, die der Kenner des jeweiligen Makrozustan-des nicht hat, aber durch Messung des jeweiligen Mikrozustandes (prinzipiell) gewinnen könnte. Oft spricht man auch von Entropiezunahme = Informationsabnahme. Hier ist diea ktuelle Information gemeint! Die Verwechslung von aktueller und potentieller Information hat seit Brillouin einige Verwirrung und Vorzeichen-Unklarheiten in der Literatur gestiftet.
https://www.uni-ulm.de/~phaegele/Vorlesung/Grundlagen_II/_information.pdf

Im letzten Abschnitt zeigt sich eine Verbindung zum Satz im Eröffnungsthread:
Peter0167 schrieb:In der statistischen Physik ist die fehlende Information eines Systems die Information, die benötigt wird, um herauszufinden, in welchem Zustand sich ein System befindet


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30.07.2019 um 21:38
mojorisin schrieb:und so denke: "Alles klar habe ich verstanden". Nur ist das leider überhaupt nicht so. Ich weiß nicht ob es dabei nur mir so geht.
Ich denke mal, das wird nur dir so gehen, wir andern denken sofort "Kein Wort davon verstanden." und dem ist dann auch so. :D
mojorisin schrieb:wie verhält es sich mit der Information. Wie berechnet sich die INformation vor und nach dem Emittieren des Photons?
Ich denke mal, das geht in die Richtung Quanteninformationsverarbeitung (Stichwort: Qubit). Während man es beim "klassischen" Bit nur mit 0 oder 1 zu tun hat, hat das Qubit deutlich mehr zu bieten, z.B. Polarisation, Phase, Spin, ... und womöglich sogar noch mehr. Daher sind Photonen als Informationsträger ja auch so interessant. Die Frage ist nur, wie zuverlässig ist die Manipulation von Qubits. Sobald es dafür serienreife Technologien gibt, wird sich so einiges in der Informationsverarbeitung bewegen. :D


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30.07.2019 um 23:46
@Peter0167
Peter0167 schrieb:Ich denke mal, das wird nur dir so gehen, wir andern denken sofort "Kein Wort davon verstanden." und dem ist dann auch so.
Wenn du kein Wort davon verstehst, oder zumindest glaubst zu verstehen, brichst du dann das Lesen nicht ab? Ich habe mich schon an eineigen Texten versucht und hab es dann sein gelassen, weil mir schlicht die GRundlagen fehlten und ich nicht weiß um was es ging. Es gab aber auch viele Texte da dachte ich, ja alles klar, und später fand ich dann heraus, so klar war da gar nichts. Der zweite Fall ist leider der öftere :-)

Zum Thema: Es gab exakt denselben Thread auch schon im Abnteuer-Universum und dort gibt es einen sehr guten Beitrag:
entropie heisst demnach auch die unkenntnis über quantzustände eines systems. beispiel: ein raum voller gas: das makroskipische system wird durch druck, temperatur und volumen beschrieben, über die mikroskopischen freieheitsgrade, den 10^25 quantenzuständen des systems zum messzeitpunkt ist nichts bekannt. die entropie ist daher sehr hoch.im prinzip ~ log(10^25-3) (die 3 die das makrosokopischce system charakterisieren).
und jetzt kommts:
wenn ich zu alle quantenzustände kenne kann ich dagegen die entropie des systems als klein bezeichnen, nämlich 0 alias maximal mögliche kenntnis der information ist das jetzt ein widerspruch ? scheinbar ja, aber praktisch nicht. denn wenn ich ich alle quantenzustände kenne, ist die wahrscheinlichkeit dass genau dieser quantenzustand nach einer manipulation zb vertauschungen von teilchen, wieder eingenommen wird verschwindend gering.

wenn ich aber nur druck/temperatur/volumen als information ansehe, führen sehr sehr viele manipulationen (vertauschungen) wieder auf denselben wert von druck,temparur und volumen. bezüglich dieser information ist die entropie also sehr hoch.
https://abenteuer-universum.de/bb/viewtopic.php?t=2410#p33223


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31.07.2019 um 01:24
mojorisin schrieb:Wenn du kein Wort davon verstehst, oder zumindest glaubst zu verstehen, brichst du dann das Lesen nicht ab?
Doch. Habe ich vorhin auch gemacht, bin bei diesem Text exakt bis (incl.) zur Einletung gekommen (Kapitel 1) ...

https://mediatum.ub.tum.de/doc/602970/602970.pdf

--- dann musste ich abbrechen. Bis dahin war es jedoch sehr informativ :D


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31.07.2019 um 07:29
@Peter0167
Peter0167 schrieb:--- dann musste ich abbrechen. Bis dahin war es jedoch sehr informativ :D
Eine DIssertation ist eine Facharbeit, am Anfang kommt normalerweise der momentane Stand der Forschung, der aber arg komprimiert. SCHließlich is eine Dissertation auch kein Lehrbuch und die Leute aus dem Fach wollen auch neues wissen und nicht jedemal den Stand der Technik.

Wenn jemand Fachfremdes da alles sofort verstehen würde, hätte der Doktorand etwas falsch gemacht :-)

Zurück zum Thema. DU hast dich ja geschrieben:
Peter0167 schrieb:Damit soll nun ab sofort Schluss sein, ich hoffe doch sehr, dass wir hier gemeinsam Klarheit schaffen werden, insofern das überhaupt möglich ist :D
In wie fern sind die Fragen für dich geklärt? Was sind noch offene Fragen?


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31.07.2019 um 10:45
mojorisin schrieb:In wie fern sind die Fragen für dich geklärt? Was sind noch offene Fragen?
Gute Idee, bei solch einem Thema macht es Sinn, einfach mal einen Zwischenstop einzulegen und Bilanz zu ziehen. Umfassende Klarheit wird sich bei mir wohl nie einstellen, allein schon der Mathematik wegen, aber ein paar Zusammenhänge sind dennoch hängengeblieben, so z.B. die Sache mit den fehlenden Informationen in Vielteilchensystemen, und wie die einem dennoch statistische Aussagen zum Makrozustand erlauben.

Ich werde mich auch ganz sicher noch mit Ludwig Boltzmann beschäftigen, vielleicht bei gegebenen Anlass im Jahrestage-Thread, für mich ist diese Art der Auseinandersetzung mit einem Thema jedenfalls sehr hilfreich, weil sich die Dinge so besser einprägen, wenn man die Personen und historischen Hintergründe kennt, aber auch die Bedingungen unter denen die Entdeckungen gemacht wurden.

Weiterhin habe ich gelernt, dass für die Übertragung von Information ein Informationsträger benötigt wird, daher ja auch die Sache mit der maximalen Informationsübertragungsgeschwindigkeit. Wie da die Quantenverschränkung reinpasst, bei der ja wohl keine echte Informationsübertragung stattfindet, müsste ich unbedingt noch mal vertiefen.

Weiterhin hat sich in der Diskussion herausgestellt, dass man bei einem interdisziplinären Begriff wie der Information höllisch aufpassen muss, wo und wie man ihn verwendet, was nicht so einfach ist, da es auch zahlreiche Schnittmengen gibt.

Was ich bisher ein wenig vermisst habe, sind ganz konkrete Beispiele, anhand derer man mal klären kann, was genau mit Information gemeint ist, und ob Information eine eigenständige physikalische Größe ist, die geeignet ist, ein System so beschreiben zu können, wie es z.B. mit Aussagen zur Masse, Dichte, Temperatur, etc. möglich ist. Das Photon spielte ja hier schon häufiger eine Rolle, machen wir doch daran einfach mal fest, was für Informationen wir genau von einem Photon nutzen können.

Ist z.B. die Polarisation bereits die Information, oder wird die eigentliche Information entsprechend der Polarisation erst zugewiesen, also z.B. bei vertikaler Polarisation ist die Information 1, bei horizontaler wäre es 0. Denn dann käme die Information ja erst mehr oder weniger willkürlich zustande. Und haben wir es bei unpolarisierten Photonen mit den bereits thematisierten "fehlenden Informationen" zu tun. Und lassen sich z.B. verschiedene Eigenschafte kombinieren, um den Informationsgehält zu erhöhen, z.B. Spin mit Polarisation oder magn. Dipolausrichtung etc...

Das Informationsparadoxon bei Schwarzen Löchern habe ich auch noch nicht verstanden, zumindest würde ich gern grob wissen, worum es da eigentlich geht, also speziell um welche Informationen, und was ist daran so paradox. Aber nach dem, was ich bisher gelesen habe, gibt es da auch noch keinen Konsens.

Vielleicht sollte ich es auch nicht so übertreiben, und mich erst mal wieder mit was anderem beschäftigen. Man kann das Thema ja später noch mal aufgreifen.


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31.07.2019 um 11:45
Peter0167 schrieb:Weiterhin habe ich gelernt, dass für die Übertragung von Information ein Informationsträger benötigt wird, daher ja auch die Sache mit der maximalen Informationsübertragungsgeschwindigkeit. Wie da die Quantenverschränkung reinpasst, bei der ja wohl keine echte Informationsübertragung stattfindet, müsste ich unbedingt noch mal vertiefen.
Jetzt bin ich wieder etwas durcheinander.
Wenn ich @mojorisin richtig verstanden habe, geht es bei Information in der Physik doch nicht um kommunikationsabhängige Information, also geht es bei Deiner Feststellung wiederum um den alltäglichen Begriff der Information, oder nicht?
Das Informationsparadoxon bei Schwarzen Löchern habe ich auch noch nicht verstanden, zumindest würde ich gern grob wissen, worum es da eigentlich geht, also speziell um welche Informationen, und was ist daran so paradox. Aber nach dem, was ich bisher gelesen habe, gibt es da auch noch keinen Konsens
Diesbezüglich hat mir persönlich der Link von Dir geholfen: Das Informationsparadoxon bei Schwarzen Löchern

Wenn ich das richtig verstanden habe, geht es darum dass einerseits einem Schwarzen Loch absolut nichts entkommen kann, also auch keine Information im physikalischen Sinn. Andererseits gibt es Überlegungen, ob man am Horizont nicht sowas wie einen Fingerabdruck der einverleibten Materie, also Information "sehen" könnte. Das beides widerspricht sich eigentlich, aber auch dazu gibt es wohl Überlegungen da eine Verbindung hinzubekommen. So oder so ähnlich hab ich es verstanden.


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31.07.2019 um 12:01
skagerak schrieb:geht es bei Information in der Physik doch nicht um kommunikationsabhängige Information
Ich weiß nicht, was du jetzt mit "kommunikationsabhängig" meinst. In meinen von dir zitierten Text geht es darum, dass Information transportiert werden kann, und dafür ein Informationsträger benötigt wird. Interessanterweise habe ich diese Information aus deinem ersten Beitrag hier auf Seite 1, daher verstehe ich weder deine Verwirrung, noch wie du auf kommunikationsabhängig kommst.
skagerak schrieb:Wenn ich das richtig verstanden habe, geht es darum dass einerseits einem Schwarzen Loch absolut nichts entkommen kann, also auch keine Information im physikalischen Sinn.
Skurilerweise war diese Information ja vorher im Universum verfügbar, und damit auch Teil des endlichen Informationsgehaltes des Universums. Nachdem sie durch das Schwarze Loch nicht mehr zugänglich ist, fehlt sie quasi dem Universum, und was man mit fehlenden Informationen statistisch alles machen kann, haben wir ja bereits gehört :D

Was mir noch nicht einleuchten will, wieso soll es ein Problem sein, wenn Information verschwindet? Ist Information eine Erhaltungsgröße wie die Energie? Wird hier Information (fälschlicherweise?) mit Energie gleichgesetzt? Daher ja auch mein dringender Appell, Begriffe richtig zu verwenden, ... und ja, ich weiß das mir das auch nicht immer gelingt, aber ich gebe mir Mühe. :D


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31.07.2019 um 12:21
Peter0167 schrieb:Ich weiß nicht, was du jetzt mit "kommunikationsabhängig" meinst. In meinen von dir zitierten Text geht es darum, dass Information transportiert werden kann, und dafür ein Informationsträger benötigt wird. Interessanterweise habe ich diese Information aus deinem ersten Beitrag hier auf Seite 1, daher verstehe ich weder deine Verwirrung, noch wie du auf kommunikationsabhängig kommst.
hmm, okay, ich versuch´s mal. Es ist richtig, wenn man Information kommunizieren möchte, sprich transportieren, denn braucht man einen Informationsträger. Aber Information i.S.d. Physik existiert ja auch unabhängig davon ob sie, na sagen wir mal beobachtet wird, also kommuniziert wird. Ganz im Gegensatz zur alltagsbegrifflichen Information.
Peter0167 schrieb:Skurilerweise war diese Information ja vorher im Universum verfügbar, und damit auch Teil des endlichen Informationsgehaltes des Universums. Nachdem sie durch das Schwarze Loch nicht mehr zugänglich ist, fehlt sie quasi dem Universum, und was man mit fehlenden Informationen statistisch alles machen kann, haben wir ja bereits gehört
Joa, so weit unklar :)
Was mir noch nicht einleuchten will, wieso soll es ein Problem sein, wenn Information verschwindet?
... dass es wohl Überlegungen gibt, dass sie doch nicht ganz verloren sein könnte. Paradox halt.

Aber so weit nur mein Verständnis. Ich irre mich empor..hoffentlich ;)


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31.07.2019 um 12:42
@Peter0167
Peter0167 schrieb:Skurilerweise war diese Information ja vorher im Universum verfügbar, und damit auch Teil des endlichen Informationsgehaltes des Universums. Nachdem sie durch das Schwarze Loch nicht mehr zugänglich ist, fehlt sie quasi dem Universum, und was man mit fehlenden Informationen statistisch alles machen kann, haben wir ja bereits gehört
Mit dem SL ist es komplizierter, ich kenn emich da auch nicht so aus daher zitiere ich aus dem anderen Forum:
Also fordert man die universelle Gültigkeit der QM.

Und damit behauptet man gleichzeitig, dass das Bild der Hawkingstrahlung (sowie der Nichtberücksichtigung der Freiheitsgrade des Gravitationsfeldes) nur eine unvollständige Näherung ist. Und das ist sie tatsächlich, das weiß man auch! Hawking's Rechnung ist nur in einem Spezialfall gültig, die ART (Raumzeit) bleibt klassisch. Dieses Bild ist aber nachweislich mathematisch inkonsistent und kann insbs. für starke Krümmung oder schnelle, nicht-stationäre Lösungen nicht mehr aufrechterhalten werden.

Also fordert man seine Vervollständigung. Und diese sucht man im Rahmen einer Quantengravitationstheorie - für die die Unitarität per Konstruktion wieder gilt.
https://abenteuer-universum.de/bb/viewtopic.php?f=4&t=2410&sid=4720e407bd5b35443193e205b205165b&start=25#p33306

Man sieht, man schlägt sich mit nicht-stationären Lösungen herum (Gleichungen die von der Zeit abhängig sind) und das Informationsproblem ist ein Problem der Unitarität (Es geht hier um Zeitsymmetrie). Alles keine einfache Kost, da man sich hier im Rahmen der QM befindet und im Rahmen der ART. Ich finde das kein gutes Beipiel, sich dem Phänomen der Information in der Physik zu nähern. Man sollte vom einfachen zum komplizierten gehen, nicht andersherum.

Grundlegend für Information in der Physik ist Entropie und damit Mikrozustände. Mikrozustände sind definiert im Phasenraum (also im einfachsten Fall wie schnell ist ein Teilchen und wo befindet es sich). Daher war mein Ansatz damit zu starten was überhaupt der Phasenraum ist und wie man Mikrozustände beschreibt. Wenn man das zumindest vom Konzepot her versteht, kann man das Konzept der Entropie verstehen und sich damit dann auch mit dem Informationsbegriff in der Physik auseinandersetzen.

@Peter0167
Peter0167 schrieb:Was ich bisher ein wenig vermisst habe, sind ganz konkrete Beispiele, anhand derer man mal klären kann, was genau mit Information gemeint ist, und ob Information eine eigenständige physikalische Größe ist, die geeignet ist, ein System so beschreiben zu können,
Ich werde heute noch mal was dazu schrieben wenn ich etwas Zeit habe, aber ich fand diesen Absatz sehr gut:
entropie heisst demnach auch die unkenntnis über quantzustände eines systems. beispiel: ein raum voller gas: das makroskipische system wird durch druck, temperatur und volumen beschrieben, über die mikroskopischen freieheitsgrade, den 10^25 quantenzuständen des systems zum messzeitpunkt ist nichts bekannt. die entropie ist daher sehr hoch.im prinzip ~ log(10^25-3) (die 3 die das makrosokopischce system charakterisieren).

wenn ich zu alle quantenzustände kenne kann ich dagegen die entropie des systems als klein bezeichnen, nämlich 0 alias maximal mögliche kenntnis der information ist das jetzt ein widerspruch ? scheinbar ja, aber praktisch nicht. denn wenn ich ich alle quantenzustände kenne, ist die wahrscheinlichkeit dass genau dieser quantenzustand nach einer manipulation zb vertauschungen von teilchen, wieder eingenommen wird verschwindend gering.
https://abenteuer-universum.de/bb/viewtopic.php?f=4&t=2410#p33223

Worin ich mir aber noch nicht klar bin ist ob Entropie und Information mathematisch dasselbe sind.


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31.07.2019 um 13:12
mojorisin schrieb:Worin ich mir aber noch nicht klar bin ist ob Entropie und Information mathematisch dasselbe sind.
Hab mir da gestern was ausgedruckt was die Zusammenhänge zw. Energie, Entropie und Information betrifft.
Habs zwar nur wenig verstanden (muss das noch ganz oft lesen) aber auf Seite 2 ganz unten steht eine Formel
für die Umrechnung von thermodynamischer Entropie und der Informationsentropie.
"Der grundlegende Informationsbegriff der Informationstheorie ist mit dem allgemeinen Entropiebegriff nahezu identisch. Der enge Zusammenhang mit dem thermodynamischen Entropiebegriff wird in Abschnitt 4.1. bewiesen." In einer Veröffentlichung mit dem Titel "Zusammenhang zwischen Energie, Information und Entropie in den Prozessen der Steuerung und Selbstorganisation" (in[1]) geht Sedov u. a. auf die Beziehungen zur Thermodynamik ein. Zwischen der thermodynaischen Entropie die in Joule/Kelvin gemessen wird, und der Informationsentropie in Bit gibt es den Umrechnungsfaktor : …..


Die Formel kriege ich hier nicht rein kopiert, evtl. kannst du ja was mit ihr anfangen

http://www.h-j-mascheck.de/wollgast.pdf

LG


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