Le principe d'équivalence masse-énergie-information

[Paradigm]

Bonjour à tous,

Un article publié sur "AIP Advances" argumente que l'information de Shannon aurait une masse !

Il propose de le tester.

Il arrive à cette conclusion en faisant le lien, comme beaucoup d'autres, entre l'entropie d'information de Shannon et l'entropie thermodynamique de Boltzmann. A noter que le concept d'information définit par Shannon est purement mathématique.

Ce type de test pourrait t-il servir à valider / invalider cette correspondance sur la notion d'entropie ?

Quand serait-il d'un Qubit !!!

Cordialement
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[coussin]

En lisant l'abstract, il ont calculé kTln2/c^2...
J'espère qu'il y a un peu plus que ça dans l'article sinon c'est un peu léger !

[Amanuensis]

Avec T la température de quoi ?

[albanxiii]

Sur la page donnée :

T is temperature at which the bit of information is stored

Je ne suis pas qualifié pour dire si c'est pertinent ou non.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Paradigm]

T est la température à laquelle le bit d'information est stocké ! Il semble y avoir confusion entre la notion mathématique d'information et le support physique utilisé pour encoder un bit d'information !

Quel est le sérieux de "AIP Advances" ?

[Amanuensis]

T est la température à laquelle le bit d'information est stocké !

Un bit d'information est donc lié à un lieu ? Et ne peut se déplacer qu'à vitesse strictement inférieure à c ?

Et la "température" d'un lieu est une notion statistique, mettant en jeu plein de degrés de liberté. Lesquels ?

[Paradigm]

Un bit d'information est donc lié à un lieu ? Et ne peut se déplacer qu'à vitesse strictement inférieure à c ?

il est encodé en un lieu et ne peut être transmit plus vite que c non ?

Et la "température" d'un lieu est une notion statistique, mettant en jeu plein de degrés de liberté. Lesquels ?

Le nombre des différerents microétats !? Formule qui est donné Ω=2^N⋅H(X)

[Amanuensis]

il est encodé en un lieu et ne peut être transmit plus vite que c non ?

Je pose la question. Une équivalence avec l'énergie seule n'est pas la même chose qu'une équivalence avec la masse.

Si on parle de "stockée" cela permet une équivalence avec la masse, mais cela parait limitatif, surtout quand on utilise couramment les ondes radio pour transmettre de l'information.

Remarquons qu'un stockage d'information est aussi une transmission d'information, si on prend un autre référentiel. Ou si on pense "transmission" dans le temps, pareil. Et cela n'est pas abstrait: on peut transmet de l'information d'un lieu à un autre en déplaçant une clé USB (par exemple), ou sa carte vitale.

Par contre une transmission n'est pas un stockage si la vitesse de déplacement est c.

Je pose la question juste pour comprendre quel est le sujet. (Et je ne vais pas aller voir l'article: lancer une discussion demande que le sujet soit clair. Est-ce "que pensez-vous de l'article ?")

[Amanuensis]

PS: Je crains (pas expérience) qu'avec un titre pareil, et sans cadrage supplémentaire du sujet, cela dégénère assez vite et que le fil doive rejoindre une section de forum plus adaptée.

[Paradigm]

PS: Je crains (pas expérience) qu'avec un titre pareil, et sans cadrage supplémentaire du sujet, cela dégénère assez vite et que le fil doive rejoindre une section de forum plus adaptée.

Le cadrage c'est l'article scientifique publié à AIP Advances qui offre une évaluation par des pairs !!! D'ou ma question Quel est le sérieux de "AIP Advances" ?

Ma question d'origine reste la même, si l'article est valide scientifiquement peut on alors utliser la proposition de test de la masse d'un bit d'information pour valider/invalider la correspondance sur l'entropie.

Donc au préalable quel est la validité de l'article scientifique évalué par des pairs ?

Cordialement,

[Amanuensis]

Je ne sais pas comment on mesure ça. Une mesure pourrait être :

Authors of published papers must pay a processing fee of 1500 USD

(extrait de https://aip.scitation.org/adv/authors/charges)

à combiner avec

copyright through a Creative Commons Attribution (CC BY) license. This means that all articles published in AIP Advances are available for free to all readers

[Amanuensis]

Et en cherchant un peu plus:

AIP Publishing is a wholly owned not-for-profit subsidiary of the American Institute of Physics (AIP). AIP Publishing’s mission is to support the charitable, scientific and educational purposes of AIP through scholarly publishing activities in the fields of the physical and related sciences on its own behalf, on behalf of Member Societies of AIP, and on behalf of other publishing partners to help them proactively advance their missions.

[invite73192618]

Ce type de test pourrait t-il servir à valider / invalider cette correspondance sur la notion d'entropie ?

Le lien entre ces notions est mathématique, donc non aucun résultat expérimental ne peut invalider leur correspondance. La seule chose qu'un résultat expérimental peut faire est de signaler dans quel univers nous ne sommes pas (par exemple, si notre univers est courbé comme une selle de cheval plutôt que tout raplapla, le montrer expérimentalement ne change rien aux relations mathématiques des tout raplapla) ...accord des nombres difficile

[coussin]

Il parle ensuite de la masse gagnée par un "espace de stockage" de type RAM j'imagine.
L'information codée dans ce type de stockage y est en "flippant" des domaines magnétiques donc en mettant l'espace de stockage "dans un état excité".
Or, un système dans un état excité a effectivement une masse plus grande que ce système dans l'état fondamental. Ici encore, rien de bien magique...
Les auteurs se sont contentés de faire quelques applications numériques il me semble...

[Paradigm]

Le lien entre ces notions est mathématique, donc non aucun résultat expérimental ne peut invalider leur correspondance.

Le lien il le fait via le principe de Landauer : Effacer un bit coûte un minimum d'énergie car toute opération irréversible de calcul entraîne une dissipation de chaleur dans l'environnement. Calculer conduit à dépenser de l'énergie et produit un échauffement minimal.

Une étude expérimentale de la dépense d'énergie minimale lors d'une opération de réinitialisation d'un seul bit d'information utilisant des mémoires nanométriques magnétiques a été menée en 2016 par Jeongmin Hong, de l'université de Californie à Berkeley, Brian Lambson, de la société Haynes & Boone à Palo Alto, et Jeffrey Bokor, du laboratoire américain Lawrence Berkeley. Les chercheurs ont observé que la quantité d'énergie dissipée dans ce processus est conforme à la limite prévue par Landauer. Dixit Jean-Paul Delahaye

Son aproche

II. LANDAUERS’S EXTENDED PRINCIPLE

We established that the process of creating information requires W ≥ kb⋅T⋅ln(2) work externally applied to modify the physical system and to create a bit of information, while the process of erasing a bit of information generates ΔQ ≤ kb ⋅T⋅ln(2) heat energy released to the environment, and this has been already determined and confirmed experimentally.6,7 However, once a bit of information is created, assuming no external perturbations, it can stay like this indefinitely without any energy dissipation. In this paper a radical idea is proposed, in which the process of holding information indefinitely without energy dissipation can be explained by the fact that once a bit of information is created, it acquires a finite mass, mbit. This is the equivalent mass of the excess energy created in the process of lowering the information entropy when a bit of information is erased. Using the mass-energy equivalence principle, the mass of a bit of information is:

m_bit = k_b.T ⋅ ln(2) /c²

where c is the speed of light and T is temperature at which the bit of information is stored. Having the information content stored in a physical mass allows holding the information without energy dissipation indefinitely. Erasing the information requires input external work and the mass mbit is converted back into energy/heat.

[Amanuensis]

Et la seule manière d'invalider expérimentalement une affirmation portant sur un minimum est d'exhiber un processus qui fonctionne sous le minimum, non?

Toutes les expériences au-dessus du minimum n'invalident évidemment pas l'affirmation, mais ne la valident pas non plus ! Si?

[yvon l]

(..)
Si on parle de "stockée" cela permet une équivalence avec la masse, mais cela parait limitatif, surtout quand on utilise couramment les ondes radio pour transmettre de l'information.

Remarquons qu'un stockage d'information est aussi une transmission d'information, si on prend un autre référentiel. Ou si on pense "transmission" dans le temps, pareil. Et cela n'est pas abstrait: on peut transmet de l'information d'un lieu à un autre en déplaçant une clé USB (par exemple), ou sa carte vitale.

Par contre une transmission n'est pas un stockage si la vitesse de déplacement est c.
(..)

Bonjour,
j’ai l’habitude pour être clair de faire la distinction entre énergie et transfert d’énergie.
Contrairement à l’énergie, le transfert n’est pas relatif à la vitesse de l’observateur. C’est ainsi, pour moi, les ondes radio (et plus généralement les ondes électromagnétiques (la lumière)) est à classer dans les transferts d’énergie. Il en est donc de même pour la transmission de l’information par ondes ou non.
Par contre ici on parle d’énergie de masse et de «stockage».
Le transfert éventuel est avant tout une propriété concernant la modification de l’information

[Amanuensis]

Les habitudes c'est bien.

Mais les théories modernes de l'espace-temps enseignent qu'il n'y a pas de différence entre immobilité et déplacement à une vitesse inférieure à c. Et que la distinction se fait entre "à la vitesse c" et "à une vitesse strictement inférieure à c".

C'est valable pour l'énergie comme pour n'importe quoi d'autre.

Maintenant, rien n'empêche de ne pas le prendre en compte, par habitude. Mais il n'est pas de bon goût de diffuser des idées opposées.

[yvon l]

Mathématiquement, le transfert d’énergie correspond à une dérivée de l’énergie dans le temps .Alors la constante perdue par cette dérivation vaut zéro dans le cas du rayonnement électromagnétique.

[Amanuensis]

En physique, la dérivée de l'énergie par le temps est la puissance, exprimée en watts. Et un flux lumineux a bien une puissance (heureusement pour la vie sur Terre...).

[yvon l]

Évidemment, la seconde propriété d’un transfert énergétique (en plus de sa non-relativité) est sa puissance.
Un satellite, sur orbite elliptique, pour un observateur donné à une énergie constante et subit un transfert d’énergie de façon cyclique. Ce transfert (qui n’est pas relatif à l’observateur est d’autant plus important que l’ellipse est accentuée (transfert nul si c’est un cercle). On pourrait éventuellement calculer la puissance instantanée, et la puissance maximum de ce transfert.

[Paradigm]

Toutes les expériences au-dessus du minimum n'invalident évidemment pas l'affirmation, mais ne la valident pas non plus ! Si?

Bien sur. En fait, une expérience peut contribuer à accorder plus ou moins de crédit ou augmenter notre crédence au principe que l'on cherche à évaluer.

[HS]
Maintenant concernant le principe de Landauer ce qui importe est la conjecture que l'effacement de l'information est un processus nécessairement dissipatif. Une hypothèse forte qui peut conduire à construire des modèles sachant que « Tous les modèles sont faux.» mais certains sont plus crédibles et utiles que d’autres comme l'exprime trés bien De Lê Nguyên Hoang dans son ouvrage «La Formule Du Savoir ».
[/HS]

Merci à tous pour vos réponses.

Bon Week-End

[Amanuensis]

est un processus nécessairement dissipatif.

Question: quels processus ne sont pas "nécessairement dissipatifs" ?

(Autrement dit, quels processus échapperaient à la seconde loi ?)

La question est ailleurs, c'est le quantitatif, le rapport entre une valeur extensive du processus et la dissipation.

[yvon l]

Voir l'analyse suivante (inspiré du principe de Landauer):

https://forums.futura-sciences.com/p...ml#post6460934

[Amanuensis]

J'arrête là, pas besoin de participer au risque indiqué message #9.

[Paradigm]

Question: quels processus ne sont pas "nécessairement dissipatifs" ?

La théorie de l'information.

C'est la correspondance qui m'a interpellé d'ou m'a question de savoir si on peut faire un test exeprimental pour valider/invalider cette correspondance qui est lié à la similarité entre la notion d'entropie physique, née au XIXe siècle avec Rudolf Clausius, et la notion d'entropie mathématique. Un peu par analogie comme l'approche EPR. Jean-Paul Delahaye pose la question de savoir si la physique doit devenir une théorie matérielle de l'information.

[Amanuensis]

La théorie de l'information.

?? Développement ?

[Paradigm]

!!!

Le concept d'information qui est utilisé est celui défini dans la théorie de l'information. De ce concept d'information il est défini la notion d'entropie d'information dans le cadre de la théorie de l'information. Ensute il est fait une correspondance avec le concept d'entropie de la thermodynamique pour arrive au principe de Landauer afin d'en proposer une extension pour créer une equivalence avec la masse.

A origine on part de la théorie de l'information pour arriver à la conclure que l'effacement de l'information (au sens théorie de l'information) est un processus nécessairement dissipatif et par extension l'information aurait une masse.

Theorie qu'il envisage de tester

III. PROPOSED EXPERIMENT

In what follows, we propose a simple experiment capable of testing this theory by physically measuring the mass of digital information.

This consists of an ultra accurate mass measurement of a digital data storage device, when all its memory bits are in fully erased state. This is then followed by the operation of recording digital data on all of its memory bits until is at full capacity, followed by another accurate mass measurement. If the proposed mass – energy – information equivalence principle is correct, then the data storage device should be heavier when information is stored on it than when it is in fully erased state. One could easily estimate the mass difference, Δm in this experiment.

[Paradigm]

Les autres publications de l'auteur.

[yvon l]

L’article en question de Vopson est ici*:https://www.researchgate.net/profile...ark-Matter.pdf