論一張物理試卷的能量有多大

一張物理試卷的能量能有多大？

是微不足道，平平常常，還是大出天際？

首先從初中物理角度思考，一張物理試卷質量4g，熱值約1。5× 10^6 J/Kg，如果把它點燃釋放的能量約為，Q=mq=4× 10^-3 Kg×1。5× 10^6 J/Kg=6000J。而6000J的能量，能將1kg水升溫1。428攝氏度，100W的燈泡亮一分鐘，或將你拋到10米高的空中。

如果從中一張物理試卷中提取全部核能呢？真空中光速299792458m/s，根據愛因斯坦質能方程式E=mc^2，E=4× 10^-3 Kg×（299792458m/s）^2=3。595×10^14J。也就是越360萬億焦耳，這又是多大的能量呢？

汽油的熱值為4。6×107J/kg，360萬億焦耳的能量與燃燒7826噸汽油燃燒所產生的能量相當，能讓一輛中等排量的經濟適用形轎車行駛1億千米。太陽每秒釋放380億億億焦耳的能量，其中只有22億分之一的能量輻射到地球，大約是每秒17億億焦耳，所以360萬億焦耳，相等於太陽每秒輻射到地球的能量的472分之一。

放在煤爐裡燒了6000焦耳，放在核反應堆了裡燒了360萬億焦耳，這就完了？

當然沒有，因為之前的兩種分析，都完全忽略了一件事，就是一張物理試卷上還記錄有資訊。

我們正處於宇宙大爆炸、資訊爆炸的時代，那麼資訊也有能量嗎？

第一個完整闡述資訊和能量之間的關係的人是羅夫·蘭道爾（Rolf Landauer）。1961年，他發表了一篇著名論文，即：《不可逆性與計算過程中的熱量產生》，在這篇文章中，他大膽提出一個驚人的論斷“

經典計算機中要改變一個經典位元資訊，需要不可避免消耗掉至少E=KTln2的能量

”。（k是玻爾茲曼常數k=1。380649 × 10^-23 J/K，T是經典計算機所處的外界物理環境的溫度，ln2是底數為e指數為2的對數ln2=0。69314718055995。）

公式E=KTln2揭示了資訊和能量之間怎樣的關係呢？我想最主要的有三點：①任何資訊都是具有能量的；②其他條件相同時，資訊量越大能量越大，二者成正比；②其他條件相同時，外界環境溫度越高能量越大。

1948年，數學家夏農指出：“

資訊是用來消除隨機不定性的東西

”。但是你會發現，資訊能輕易消除甲的隨機不定性，卻可能在消除乙的隨機不定性時屢次失敗。

資訊量這個東西可大可小，不好衡量。比如word版尚未列印的物理試卷，如果圖片很少，也許能少到幾十Kb，如果是純圖版的圖片的解析度又很高，那麼大到幾百Mb都是它。並且對於不同的人，這個資訊量也有很大的個體差異。如果對於一個物理幾乎一竅不通的學生，資訊量就會很小，可能只有幾kb，因為只能看懂個別題。對於一個物理特別棒的學生，資訊量也會很小，因為在他看來這些題型都再平常不過。對於一個物理中等，且對物理興趣很濃厚的學生而言，資訊量就會大得出奇。他可能會做一道題卡住了，多題幹中的已知條件進行聯想理解，就此牽扯出更多的資訊，也就是對他而言，有些資訊是摺疊起來的，就此展開就會釋放更多的資訊，而展開幾乎是沒有盡頭的。

所以，能量是什麼？能量是相對的嗎？

能量，就描述質量的時空分佈的可能變化程度，用來表示物理系統做功的本領。從某種意義上來說，能量就是可能的多少。能量是個相對的概念，比如動能取決於速度，速度取決於參考系的選擇。

資訊能也是如此，物理試卷上同一道物理題，有的學生完全看不懂，有的學生早就做過，對於這兩種的學生，這道物理題資訊能就很低。相反有的的學生勉強能看懂，對他而言很有新鮮感，且能與自己所學的知識體系發生碰撞，碰撞出更多有價值的靈感火花，那麼對於這種的學生，這道物理題資訊能就很高。

所以，一張物理試卷的能量究竟有多大？

能量的下限取決於它的物理屬性。

能量的上限取決於你的眼界，興趣以及和它初遇時一剎那的碰撞。接下來按照邏輯和常規方法挖掘和解讀，都是堪稱錦上添花的後續，可以將摺疊壓縮的資訊，引申使其可見可用，繼續展開就能釋放更多的資訊與能量。

你根本都想不到或輕易就能想到時它就很小，你好不容易才想出來時它就很大。