量子信息 與光速的平方

量子信息與光速的平方鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1、如何處理量綱問題？物理學公式0：質(zhì)能公式（E=mcc）公式1：代數(shù)變換（E/m=cc）數(shù)學公式2：轉(zhuǎn)換條件（cc=nn）信息學公式3：數(shù)據(jù)公式（nn=D）公式4：知識公式（D=K+U）鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1、1焦點問題轉(zhuǎn)換條件（cc=nn）涉及的究竟是“等量代換”還是“等價轉(zhuǎn)換”？圖1是疊合的常量（cc）與變量（nn）被分列（相當于做了分體手術(shù)[1]）的示意圖。圖1由圖1可知：常量（cc）與變量（nn）的一個特例（當c=n的情形）之間是重疊的（這是兩者的聯(lián)系之一，聯(lián)系之二在于雙方雖然量綱不同但卻是一對“孿生子”[2]）。

[1]

這里的所謂“分體手術(shù)”實際上僅僅是針對常量（cc）與變量（nn）的極大值而言。[2]

討論極大值可不考慮n＜c的情形。鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1、2光速的平方意味著什么？“光速的平方（cc）”這一推導(dǎo)結(jié)果（作為一個特殊的常量）長期沒有一個合理的解釋。嚴格說，就是這個常量沒在科學上定性。通俗說，是不知道：該常量存在究竟意味著什么？說它是物理概念卻沒有相應(yīng)的客體，說它是數(shù)學概念（3×3加10的10次方）雖然更為貼切但又難以解釋其含義（物理學和信息學的量綱如何統(tǒng)一的問題）。鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1、3余下的問題就是要說明：如何把（量子）物理學和（通信與計算乃至一般的）信息學聯(lián)系到一起？這就相當于給這對“孿生子”做“基因測序”。實際上就是從數(shù)學的角度考察這對“孿生子”在“基因圖譜”中占有序位的相同部分。鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五2物理量與信息量和數(shù)學概念“光速的平方（cc）”作為數(shù)學概念（3×3加10的10次方）既可與其疊合的物理量光速（c）聯(lián)系，又可與其疊合的信息量比特（bit:0或1）聯(lián)系（見：圖1）。因此，物理量與信息量雖然在它們各自的領(lǐng)域均可用各自相應(yīng)的術(shù)語和量綱，但是，在共同的領(lǐng)域它們卻必須符合數(shù)學的原理或法則。物理學是研究物理現(xiàn)象、物理概念和物理原理的，數(shù)學是研究關(guān)系的，經(jīng)典信息學乃至量子信息學是研究信息現(xiàn)象、信息概念和信息原理的，由于其中的原理與關(guān)系或數(shù)學結(jié)構(gòu)等術(shù)語在本質(zhì)上屬同一層面，因此，這三門學問必然在這個相同層面發(fā)生迭交。鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五2、1對“迭交”的解析這就進入了繼“質(zhì)能載體（物）、思想概念（意）和語言符號（文）”三個基本范疇之后作為第四基本范疇的“序位關(guān)系（義）”這個層面。值得注意的是以往的哲學和科學雖都未從根本上凸現(xiàn)這個第四基本范疇但卻無一不把它放在重要的核心地位，例如：物理的理，又如：文法得法。唯一薄弱的是“意義的義”在融智學導(dǎo)論（字本位與中文信息處理的基礎(chǔ)）明確分析它之前，過去幾乎一直被“意義”或“意”所淹沒或掩蓋。鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五2、2“義”和“信息基本定律”信息基本定律（科學假設(shè)）：“同義并列，對應(yīng)轉(zhuǎn)換?！被谠摷僭O(shè)，可斷定：a、任何兩個集合，只要“同義”即可“并列”。b、任何兩個集合，只要“對應(yīng)”即可“轉(zhuǎn)換”。重點：“義”，一旦得解，“信息是什么？”的問題就會有一般科學的唯一答案。難點：“義”，雖有“含義、本義、真義、…”等諸多解釋，但分歧卻難以消解。盲點：“義”，究竟可有多少意思？此處它究竟是什么意思？似乎仍然沒有直接答案。鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五2、3簡單的等式熟悉中文信息處理的讀者雖然能理解“意義=意+義”這樣的“字符串”公式，但若要揭示“義”的內(nèi)涵和外延就會發(fā)現(xiàn)：以往的科學知識中，不僅欠缺這項，而且，還常常在“意”、“意義”和“義”這三個概念之間“張冠李戴”。其實這三個概念中“義”（“關(guān)系”或“序位關(guān)系”這個詞條）最重要且最根本?；谶@種認識，筆者認為：在一般信息學的理論體系中，數(shù)學信息學就是研究這個最重要且最根本的范疇的學問，而文法信息學、意義信息學、物理信息學則分別在“文、意、物”方面逐級為于其下層，因為，在“道、法、義、理”方面它們幾乎是平級的。鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五2、4深刻的道理鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五3從整合的角度來思考如果僅僅從物理學和信息學分離的角度來思考，那么所謂“量綱可否統(tǒng)一的問題”就的確是一道屏障?？墒?，如果從數(shù)學乃至物理學和信息學整合的角度來思考，那么，量綱的問題就會是另外一番境界。下面，讀者可和筆者一道從量子信息學和協(xié)同智能學的角度來看這番境界。鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五3、1量子信息學的境界從量子信息學的角度來看，量子信息（量）的計量單位是量子比特（qubit）。它等于仙農(nóng)信息（量）或經(jīng)典信息（量）的一個“比特[1]‘對’[2]”（apairofclassicalbits）。

[1]

仙農(nóng)信息（量）的計量單位是比特（bit）。[2]“比特‘對’”記錄的就是兩個“比特”之間的“關(guān)系”。鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五圖4是通信過程中經(jīng)典信息（量）與量子信息（量）的區(qū)別和聯(lián)系示意圖。

鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第十三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五3、2協(xié)同智能學的境界從協(xié)同智能學的角度來看，已有的物理學量綱（7個基本單位）和信息學量綱（3個基本單位）共有10個基本計量單位。鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第十四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五表1.

筆者標注的物理學量綱鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第十五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五表2.筆者建立的信息學量綱鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第十六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五序位方法論及其集合分類體系鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第十七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五4、結(jié)論在物的四個量（七個單位）和信息的四范疇（及其三個量）中，物體與物理分屬兩個層面（“E/m=cc=nn=D=K+U=I

”是在信息層實現(xiàn)統(tǒng)一的）鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第十八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五仙農(nóng)信息（量）與量子信息（量）的區(qū)別和聯(lián)系

[1]Figure1:Thewell-establishedtheoryofclassicalinformationandcomputationisactuallyasubsetofamuchlargertopic,theemergingtheoryofquantuminformationandcomputation.鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第十九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五量子信息與協(xié)同智能量子（載體）及其所承載的量子信息（本體）也類似于一對“孿生子”，這給了我們進一步的啟示：載體物與其信息本體之間這種對應(yīng)，絕不是一種偶然的巧合，最一般、最基礎(chǔ)的信息蘊藏在這對還未做分體手術(shù)的“孿生子”的身上?？催^經(jīng)典信息或仙農(nóng)信息（量）與量子信息（量）的區(qū)別和聯(lián)系之后，在來看一看人腦智力以及電腦智能與（由這兩方面整合的）協(xié)同智能的區(qū)別和聯(lián)系。無獨有偶，與量子信息及其計量單位（aqubitorapairofclassicalbits）成雙成對的特性類似，（由人腦智力與電腦智能兩方面整合的）協(xié)同智能也具有成雙成對的特性。鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第二十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五協(xié)同智能

(Co-Intelligence)鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第二十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五宏觀、中觀、微觀的劃分對基本范疇的宏觀把握:n=2(對2n=n2=nn而言)；對體現(xiàn)概念的符號類型和關(guān)系屬性的中觀計算:2≤n＜8(對2n而言)；對量子信息（本體）及其載體（量子）的微觀猜想：n=c（對2n而言）。注：“E/m=cc=nn=D=K+U=I

”僅在微觀情形成立，而nn=D=K+U=I在中觀乃至宏觀的情形也都成立。鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第二十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五物理量與物理信息量判定某個“屬性”通常就是在眾多的“二元關(guān)系”中選定某個特定的“二元關(guān)系”，如果它是某個領(lǐng)域的界定依據(jù)，那么，它就是該領(lǐng)域所說的本質(zhì)（屬性）。關(guān)系的遠近實際上揭示的是“二元關(guān)系”鏈的長短。換句話說，“二元關(guān)系”鏈的長短，關(guān)系的遠近，是決定一系列判斷之間的親疏內(nèi)外的推理與計算的依據(jù)。也正因為如此，理論融智學通論把“關(guān)系”（義）作為第四個基本范疇獨立地提出來，從而，在1、載體（物）、2、概念（意）、3、符號（文）的基礎(chǔ)之上明確地提出了4、關(guān)系（義）這個基本范疇。從這個角度，筆者斷言：當c=n時，物理量（cc）與信息量（nn）所跨越或覆蓋的序位關(guān)系的數(shù)量是一致的。也就是說，只有在“關(guān)系（義）”這個基本范疇或“本真信息”的角度來看，自然物（量子）與其承載的自然信息之間的瞬間等價公式（E/m=I）成立的特定條件（cc=nn）才可解釋得通。僅就物理量（cc）與信息量（nn）的情形而論，前者（cc）所體現(xiàn)的是（該量子的）物理量，而后者（nn）所體現(xiàn)的則是（該量子所承載的）量子信息量，兩者雖然在數(shù)量上等值，但卻在量綱上具有復(fù)雜性，即：除了前者的物理量之外，還有后者的三層信息量——物理信息量（nn）“迭交”的概念（一個）、量子信息成對的特性體現(xiàn)的“物理信息”的術(shù)語或符號（一格，用不同的語言符號所占的“比特”數(shù)量不全相同）、量子信息量與本真信息量（一對——這是一個常量，它僅是整個信息量（變量）的一個特例的另一個“孿生子”，其“分體手術(shù)”也就這樣的以實現(xiàn)了）。鄒曉輝（北京大學國內(nèi)訪問學者）qhkjy@第二十三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五質(zhì)能公式變換后的新解釋

——信息的理論探討摘要：本文旨在通過代數(shù)變換和信息解釋，解答一個長期未解決的問題，即：愛因斯坦提出的質(zhì)能公式中“光速的平方（cc）”意味著什么？讀者從筆者的解答中將發(fā)現(xiàn)對此問題的定性探討可在物理學和信息學之間架起一座數(shù)學的橋梁。這將有利于讀者理解質(zhì)能載體（物）與信息本體的三要件（意、文、義），從而進一步認識繼“質(zhì)能載體（物）、思想概念（意）和語言符號（文）”三個基本范疇之后作