信息不能没有质量
信息必须依赖于物质载体存在，而物质必然有场，那么信息必然是有质量的。这个结论似乎是理所当然即可得出的，但我在这方面一直想问更多的问题，本篇是我在思考其中一些问题的时候的随笔。
信息的最小质量
如果以二进制作为信息的表示方式，信息的基本单位是比特。凡是自然数进制的表示方法，都可以转换为二进制，迄今为止，人们还没有成功开发任何的非整数进制。1比特表示的信息，简单来说是二选一。也就是说，先验概率为两种状态可能性相同，选择其中一种状态，即为1比特的信息。比如说，磁头读取磁带上的一个磁单元，在读之前可能是南极和北极，读取信息之后收敛为其中一种状态。
今天的物理学认为物质是粒子构成的，这种思想被称为量子理论。如果要表示信息必须要有物质，信息的最小质量至少等于基本粒子的质量。目前人们已经发现了一些很轻的基本粒子，比如中微子。不过，单个的基本粒子是否有两种状态来承载1bit的信息呢？由于站长的物理学知识仅有高中水平，我所了解的有多于1种状态的粒子都是可以继续拆分的。暂且假想一种无法拆分的基本粒子，做思想实验。本来是有原子这个思想工具的，但是鉴于“原子”这个名字已经在物理学中被使用过，我暂命名这个基本粒子为亮子。
1个亮子是否可以编码1bit的信息
氢原子模式
笔者尝试从我们已认知的世界中寻找一个例子来探讨这个问题的开端。氢原子，即1个电子绕原子核做有规律的运动。在此种情况下，仅需2个亮子通过有规律的相对运动即可编码1bit，例如圆周运动。不过需要引起注意的是，运动需要时间和空间。按照今天的物理学，时间和空间有不确定原理的约束，而且相对运动会引起场的变化，从而引起质量的变化。空间的维度又带来了运动自由度和空间粒度的问题。如果不限制空间的粒度，范围和自由度，2个亮子可以编码无穷多的信息，这样一算，信息的质量可以无限趋近于0但不等于0，而且信息量越大，每个bit分摊的质量越少。
用2个亮子的相对位置静态记录信息
注意到，在以上的方案中，有4个要素：2个亮子，时间，空间，相对运动。那么尝试拿掉其中一个，是否还可以实现编码呢？可以发现，2个亮子是信息的物质基础，空间记录两个亮子的相对位置，时间记录变化。似乎去掉时间是不影响2个亮子对信息产生编码能力的，而且如果不限制空间的粒度，范围和自由度，2个亮子依然可以编码无穷多的信息。由于没有相对运动，两个亮子的场不会变化。无论编码1bit还是无穷多信息，最小总质量是不变的。
以上结论有两点需要继续考察的问题
- 两个亮子不能相距过近，否则两个亮子的场会发生相互作用，产生黑洞。
- 在量子理论中，长度和时间的量纲是相同的
1个亮子可以编码1bit的信息
至于如何实现，不是本思想实验关注的重点。1 bit的信息，最小质量等于1个亮子的质量，超过1bit的信息，在有空间的情况下，通过2个亮子的相对位置有无限的信息容量，问题又回到了用2个亮子的相对位置静态记录信息所描述的情况
小结
通过以上的思想实验，推论得出，信息没有最小质量，但质量也一定不为0。有的理论认为光子也是一种基本粒子，光子的静止质量为0。不过这个更像是一种数学模型的设定。有人曾经尝试测过光子的静止质量，目前最新的成果是2006年测得的<1.5 * 10^^-52g。在目前物理学理论的框架下，“能量时间不确定原理”（海森堡测不准关系）还设定了约10⁻⁶⁶g的最低可探测极限，所以也无法真正证明一种粒子的静止质量等于0。
定义
信息
information而非message
质量
mass而非quality
比特
bit，二进制的信息计量单位
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