科学家算出宇宙中可见物质的信息总量

自从上个世纪70年代全世界进入“数字时代”以来，理论物理学家就在探索信息和物质世界之间的关系。科学家认为所有的物质都是由量子信息构成的，人类的基因信息是编码在DNA内部，所以整个物理世界都可以用信息来描述。

宇宙中的信息总量大到难以想象。

最近，英国朴茨茅斯大学（University of Portsmouth）数学家沃普森（Melvin M. Vopson）终于计算出宇宙中可见物质（就是由重子构成的物质）所含的信息总量。

重子是现代物理学名词，指的是由三个夸克组成的复合粒子。科学家认为所有普通物质，或称为可见物质都是由重子组成。标准宇宙模型假设这个宇宙内还存在更大比例的不可见物质，像暗物质，就不在这份研究统计范围之内。

沃普森说：“半个多世纪以来，科学家曾经尝试使用不同方法来计算宇宙信息的总量。但是在这份论文里，我采用了一种独特的方法，把单个基本粒子里面可以压缩多少信息考虑在内。”

被称为“数字时代之父”的数学家香农（Claude Shannon）在1948年定义了一套量化信息的方法。沃普森在其基础上拓展，认为可见物质的每个基本粒子内含有1.509比特的信息。

“这是第一次用这种办法衡量宇宙内信息的含量，提供了一个明确的估测数字。”沃普森说，“即使这不是百分之百准确，这个估测值为将来进行实验验证提供了大致的依据。”

沃普森还借用了著名的爱丁顿数（Eddington number）——认为可见宇宙内共有10⁸⁰个质子。在此基础上，沃普森用一个公式算出宇宙内基础粒子的总量，并根据恒星、行星、星际介质内的温度，调整这些物质内所含基础粒子的数量。

最后，沃普森计算得出可见宇宙内信息总量为6×10⁸⁰比特。这相当于7.5×10⁵⁹泽字节（ZB）。作为对比，2020年人类社会产生的信息总量为64.2泽字节。

这份研究10月19日发表于《美国物理联合会研究进展》（AIP Advances）期刊。