Kann Information zerstört werden?
Hey!
Ich habe zwar mal gelernt, dass Informationen niemals zerstört werden können, höre aber in letzter Zeit kritische Dinge - zwar sind das meistens scheinheilige Argumente wie das Verbrennen eines Briefes, wobei vermeintliche Informationen verloren gingen - aber tun sie ja nicht, denn wenn man den Rauch und die Asche ganz genau zusammensetzen könnte, käme wieder der Brief bei raus. Allerdings: Wie definiert man Information und was passiert hinter einem schwarzen Loch mit dieser?
PS: Nein, Informationen sind keine Entropie.
Liebe Grüße!
9 Antworten
Informationen können in unserem Universum nicht zerstört werden. Hierbei geht es selbstverständlich größtenteils um physikalische Größen und nicht um "Briefe" - auch wenn man diese auch nicht "zerstören" kann, was du ja schon richtig erklärt hast. Ein Schwarzes Loch jedoch befindet sich in einem Bereich, welches außerhalb unserer beobachtbaren Universums liegt, und muss demzufolge nicht auf unsere physikalischen Gesetzte hören. Somit - Nein, Information kann in unserem beobachtbaren Universum nicht zerstört werden, solange wir damit Wechselwirken können.
MfG :)
Ich denke er meint, dass man Schwarze Löcher als extrauniversal bezeichnen kann, da wir die physikalischen Gesetzmäßigkeiten hinter dem Ereignishorizont nicht kennen. Halte die Formulierung nicht für glücklich, da sie dennoch Bestandteil des Universums und aus den physikalischen Prinzipien entstanden sind, die unser Universum gestalten.
Davon abgesehen finde ich sein Fazit korrekt. Dass Information nicht zerstört werden kann, geht aus der sog. Unitarität der Zeitentwicklung (einem Prinzip der Quantenmechanik) deutlich hervor.
Schwarze Löcher mögen da (müssen aber nicht) eine Ausnahme sein - aber um dazu etwas zu sagen, fehlt uns eine Theorie der Quantengravitation.
Danke für den Kommentar. Von Unitarität der Zeitentwicklung habe ich noch nie gehört, lese mich mal rein.
Als für mich das Einlesen ins Thema anstand, habe ich mich zuerst mit dem sog. No-Hiding-Theorem beschäftigt.
Leider gibt es dazu nur kurze Erläuterungen wie den wiki-Artikel, oder aber hochkomplexe physikalische Abhandlungen.
Danke. Vielleicht finde ich ein Buch über so etwas. Finde grundsätzlich Astrophysik (wozu ich auch Informationserhaltung zählen würde) super interessant...
Same.
Das Informationsparadoxon ist halt untrennbar von Schwarzen Löchern; und auch für mich direkter Bestandteil theoretischer Kosmologie (ebenso wie der Naturphilosophie).
Nein. Nach der zehnten Klasse abgewählt :D
Hab mich aber bereits als Kind für die Materie interessiert, viel darüber gelesen und würde mich als interessierten Laien betrachten. Ich gerate aber schnell ins Schwimmen, wenn ich mathematischen Unterbau zu einer Theorie liefern soll.
Welche Definition des Begriffs der "Information" liegt deiner Aussage zugrunde?
Das ist ja der Punkt - im Beispiel Deines Briefes wäre die Information ja nicht z. B. die Masse der verschiedenen Elemente sondern die Lage der einzelnen Stoffe bzw. Farben zueinander...
...und genau DIESE Info geht im wahrsten Sinne in Rauch auf...
= also Ja, Info geht verloren, Masse & Energie nicht...
Zerstörung bedeutet nicht vernichten. Letzteres kann nicht stattfinden, aber eine Zerstörung sehr wohl.
Information ist nichts weiter als ein Abbild eines Konstrukts. Es bildet einen Zustand einer ganz bestimmten Zusammensetzung von Dingen ab. Wird diese Zusammensetzung insofern gestört, dass man den ursprünglichen Zustand nicht mehr rekonstruieren kann, dann ist die Information endgültig zerstört.
Information im physikalischen Sinne bedeutet nicht das nach der Zerstörung weitere Vorhandensein von all den Informationsteilen, die an der Information beteiligt waren. Information bedeutet die exakte Zusammensetzung aller beteiligten Teile. Schafft man es nicht, jegliches Verhalten aller beteiligten Teile zu dokumentieren, ist eine vollständige Rekonstruktion unmöglich.
Wenn du eine Sinusspannung digital messen möchtest, wird es von analog nach digital umgewandelt. Dabei wird mit einer bestimmten Frequenz die analoge Größe abgetastet. Je höher die Abtastfrequenz ist, umso näher liegt der digitalisierte Wert an der realen Größe. Selbst wenn du mit einer utopischen Abtastfrequenz von 10 Terahertz herangehst, hast du immer noch nicht jeden infinitesimalen Zeitpunkt der realen Größe erfasst und damit bereits einen Verlust an Information gehabt. Eine Ableitung zu treffen bedeutet nicht, das Abbild 100% rekonstruiert zu haben.
Darüber hinaus können präzisere Ableitungen nur deshalb getroffen werden, weil man sich dabei auf Naturgesetze verlässt. Je tiefer man in die Mikroebene begibt, umso weniger gesetzmäßig wird es aber, sodass die Qualität der Ableitungen sinkt und man sich mindestens auf die Ebene von Wahrscheinlichkeiten begibt.
Wenn du ein Puzzle auseinander baust kannst du das auch ohne exakte Dokumentation der Bewegungen dabei sehr wohl wieder zusammensetzen...
...aber ich verstehe was du meinst und teile den Ansatz: Information ist die Lage der Massen und nicht dif Masse selbst...
...um im Beispiel zu bleiben: wenn du das Puzzle in Wasser kochst hast du keine Chance mehr...
Du unterliegst einem Zirkelschluß: Wenn Du einen Brief zerstörst und ihn dann wieder zusammensetzen (wiederherstellen) willst, dann musst Du ja diese Information außerhalb des Briefes speichern, denn Du benötigst ja die Informationen über den ursprünglichen Zustand. Wenn Du diese Information nicht hast, weil sie z.B. nur im Brief vorhanden war, dann ist die Information unwiederbringlich verloren.
Allerdings müsstest Du genau angeben, was Du unter "Information" verstehst. Der Physiker versteht darunter im Allgemeinen physikalische Größen wie Implus, Ladung, oder Masse. Diese können tatsächlich nicht verschwinden, aber sie können unzugänglich werden. Wenn z.B. eine Masse in ein Schwarzes Loch fällt, dann ist die einzige Information, die Dir praktisch zur Verfügung steht, die Masse, aber nicht mehr deren Zusammensetzung (Material, Farbe, etc.). Es kann sein, dass diese Information beim Verdampfen des SL wieder irgendwie zum Vorschein kommt, aber da ist sich die Wissenschaft noch nicht einig. In jedem Fall dauert es bis zum Verdampfen eines SL extrem lange, so dass diese Information praktisch nicht zugänglich ist.
Also kurz gesagt: Ob Information zerstört werden kann, hängt davon ab, was genau man darunter versteht. Im Falle des verbrannten Briefes ist die Information darauf jedenfalls endgültig weg.
Verloren heißt ja nicht zerstört - und nach Einstein muss es auch weiße Löcher geben, demnach sind schwarze Löcher da keine Ausnahme
Information kann man insofern zerstören, als man sie unnutzbar, unlesbar machen kann (damit meine ich nicht verschlüsseln). Ein verbrannter Brief ist mit keinem Aufwand der Welt wiederherstellbar, da ein Teil davon in Gasmolekülen aufgegangen ist. Diese Information ist für alle Ewigkeit verloren.
Und im Widerspruch zu deiner Aussage wird Information durch die Zunahme der Entropie zerstört..
Mit leuchtet nicht ein, wie die Information "erhalten" bleiben soll.
Wenn du es wirklich verstanden hast, wie das gehen soll, oder worin die Information denn noch bestehen sollte, dann erkläre es doch mal.
Auch wenn sich z.B. ein Kohlenstoffatom oder dessen Quarks und Quanten sich "erinnern", dass sie zuvor als Graphit eines Bleistifts auf einem Papier aus Cellulose neben andern Kohlenstoffatomen waren, ist die Information doch nicht mehr "vorhanden", weil nicht mehr zugänglich und nicht mehr rekonstruierbar.
Wenn man ein Haus gesprengt hast, ist es auch nicht mehr vorhanden; die Struktur ist weg und zerstört. Aus dem Schutthaufen kann keine Macht der Welt mehr den ursprünglichen Bau herstellen.
Also: Wir haben ein System - in diesem bestehen Informationen - z.B. dein Haus, das du sprengen willst.
Nachdem du es gesprengt hast, müsste ich alle vorherigen Bestandteile (den Kies, die Trümmer, den Rauch, die Asche usw) zusammensetzen und erhalte erneut das Haus. Auch wenn es für uns Menschen viel zu aufwendig wäre, das zu tun, so sind die Informationen, z.B. der Rauch, nach wie vor vorhanden und verschwinden niemals komplett.
Oder ist es wie AMG sagt - Information kann nicht vernichtet, wohl aber zerstört werden?
Nein, Information muss doch Struktur haben. Sonst ist sie unzugänglich, wertlos und als nicht vorhanden zu taxieren. Die Struktur ist ja unwiederbringlich weg.
Nur die Bestandteile sind noch da, aber niemand hat einen Plan, wie die zusammegehör(t)en.
Anderes Beispiel: Ein Buch.
Wenn du alle Buchstaben an einen Haufen wirfst, wie sollte da die Information noch vorhanden sein?? Bzw. man könnte daraus ja auch 100 Milliarden andere Bücher ("Informationen") machen.
Nochmal: Wo und worin sollte die vorherige Struktur denn gespeichert, erhalten sein? Auch ein Quant kann das nicht. Der ist einfach durch eine Zustandsänderung, durch eine Energieänderung, entstanden.
Wenn Informationen Struktur haben sind sie nur verwertbar. Vorhanden sind sie dennoch, und auch wenn ich ein Buch nehme, alle Buchstaben rausziehe und auf einen Haufen werfe - dann gibt es Milliarden Möglichkeiten für neue Bücher, darunter aber auch die, wie das Buch vorher war.
Das ist aber nicht Information. Sondern Chaos.
Es bringt einfach nichts, hier weiterhin zu postulieren, dass die Information "noch vorhanden" wäre.
Quanten sind ja auch keine Gene, die eine komplexe Struktur (also Information) speichern könnten. Auch alle Theorien über verschränkte Quanten und so helfen da nicht wirklich weiter.
Danke! - Aber wir haben doch Schwarze Löcher im beobachtbaren Universum, oder meinst du bis zum Ereignishorizont? Nach Einstein muss es weiße Löcher geben, demnach wären die Ereignishorizonte schwarzer Löcher, und alles dahinter, auch daran gebunden