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Äquivalenz von Information und Energie

Vor eini­ger Zeit ist mir ein klei­nes Büch­lein in die Hän­de gefal­len, in wel­chem über die Äqui­va­lenz von Ener­gie und Infor­ma­ti­on geplau­dert wird. Es wird ange­nom­men, daß Infor­ma­ti­on und Ener­gie im Prin­zip das glei­che sind und sich vom einen ins ande­re und zurück wan­deln las­sen. Durch Albert Ein­stein ken­nen wir bereits die Äqui­va­lenz von Mas­se und Ener­gie, E=mc², was intui­tiv schon schwer zu erfas­sen ist. Neh­men wir ein Kilo spalt­ba­res Uran, das so stark unter Druck gesetzt wird, daß die Ket­ten­re­ak­ti­on ein­tritt, dann gibt es einen Blitz, einen Knall, das ist die frei­ge­wor­de­ne Ener­gie, und im Gegen­zug ist das Uran mit der Mas­se von einem Kilo ver­schwun­den. Flüch­tig betrach­tet scheint es wie die Ver­bren­nung von einem Kilo Holz. Es gibt Feu­er, Hit­ze und Licht, und danach ist das Holz weg (abge­se­hen von einem biß­chen Asche). Das Holz ist aber nicht weg. Das eine Kilo­gramm Holz ist immer noch da, und zwar in Form von Koh­len­di­oxid als Gas in der Erd­at­mo­sphä­re. Dage­gen ist das Kilo Uran nach der Explo­si­on tat­säch­lich weg, es schwebt nicht in der Atmo­sphä­re, es ist weg, ein­fach weg, nicht mehr da, umge­wan­delt in Ener­gie. Der Blitz und der Knall sind das Uran selbst. Und das ist dann doch schon etwas schwe­rer zu erfas­sen, aber noch merk­wür­di­ger ist sicher­lich die Äqui­va­lenz von Infor­ma­ti­on und Energie.
Her­ge­lei­tet wird das über den Max­well­schen Dämon, ein Gedan­ken­ex­pe­ri­ment, bei dem zwei Kam­mern mit Gas­mo­le­kü­len gefüllt sind. Die Kam­mern sind bei­de durch ein klei­nes Loch mit­ein­an­der ver­bun­den, durch das ein Gas­mo­le­kül von der einen Kam­mer in die ande­re schlüp­fen kann. Und die­ses Loch kann durch eine Klap­pe ver­schlos­sen sein oder eben geöff­net. Nun kommt der Dämon ins Spiel, ein Wesen, das guckt, ob ein sich schnell oder eher lang­sam bewe­gen­des Mole­kül sich anschickt, durchs Loch zu schlüp­fen. Der Dämon öff­net und schließt die Klap­pe immer so, daß mit der Zeit in der einen Kam­mer die schnel­len Mole­kü­le und in der ande­ren Kam­mer die lang­sa­men Mole­kü­le lan­den. Da, wo die schnel­len Mole­kü­le sind, ist das Gas heiß, da wo die lang­sa­men sind, ist das Gas kalt, also haben wir ein Wär­me­ge­fäl­le, was sich in Arbeit umwan­deln läßt.
Da unter idea­len Vor­aus­set­zun­gen für das Öff­nen und Schlie­ßen der Klap­pe und für den Betrieb das Dämons kei­ne Ener­gie not­wen­dig ist, wür­de der Dämon durch das Sor­tie­ren der Gas­mo­le­kü­le nach warm und kalt also Ener­gie aus dem Nichts schaf­fen, was aber dem Ener­gie­er­hal­tungs­satz wider­spricht und dem­nach unmög­lich sein müßte.
Die Erklä­rung wäre, daß die Ener­gie aus der Infor­ma­ti­on kommt, wann die Klap­pe geöff­net oder geschlos­sen wer­den muß.
Die Infor­ma­ti­on könn­te sich so anhö­ren: Auf, zu, auf, zu, auf, auf, zu, auf, zu, auf, zu, zu, auf, auf, zu, auf, zu, zu, zu, zu, auf, zu, auf, auf, auf, zu.
Die Infor­ma­ti­on, wann die Klap­pe zu öff­nen oder zu schlie­ßen ist, erzeugt also Ener­gie. Dar­aus folgt, Infor­ma­ti­on ist Ener­gie, und weil Ener­gie auch Mas­se ist, folgt sogleich, daß auch Infor­ma­ti­on Mas­se ist.
Gewis­se Redens­ar­ten bekom­men damit eine ganz rea­le Bedeu­tung: “Die­ser Text hat die Spreng­kraft einer Bom­be” oder “Hier wur­den schwer­wie­gen­de Gedan­ken vorgetragen.”

Tags: Information, Energie, Masse, Physik, Unheimliches, Einstein, Relativitätstheorie

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