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在满足跨时空信息传递需求的过程中,热力学约束会体现在多个方面——信息的编码、传输和解码过程,它们都会伴随着熵增。
另外,信息的存储也需要消耗能量,能量的供应会受到300年前科技水平的限制。
举例来说,用纳米机器人修复土壤时,消耗的能量最终会转化为热能,增加环境总熵。
这一特征能在生态重构的步骤中体现,比如先建立改善生态环境的“生态锚点”
,再通过正反馈扩大,每个步骤都有熵增的环节,避免违背热力学定律。
柏竟帆讲了一个形象的故事让项目组成员更容易理解其中意思。
我们可以用“修复自家板结的花园土壤”
这个日常场景,来类比纳米机器人修复土壤,并产生熵增的整个过程。
我家花园出现了不适合种植的“坏土壤”
,有10平方米,长期板结、还存在残留的化肥毒素,连草也长不活,这好比自然界里需要修复的“沙化土壤”
。
我打算用“迷你电动园丁机器人”
,类比“纳米机器人”
,来修复它。
第一步,我没直接修10平方米,而是先选了1平方米最容易挽救的“重点区”
,简言之是先建一个小的、能稳定改善的基础,这就相当于是“生态锚点”
。
我给迷你机器人插上电源,为它提供工作时需要消耗的能量,就像纳米机器人修复土壤需要的能量,再让它干两件事:用小爪子耙松土壤和释放有益酶来分解毒素。
这时候,“熵增”
就出现了——机器人工作时机身会发烫,原因来自电网里的“电能”
,它是一种有序能量,就像水流规整的沿着管道流淌。
但机器人在松土、分解毒素时,有一部分电能没被完全利用,转变成了“热能”
,它又是一种无序能量,会随便扩散到空气里,再也收不回来,就像泼在地上的水会乱流,于是混乱度变高了。
这个“电能变热能、混乱度增加”
的过程,就是“消耗的能量转化为热能,增加环境总熵”
的过程。
等1平方米的“锚点土壤”
修整完毕后,我在这上面种了几棵小豆苗,作为固氮植物给土壤补充养分。
没过多久,豆苗长起来了,这1平方米的土壤变得又松又肥沃,这就叫做“正反馈”
——第一步工作得到的好结果,能让下一步工作更容易变好。
然后我把机器人移到旁边2平方米的土壤里继续修整,这次更省力了,旁边1平方米的好土壤慢慢“滋养”
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