你有没有想过，当你在电脑上把一个文件拖进回收站，然后选择“清空回收站”时，宇宙的某个角落发生了什么？
对你来说，这只是一个微不足道的点击。你删除了信息，让它消失了。但物理学家会告诉你一个惊人的事实：正是这个“删除”的动作，必然会向环境中释放出一缕微不可察的热量。换句话说，遗忘和删除，是有代价的，这个代价就是能量。
这听起来就像是天方夜谭。删除一个虚无缥缈的数据，怎么会和实实在在的能量扯上关系？这个看似疯狂的想法，其实是现代物理学中一个深刻的基本原则。
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天下没有免费的“删除”
早在上世纪60年代，一位名叫罗尔夫·兰道尔（Rolf Landauer）的物理学家就提出了一个颠覆性的观点，后来被称为“兰道尔原理”。他指出，信息不仅仅是抽象的符号，它也是物理世界的一部分。任何信息的存储和处理，都必须遵循物理定律。
这个原理的核心可以通俗地理解为：删除1比特的信息，理论上至少会产生一定量的热量。
为什么呢？让我们用一个生活中的例子来类比。想象一下你的书桌，如果上面乱七八糟地堆满了书，这就是一种“高熵”状态——“熵”是物理学中衡量混乱程度的标尺。现在，你把所有书都整整齐齐地放回书架上，书桌变得井井有条，混乱度降低，也就是“熵减”了。
但这个过程不是凭空发生的。你必须消耗自身的能量（卡路里），弯腰、伸手、搬运，这个过程会让你出汗，向周围的空气释放热量。你的书桌这个小“系统”变得有序了，但你和周围环境这个大“系统”的总体混乱度（熵）却增加了。
删除信息也是如此。一个存储着数据的比特，它处于“0”或“1”的确定状态，这是有序的。当你删除它，其实是把它恢复到一个可以随意变成“0”或“1”的“归零”状态，这个过程本质上是增加了它的不确定性，也就是增加了系统的熵。根据热力学定律，这个熵的增加，必须伴随着能量的释放。
兰道尔的发现，第一次在信息、能量和热量这三个看似毫不相干的概念之间，架起了一座坚实的桥梁。
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量子世界的“遗忘”是条单行道
这个原理在我们的宏观世界已经足够奇妙，但科学家更想知道：在那个更加光怪陆离的量子世界，它还成立吗？量子系统是如何“忘记”信息的？在经典物理世界里，很多过程是“可逆的”。比如，我们知道所有行星当前的位置和速度，就能精确计算出它们三个月后的位置，也能反推出它们三个月前的位置。信息并没有丢失，过去的状态完好地“存储”在当前的状态里。
然而，量子世界有一个根本性的不同：一旦你试图去“看”它，它就变了，而且再也回不去了。
一个量子粒子在被观测前，可能同时处于多种状态的叠加（比如既在这里又在那里）。可一旦你用测量设备去“看”它，它的状态就瞬间“坍缩”成一个确定的结果。在这个过程中，粒子与测量设备发生了互动，它的一部分信息不可逆地“泄漏”给了环境。就像一滴墨水滴入清水，迅速扩散，你再也无法把这滴墨水从水中完整地分离出来。
这种不可逆的信息丢失，就是量子世界里最纯粹的“遗忘”。那么，这个“量子遗忘”的过程，是否也遵循兰道尔原理，会释放能量呢？
----“看见”量子遗忘的瞬间
为了亲眼验证这一点，维也纳工业大学和柏林自由大学的科学家设计了一个极其精妙的实验。
他们在一个被称为“原子芯片”的装置上，用激光和磁场将数千个铷原子冷却到接近绝对零度的超低温。在这样的温度下，原子的量子特性会变得异常明显。
实验开始了。科学家首先创造出两团这样的超冷原子云，然后让它们自由下落、膨胀并相互重叠。当两朵量子云交汇时，它们会像水波一样发生干涉，形成明暗相间的条纹。这些条纹里，就编码了整个系统的量子信息。
接下来是整个实验最巧妙的一步：科学家在概念上将整个系统一分为二。一部分原子云被当作我们感兴趣的“子系统”，另一部分则被定义为它的“环境”。通过精确测量那干涉条纹的细微变化，他们得以实时追踪“子系统”的信息是如何与“环境”互动，如何逐渐丢失，以及这个过程中熵和能量是如何流动的。
这就像是进行了一场宇宙级别的“数据恢复”尝试，只不过科学家关注的不是数据本身，而是数据“消失”时留下的能量“回响”。
结果不出所料。详细的分析表明，这个复杂的量子多粒子系统，完美地遵循了兰道尔的规则。当子系统“遗忘”了它的量子信息时，确实伴随着熵的转移和能量的流失。
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遗忘的代价，宇宙的节拍
这项发表在《自然·物理学》上的研究，意义非凡。它不仅首次在复杂的量子系统中定量地测量并证实了兰道尔原理，更深刻地揭示了我们世界运行的底层逻辑。
原来，“信息”并非虚无的存在，它和能量一样，是构成宇宙的基本要素，它们之间的转化与流动，共同谱写着现实的篇章。每一次删除，每一次遗忘，都是一次与宇宙的能量交换。
这个发现也为未来的量子计算机敲响了警钟。量子计算机拥有强大的算力，但也意味着它在纠错和重置量子比特时，会不可避免地产生热量。如何高效地“散热”，将是量子技术走向实用化的关键一步。
从删除一个文件，到观测一个原子，我们窥见了物理世界最深邃的秘密之一。下一次当你清空回收站时，或许可以停顿一秒，感受那个微小的点击背后，连接着的热力学、信息论与量子物理的宏大交响。
你不是在凭空创造“虚无”，而是在遵循宇宙最古老的法则，支付着“遗忘”那份微小而真实的代价。
信源：Stefan Aimet et al, Experimentally probing Landauer's principle in the quantum many-body regime, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02930-9 source
对你来说，这只是一个微不足道的点击。你删除了信息，让它消失了。但物理学家会告诉你一个惊人的事实：正是这个“删除”的动作，必然会向环境中释放出一缕微不可察的热量。换句话说，遗忘和删除，是有代价的，这个代价就是能量。
这听起来就像是天方夜谭。删除一个虚无缥缈的数据，怎么会和实实在在的能量扯上关系？这个看似疯狂的想法，其实是现代物理学中一个深刻的基本原则。
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天下没有免费的“删除”
早在上世纪60年代，一位名叫罗尔夫·兰道尔（Rolf Landauer）的物理学家就提出了一个颠覆性的观点，后来被称为“兰道尔原理”。他指出，信息不仅仅是抽象的符号，它也是物理世界的一部分。任何信息的存储和处理，都必须遵循物理定律。
这个原理的核心可以通俗地理解为：删除1比特的信息，理论上至少会产生一定量的热量。
为什么呢？让我们用一个生活中的例子来类比。想象一下你的书桌，如果上面乱七八糟地堆满了书，这就是一种“高熵”状态——“熵”是物理学中衡量混乱程度的标尺。现在，你把所有书都整整齐齐地放回书架上，书桌变得井井有条，混乱度降低，也就是“熵减”了。
但这个过程不是凭空发生的。你必须消耗自身的能量（卡路里），弯腰、伸手、搬运，这个过程会让你出汗，向周围的空气释放热量。你的书桌这个小“系统”变得有序了，但你和周围环境这个大“系统”的总体混乱度（熵）却增加了。
删除信息也是如此。一个存储着数据的比特，它处于“0”或“1”的确定状态，这是有序的。当你删除它，其实是把它恢复到一个可以随意变成“0”或“1”的“归零”状态，这个过程本质上是增加了它的不确定性，也就是增加了系统的熵。根据热力学定律，这个熵的增加，必须伴随着能量的释放。
兰道尔的发现，第一次在信息、能量和热量这三个看似毫不相干的概念之间，架起了一座坚实的桥梁。
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量子世界的“遗忘”是条单行道
这个原理在我们的宏观世界已经足够奇妙，但科学家更想知道：在那个更加光怪陆离的量子世界，它还成立吗？量子系统是如何“忘记”信息的？在经典物理世界里，很多过程是“可逆的”。比如，我们知道所有行星当前的位置和速度，就能精确计算出它们三个月后的位置，也能反推出它们三个月前的位置。信息并没有丢失，过去的状态完好地“存储”在当前的状态里。
然而，量子世界有一个根本性的不同：一旦你试图去“看”它，它就变了，而且再也回不去了。
一个量子粒子在被观测前，可能同时处于多种状态的叠加（比如既在这里又在那里）。可一旦你用测量设备去“看”它，它的状态就瞬间“坍缩”成一个确定的结果。在这个过程中，粒子与测量设备发生了互动，它的一部分信息不可逆地“泄漏”给了环境。就像一滴墨水滴入清水，迅速扩散，你再也无法把这滴墨水从水中完整地分离出来。
这种不可逆的信息丢失，就是量子世界里最纯粹的“遗忘”。那么，这个“量子遗忘”的过程，是否也遵循兰道尔原理，会释放能量呢？
----“看见”量子遗忘的瞬间
为了亲眼验证这一点，维也纳工业大学和柏林自由大学的科学家设计了一个极其精妙的实验。
他们在一个被称为“原子芯片”的装置上，用激光和磁场将数千个铷原子冷却到接近绝对零度的超低温。在这样的温度下，原子的量子特性会变得异常明显。
实验开始了。科学家首先创造出两团这样的超冷原子云，然后让它们自由下落、膨胀并相互重叠。当两朵量子云交汇时，它们会像水波一样发生干涉，形成明暗相间的条纹。这些条纹里，就编码了整个系统的量子信息。
接下来是整个实验最巧妙的一步：科学家在概念上将整个系统一分为二。一部分原子云被当作我们感兴趣的“子系统”，另一部分则被定义为它的“环境”。通过精确测量那干涉条纹的细微变化，他们得以实时追踪“子系统”的信息是如何与“环境”互动，如何逐渐丢失，以及这个过程中熵和能量是如何流动的。
这就像是进行了一场宇宙级别的“数据恢复”尝试，只不过科学家关注的不是数据本身，而是数据“消失”时留下的能量“回响”。
结果不出所料。详细的分析表明，这个复杂的量子多粒子系统，完美地遵循了兰道尔的规则。当子系统“遗忘”了它的量子信息时，确实伴随着熵的转移和能量的流失。
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遗忘的代价，宇宙的节拍
这项发表在《自然·物理学》上的研究，意义非凡。它不仅首次在复杂的量子系统中定量地测量并证实了兰道尔原理，更深刻地揭示了我们世界运行的底层逻辑。
原来，“信息”并非虚无的存在，它和能量一样，是构成宇宙的基本要素，它们之间的转化与流动，共同谱写着现实的篇章。每一次删除，每一次遗忘，都是一次与宇宙的能量交换。
这个发现也为未来的量子计算机敲响了警钟。量子计算机拥有强大的算力，但也意味着它在纠错和重置量子比特时，会不可避免地产生热量。如何高效地“散热”，将是量子技术走向实用化的关键一步。
从删除一个文件，到观测一个原子，我们窥见了物理世界最深邃的秘密之一。下一次当你清空回收站时，或许可以停顿一秒，感受那个微小的点击背后，连接着的热力学、信息论与量子物理的宏大交响。
你不是在凭空创造“虚无”，而是在遵循宇宙最古老的法则，支付着“遗忘”那份微小而真实的代价。
信源：Stefan Aimet et al, Experimentally probing Landauer's principle in the quantum many-body regime, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02930-9 source