毕业论文--信息与热力学熵

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1、本科毕业论文（设计）信息与热力学熵学院：＿＿理学院＿＿＿专业：＿＿物理学＿＿＿班级：＿＿物理081＿＿学号：＿080701110289＿学生姓名：＿＿黎文彬＿＿＿指导教师：＿＿徐渟＿＿＿2012年5月30日贵州大学本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名：日期：第III页贵贵州大学本科毕业论文（设计）目录摘要IIAbstractIII前言1第一章热力学

2、熵31.1热力学第二定律31.2克劳修斯熵41.3玻尔兹曼熵51.4克劳修斯熵与玻尔兹曼熵的关系51.4.1由克劳修斯熵引入玻尔兹曼熵51.4.2从玻尔兹曼熵到克劳修斯熵71.5热力学熵在热力学系统中的作用81.6麦克斯韦妖101.6.1麦克斯韦妖101.6.2信息与负熵11第二章信息的概念和信息度量132.1信息的概念132.2信息量与信息熵142.3信息熵的性质152.3.1对称性152.3.2确定性152.3.3非负性162.3.4可加性162.3.5展开性162.4简单信源的信息熵162.4.1简单离散信源的信息熵162.4

3、.2简单连续信源的信息熵17第三章信息熵与热力学熵之间的关系193.1由玻尔兹曼熵引入信息熵193.2由信息熵推导玻尔兹曼熵204.3由信息熵推导出克劳修斯熵20第四章信息熵的应用224.1信息熵对经典计算机的限制224.2社会财富信息熵24结论29参考文献31致谢32第III页贵贵州大学本科毕业论文（设计）信息与热力学熵摘要信息是被传递或交流的一组语言、文字、符号或图像蕴含的内容。在人类社会里，信息与物质、能量一样，有其重要的地位，是人类赖以生存发展的基本要素。物理学中熵的概念，是现代物理前沿的重要概念之一。熵概念，最初是克劳修斯

4、(1865年)把它作为描写系统的热力学态函数而引入的，并把热力学第二定律表述为熵增原理。1877年，玻耳兹曼等价地引入了统计意义的熵；1943年，薛定谔在题为“生命是什么”的演讲中引入了“负熵”的概念，提出“有机体就是赖负熵为生”的观点;1948年，香农参照熵的玻耳兹曼表示式引入了信息熵;20世纪50年代，布里渊等人在解说麦克斯韦妖诘难时，提出了负熵原理:信息即负熵。本文从热力学熵（克劳修斯熵和玻尔兹曼熵）出发，就熵及信息熵理论作一个简要的介绍，重点介绍如何从物理熵引出信息熵并重点分析克劳修斯熵、玻尔兹曼熵和信息熵之间的相互关系，探

5、讨克劳修斯熵、玻尔兹曼熵和信息熵的物理意义，及其在物理学系统中的作用。关键词信息，热力学熵，信息熵，麦克斯韦妖第III页贵贵州大学本科毕业论文（设计）InformationandEntropyAbstractTheinformationistobedeliveredorexchangeofagroupoflanguage,text,symbolorimagethatcontainsthecontents.Inhumansociety,informationlikematerialandtheenergy,hasitsimportan

6、tposition.Itisthehumansurvivalanddevelopmentofbasicelements.Theconceptofentropyinphysics,isoneofthemostimportantconceptsinmodernphysics.Theconceptofentropy,wasoriginallyintroducedbyClausius(1865)asadescriptionofthethermodynamicfunctionofstatesystem.AndtheSecondlawofThe

7、rmodynamicswasexpressedbytheEntropyIncreasePrinciple.In1877,Boltzmannequivalentlyintroducedtheentropyofstatisticalsignificanceof.In1943,Schrodingerintroducedtheconceptof"negentropy"andputforwardtheviewpointof"organismdependsonnegentropy"inaspeechentitled"whatislife".In

8、1948,ShannonreferencedtheformulaofBoltzmannentropyintroducedInformationentropy.In1950s,inordertosolvetheMaxwelldemoni