Vlad Bout (karlsonmarxx) wrote,
Vlad Bout
karlsonmarxx

Category:

"It from bit" Джона Уилера

Панкомпьютеционализм
(Теория вычислимой Вселенной)
Панкомпьютеционализм (также «пан-компьютеционализм», «природный компьютеционализм») — это взгляд на Вселенную как на большую вычислительную машину или, скорее, сеть вычислительных процессов, которая вычисляет следующее состояние фундаментальных физических законов (динамически развивает) из текущего состояния.
Цифровая физика
Цифровая физика, в физике и космологии, — совокупность теоретических взглядов, проистекающих из допущения, что Вселенная по сути описывается информацией и, следовательно, является вычислимой. Из данных предположений следует то, что Вселенная может пониматься как результат работы некоторой компьютерной программы или как некий вид цифрового вычислительного устройства (или, по крайней мере, устройства, математически изоморфного такому устройству).
Цифровая физика основана на одной или нескольких нижеследующих гипотезах (перечисленных в порядке возрастания степени смелости предположений). Вселенная, или реальность:
·         по сути информационна (хотя не каждая информационная онтология должна быть цифровой);
·         по сути является цифровой;
·         является громадным компьютером;
·         результат симуляции.
История
Очевидно, что каждый компьютер должен быть совместим с принципами теории информации, статистической термодинамики и квантовой механики. Фундаментальная связь между этими областями была предложена Эдвином Джейнсом в двух работах по статистической механике Кроме того, Джейнс тщательно проработал интерпретацию теории вероятностей как обобщение аристотелевской логики, выглядящую хорошо подходящей для того, чтобы связать фундаментальную физику и цифровые компьютеры, так как они разработаны для выполнения операций классической логики и, эквивалентно — алгебры логики.
Гипотеза о том, что Вселенная является цифровым компьютером, впервые была выдвинута Конрадом Цузе в книге Rechnender Raum («Вычислительное пространство», переведена на английский язык как Calculating Space). Термин «цифровая физика» использовался Эдвардом Фрэдкином, который потом предпочел термин «цифровая философия»[4]. Среди тех, кто рассматривал Вселенную как гигантский компьютер находятся Стивен Вольфрам[5][6], Юрген Шмидхубер[7] и нобелевский лауреат Герард 'т Хоофт[8]. Эти авторы считали, что несомненно вероятностная природа квантовой физики не обязательно является несовместимой с идеей вычислимости. Квантовая версия цифровой физики недавно была предложена Сетом Ллойдом[9], Дэвидом Дойчем и Паола Цицци[10].
Похожими идеями являются теория протоальтернатив Карла Фридриха фон Вайцзеккера, панкомпьютационализм, вычислительная теория Вселенной, теория «вещества из информации» («it from bit») Джона Уилера и гипотеза математической Вселенной («Конечный ансамбль») Макса Тегмарка.
Цифровая физика
Обзор
Цифровая физика предполагает, что существует — по крайней мере, в принципе — программа, которая вычисляет в реальном времени эволюцию Вселенной. Этот компьютер может быть, например, гигантским клеточным автоматом (Цузе, 1967) или универсальной машиной Тьюринга, как предположил Шмидхубер (1997). Они обращали внимание на то, что существует очень короткая программа, которая может вычислить все возможные вычислимые Вселенные асимптотически оптимальным путем.
Были попытки отождествить единичные физические частицы с битами. Например, если элементарная частица, такая как электрон, переходит из одного квантового состояния в другое, то это может рассматриваться как смена значения бита, например, с 0 на 1. Единичного бита достаточно для описания единичного квантового перехода данной частицы. Поскольку Вселенная кажется состоящей из элементарных частиц, поведение которых может быть полностью описано их квантовыми переходами, то подразумевается, что она может быть полностью описана с помощью бит информации. Каждое состояние информационно и каждая смена состояния является изменением информации (требует манипуляции одним или несколькими битами). Не принимая во внимание темную материю и темную энергию, которая на данным момент плохо понятны, известная Вселенная состоит из примерно 1080 протонов и примерно такого же числа электронов. Отсюда следует, что Вселенная может быть просимулирована на компьютере, способном хранить и манипулировать 1090 битами. Если такая симуляция в действительности имеет место, то сверхтьюринговые вычисления являются невозможными.
Петлевая квантовая гравитация поддерживает цифровую физику в том, что она считает пространство-время квантуемым. Паола Цицци сформулировала осмысление этой идеи в том, что называется «вычислительная петлевая квантовая гравитация», или ВПКГ («computational loop quantum gravity», CLQG)[11][12]. Другие теории, которые объединяли аспекты цифровой физики с петлевой квантовой гравитацией, были выдвинуты Аннализа Марцуиоли и Марио Разетти[13][14] и Флорианом Джирелли и Этерой Ливином[15].
Протоальтернативы Вайцзеккера
Теория протоальтернатив физика Карла Фридриха фон Вайцзеккера впервые была представлена в книге Einheit der Natur («Единство природы»; 1971) (переведена на английский в 1980 году как The Unity of Nature) и в последующем разрабатывалась в книге Zeit und Wissen («Время и познание»; 1992). Эта теория является разновидностью цифровой физики, так как аксиоматически предполагает, что квантовый мир состоит из различия между эмпирически наблюдаемыми, двоичными альтернативами. Вайцзеккер использовал свою теорию для установления трехмерности пространства и для оценки энтропии падающего в черную дыру протона.
Панкомпьютеционализм, или Теория вычислимой Вселенной
Панкомпьютеционализм (также «пан-компьютеционализм», «природный компьютеционализм») — это взгляд на Вселенную как на большую вычислительную машину или, скорее, сеть вычислительных процессов, которая вычисляет следующее состояние фундаментальных физических законов (динамически развивает) из текущего состояния[16].
«Всё из бита» («it from bit») Уилера
Вслед за Джейнсом и Вайцзеккером физик Джон Арчибальд Уилер писал:
Не является неразумным представить, что информация находится в ядре физики так же, как в ядре компьютера.
Всё из бита («it from bit»). Иными словами, все сущее — каждая частица, каждое силовое поле, даже сам пространственно-временной континуум — получает свою функцию, свой смысл и, в конечном счёте, самое своё существование — даже если в каких-то ситуациях не напрямую — из ответов, извлекаемых нами с помощью физических приборов, на вопросы, предполагающие ответ «да» или «нет», из бинарных альтернатив, из битов. «Всё из бита» («it from bit») символизирует идею, что всякий предмет и событие физического мира имеет в своей основе — в большинстве случаев в весьма глубокой основе — нематериальный источник и объяснение; то, что мы называем реальностью, вырастает в конечном счёте из постановки «да-нет»-вопросов и регистрации ответов на них при помощи аппаратуры; кратко говоря, все физические сущности в своей основе являются информационно-теоретическими и что Вселенной для своего бытия необходимо наше участие (см. Антропный принцип). (Джон Арчибальд Уилер 1990: 5)
Дэвид Чалмерс из Австралийского национального университета так резюмировал взгляды Уилера:
Уилер (1990) предложил, что информация фундаментальна для физики Вселенной. В соответствии с этой доктриной «всё из бита» («it from bit») законы физики могут быть выражены в терминах информации, утверждающих различные состояния, что дает начало различным эффектам, фактически без объяснения, что это за состояния. Важна только их позиция в информационном пространстве. Если это так, то информация также является естественным кандидатом на роль в фундаментальной теории сознания. Мы пришли к концепции действительности, по которой информация истинно фундаментальна, и по которой она обладает двумя базовыми аспектами, соответствующими физической и воспринимаемой сторонам действительности.[17]
Tags: наука, физика
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments