?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Популярное изложение идеи Джона Уилера «It from bit» («Все из бита»), уже давно меня интригующей, нашлось в книжке Леонарда Сасскинда. Сасскинд знал Уилера лично и отзывается о нем с восторгом как о выдающемся мыслителе. Но у меня все равно возникли сомнения.


По Сасскинду, идея Уилера состоит в представлении Вселенной в виде гигантской игры в крестики-нолики, или, как говорят сегодня, клеточного автомата. Каждая клетка – неделимый участок пространства планковской длины, содержащий или не содержащий некую элементарную частицу. Имеются в виду не те частицы, что мы знаем сегодня, а «настоящие», еще не открытые, окончательно-элементарные частицы. Они настолько элементарны, что обладают только одним свойством – свойством существования: такая частица либо есть, либо ее нет; и она-то и есть – бит информации.

Но сам Уилер в начале своей статьи по ссылке пишет: «Фраза Все из бита символизирует идею, что в основании каждого объекта физического мира – в очень глубоком основании, в большинстве случаев – лежит нематериальный источник и объяснение; что то, что мы называем реальностью, возникает в конце концов в результате постановки вопросов, требующих ответа «да» или «нет», и регистрации ответов на них при помощи приборов; короче говоря, что все физическое – в своем основании информационно-теоретическое, и что наша вселенная – вселенная участия (participatory universe)». Вроде бы это совсем другая идея? К сожалению, этот параграф – почти единственное, что я смогла понять в статье Уилера. Кто-нибудь из вас, уважаемые френды, может растолковать мне, что он имеет в виду?


Джон Уилер в своем кабинете в 1987 году –
обратите внимание на фенечку на его запястье :)
(фото из статьи Марии Поповой)

Posts from This Journal by “информация” Tag

Comments

egovoru
Aug. 31st, 2018 10:57 am (UTC)
Иными словами, Вы хотите сказать, что в детерминированной системе информация принципиально неуничтожима? Почему же тогда на практике нам обычно не удается восстановить утраченную информацию - потому что система недетерминирована или просто потому, что на это потребовались бы недоступные нам энергии? И еще: разве второе начало термодинамики не означает утрату информации, ведь информация - это энтропия с обратным знаком? (Боюсь, эти вопросы показывают, что я окончательно запуталась :(
alex_new_york
Aug. 31st, 2018 03:58 pm (UTC)
В детерминированной системе два разных состояние могут прожволюционировать к одному и тому же, и информация потеряется. Но законы физики еще и обратимы во времени. Когда мы смотрим фильм в обратном направлении, мы видим абсолютно легитимный с точки зрения уравнений квантовой механики и электродинамики мир, в нем не нарушается ни один фунднаментальный закон. А физически невозможным он нам кажется лишь потому, что окружающий нас мир порожден Большим Взрывом, который самим своим фактом создал асимметрию прошлого и будущего. Теоретически вполне возможен параллельный мир, движущийся к аналогичной сингулярности - Большому Взрыву Наоборот - не в прошлом, а в будущем. Этот мир был бы для нас невидим (поскольку с нашей точки зрения его фотоны рождались бы на сетчатке нашего глаза и улетали на его звезды). Но гравитационное присутстсвие этого мира мы ощущали бы. Телретически, вполне возможно, что темная материя Вселенной - именно такой мир.

И - да, в обратимом во времени мире информация неуничтожима
egovoru
Aug. 31st, 2018 10:02 pm (UTC)
"физически невозможным он нам кажется лишь потому, что окружающий нас мир порожден Большим Взрывом"

Большой Взрыв - все-таки относительно недавнее изобретение, а еще раньше необратимость мира была сформулирована как второе начало термодинамики, разве нет?
alex_new_york
Sep. 1st, 2018 12:59 am (UTC)
Физические уравнения, описывающие динамику полей и частиц полностью обратимы во времени. И в этом смысле никакой фуддаментальной «необратимости мира» во времени просто нет. С другой стороны, капли вокруг нас из лужи на небо не прыгают и книги не материализуются из пламени и дыма, хотя согласно фундаментальным законам физики вполне могли бы.

Законы термодинамики вовсе не объясняют эту асимметрию прошлого и будущего, а только констатируют ее. А Большой Взрыв - объясняет. И заодно наводит на мысль о том. что возможен и зеркальный во времени Большой Взрыв Наоборот, порождающий зеркальный во времени мир, где с нашей точки зрения капли дождя летят из лужи на небо и книги рождаются из дыма и пламени. В этом зеркальном мире тепло движется не от горячего к холодному, а в обратном направлении и законы термодинамики имеют обратный знак.
egovoru
Sep. 1st, 2018 12:36 pm (UTC)
"Законы термодинамики вовсе не объясняют эту асимметрию прошлого и будущего, а только констатируют ее. А Большой Взрыв - объясняет"

Ну, "объяснение" - это достаточно условная концепция: то, что для одного является объяснением, для другого - отнюдь. Мне, в частности, идея Б.В. кажется достаточно сомнительной в том смысле, что вот, никогда не было - и вдруг опять :)
alex_new_york
Sep. 1st, 2018 10:35 am (UTC)
«Почему же тогда на практике нам обычно не удается восстановить утраченную информацию - потому что система недетерминирована или просто потому, что на это потребовались бы недоступные нам энергии?»

На практике все упирается в квантовую случайность, а еще раньше - в классическую стохастичность, приводящую к тому, что даже небольшая первоначальная погрешность измерения координат и скоростей приводит к экспоненциально растущей погрешности вычислений. Каждое столкновение между биллиардными шарами (или, скажем, классически описываемыми молекулами воздуха) увеличивает ошибку вычислений во много раз. Соответственно, первоначальная погрешность измерений координат и скоростей, всё еще допускающая достаточно точное вычисление последующей траектории, является экспоненциально исчезающей функцией числа столкновений, которое мы хотим описать. Если для того, чтобы вычислить траектории шаров или молекул от первого столкновения до второго, нужна, скажем, точность с тремя десятичными цифрами, то каждое новое столкновение потребует еще трех дополнительных десятичных знаков первоначальной точности. И всего десяток столкновений в рассчитываемой траектории уже потребует совершенно недостижимой на практике первоначальной точности измерения координат и скоростей

Edited at 2018-09-01 10:37 am (UTC)
egovoru
Sep. 1st, 2018 02:26 pm (UTC)
"недостижимой на практике первоначальной точности измерения координат и скоростей"

"Недостижимая на практике" - это ведь и значит, что нам не хватит энергии, чтобы это осуществить. Как я понимаю, любое возрастание энтропии в системе можно компенсировать (обратить) путем подвода энергии извне (что, собственно, и делают живые организмы - в ограниченных пределах). Вопрос только в том, сколько энергии у нас на это есть?
yoginka
Sep. 2nd, 2018 01:34 am (UTC)
А дело не только в энергии. Есть еще соотношение неопределенностей, задающее границы точности измерения координаты и импульса (а они нужны оба для прокрутки назад).
egovoru
Sep. 2nd, 2018 12:21 pm (UTC)
"Есть еще соотношение неопределенностей"

Наш собеседник заранее оговорил, что имеет в виду полностью детерминированный мир, а в таком мире, как я понимаю, принципу неопределенности не место?

Вот, кстати, этот принцип, а также корпускулярно-волновой дуализм, почему-то не показались мне такими уж контринтуитивными, когда я впервые о них узнала, хотя, если задуматься, уже само понятие поля, первоначально разработанное Фарадеем и Максвеллом для светоносного эфира - вещь уже достаточно загадочная. Тем не менее, поскольку поле, даже без эфира, именно что отклоняет стрелки приборов, оно не вызывает у меня никакого когнитивного диссонанса: ну, поле так поле, велика важность! Видимо, помогает еще и то, что поле обладает протяженностью - то есть, той самой характеристикой, при помощи которой Декарт определял материю!

Но вот потом в истории физики случилось что-то, что как-то увело ее от стрелок приборов. Я хочу сказать, математика в физике использовалась как минимум со времен Галилея, и, когда Леверье математически вычислил, где нужно искать новую планету, это было нормально. Но в какой-то момент математика забежала как-то уж слишком далеко вперед - или даже вбок, так что пришлось говорить об "интерпретации" математических построений. Что на мой взгляд звучит полным абсурдом: ведь математика с самого начала привлекалась для создания моделей, объясняющих отклонения стрелок, так почему же вдруг возникла необходимость что-то еще интерпретировать?
yoginka
Sep. 2nd, 2018 03:05 pm (UTC)
//Наш собеседник заранее оговорил, что имеет в виду полностью детерминированный мир, а в таком мире, как я понимаю, принципу неопределенности не место?//
- Я так поняла, что речь идет о законах физики вообще, а не только о классической физике и лапласовском детерминизме (где-то выше у Алекса это было написано или подразумевалось, сейчас лень искать место). Тем более, что это написано в контексте обсуждения книги Сасскинда, который там пишет, что информация никогда не теряется. Это, собственно, и было темой его многолетнего спора с Хокингом. И Хокинг признал себя побежденным. Так что,современный взгляд на детерминизм включает и КМ. В частности, волновая функция описывает полностью детерминировано состояние КМ системы. Все законы КМ детерминистичны. (Вероятности возникают по другой причине, мы об этом же говорили.) Но есть ограничение на точность измерений. Одно из этих ограничений носит принципиальный характер и не связано с тем, что не хватит энергии для повыжения точности. И это мешает практическому восстановлению предыдущих состояний системы. О чем я кратко и сказала в своем комментарии. Но сам детерминисм этим фактом не отменяется.
egovoru
Sep. 2nd, 2018 03:22 pm (UTC)
"Одно из этих ограничений носит принципиальный характер и не связано с тем, что не хватит энергии для повыжения точности"

Понятно, спасибо. Но зато тогда непонятно, почему же информация не уничтожается? Ведь, если из-за принципа неопределенности мы не можем восстановить первоначальное состояние системы, даже обладай мы неограниченным запасом энергии, разве это не означает, что информация об этом состоянии была безвозвратно утрачена?
yoginka
Sep. 2nd, 2018 03:34 pm (UTC)
Смотря какой смысл вкладывать в слово "утрачена". Утрачена для наших технологий, но она остается в мире в рассеянном виде.
egovoru
Sep. 2nd, 2018 03:41 pm (UTC)
Утрачена - это значит принципиально невосстановима, независимо от технологий. А вот что такое "рассеянная информация", я совсем не понимаю: информация, как пациент из заглавия поста, либо есть, либо ее нет - разве не так?
yoginka
Sep. 2nd, 2018 03:47 pm (UTC)
Речь идет о физической информации, которая "закодирована" в состоянии физической системы. Именно о ней спорил Сасскинд с Хокингом. Ее "рассеяние" имеет вполне конкретный смысл (он связан с квантовым запутыванием). Насколько помню, в книге об этом написано много и с разных сторон.
(no subject) - egovoru - Sep. 2nd, 2018 04:10 pm (UTC) - Expand
(no subject) - yoginka - Sep. 2nd, 2018 04:50 pm (UTC) - Expand
(no subject) - egovoru - Sep. 2nd, 2018 05:15 pm (UTC) - Expand
(no subject) - yoginka - Sep. 2nd, 2018 05:22 pm (UTC) - Expand
(no subject) - egovoru - Sep. 2nd, 2018 05:42 pm (UTC) - Expand
(no subject) - yoginka - Sep. 2nd, 2018 05:47 pm (UTC) - Expand
(no subject) - egovoru - Sep. 2nd, 2018 06:02 pm (UTC) - Expand
(no subject) - yoginka - Sep. 2nd, 2018 07:13 pm (UTC) - Expand
alex_new_york
Sep. 2nd, 2018 01:25 pm (UTC)
Да, живые организмы используют энергетические потоки для снижения энтропии. Измерительно-вычислительный путь восстановления информации тоже далеко не бесплатный энергетически. Но у меня нет уверенности в том, что этот второй путь требует тех же энергетических затрат, что и первый. К сожалению, более содержательного и аргументированного ответа я пока дать не могу. Но с удовольствием поразмышляю на эту интересную тему

Edited at 2018-09-02 01:26 pm (UTC)