?

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

yoginka
Aug. 31st, 2018 10:53 pm (UTC)
Нет, все гораздо прозаичнее. Система "живет" в гильбертовом пространстве, причем координаты векторов состояний в этом пространстве являются комплексными числами. (И от этой комплексности уже сто лет не удается избавиться, хотя попыток было много. Такое впечатление создается, что здесь нет никакой избыточности.) Поэтому самая простая невырожденная система с двумя состояниями (например, если рассматривать только один спин) уже живет в четырехмерном пространстве (в пересчете на действительные размерности умножаем число комплексных размерностей на два). Там, где "живет" система, значений спина может быть бесконечное множество, а в нашем мире только два из них поддаются регистрации.
Если в терминах кота это перефразировать, то кот не просто жив или мертв. Для простоты популярная литература обычно скрывает, что у каждого из этих двух базисных состояний есть комплексные коэффициенты, которые могут быть любыми. (По этим коэффициентам можно вычислить вероятности нахождения кота в живом или мертвом состоянии.) Поэтому квантовых состояний может быть бесконечно много. И даже более того, бесконечно много существует состояний, при которых кот на 50 процентов жив и на 50 мертв (так как вероятности определяются по модулю комплексного числа, а чисел с одинаковым модулем бесконечно много). Аналогично и для любой другой процентной раскладки есть бесконечно много квантовых состояний.
egovoru
Sep. 1st, 2018 12:49 am (UTC)
"Система "живет" в гильбертовом пространстве"

Ну, вот это уж точно чистейший "it from bit" получается: гильбертово пространство - чисто умозрительная конструкция, и Вы хотите сказать, что там находится то, что после измерения становится электроном?
yoginka
Sep. 1st, 2018 01:52 am (UTC)
Нет, тут не про бит речь, а про дополнительные степени свободы. Забудьте слово "гильбертово" (оно, кстати, весьма похоже на евклидово; вас же не смущает, что в классической физике все объекты "живут" в трехмерном евклидовом пространстве). Мой акцент был на размерности пространства, которая даже в простейшем случае на единицу больше, чем в нашем привычном пространстве. Иными словами, у простейшей квантовой системы есть дополнительные степени свободы, и ее состояния в том пространстве не соответствуют ничему вразумительному, мы их не можем описать в терминах нашего привычного мира. Но учет этих состояний совершенно необходим для предсказания того, что мы можем увидеть здесь (измерить). Грубо говоря, развитие системы происходит через последовательность состояний, не помещающихся в наш мир. А измерение заставляет систему уложиться в наш мир, потеряв многие свои свойства. Это можно сравнить с крутящейся на столе монетой, которая ни орел и не решка при этом, и вообще находится вне поверхности стола. А если ее прихлопнуть, то она окажется в одном из этих двух состояний. И некоторое время будет так лежать, пока ее что-то снова не закрутит. С точки зрения плоскости стола монета опять исчезла, нет ни орла, ни решки.

Эта аналогия довольно ограниченная, ни в коей мере нельзя считать ее моделью или интерпретацией. Но кое-что она все-таки дает представить. Например, известно, что если квантовую систему измерить и получить некоторое значение, то потом ее можно опять измерять подряд много раз и получать одно и то же значение совершенно детерминировано, пока эту систему что-нибудь не "толкнет" опять в ее более богатый мир. Как раз похоже на лежащую на столе монету.
egovoru
Sep. 1st, 2018 12:46 pm (UTC)
"у простейшей квантовой системы есть дополнительные степени свободы"

Но ведь это не те дополнительные пространственные измерения, которые постулируются в струнной теории, да? Тогда возникает вопрос - а что же это такое, какова их природа? И, главное, откуда мы знаем, что мы никогда не сможем как-то добраться до этих дополнительных степеней свобод - грубо говоря, придумать прибор для их измерения?
alex_new_york
Sep. 1st, 2018 01:53 pm (UTC)
Есть интересная теорема о том, что дополнительные степени свободы квантовой механики принципиально не могут быть сведены к скрытым от наблюдения степеням свободы механики классической. И в этом смысле их наблюдение и измерение - процесс, принципиально отличающийся от наблюдения и измерения параметров классической физической системы

Edited at 2018-09-01 01:53 pm (UTC)
egovoru
Sep. 1st, 2018 02:09 pm (UTC)
Да, но что же они все-таки собой представляют, эти "дополнительные степени свободы"?
alex_new_york
Sep. 1st, 2018 11:33 pm (UTC)
Не уверен, что у них есть прозрачная для человеческой интуиции интерпретация. Человек в мире квантовых эффектов вообще выглядит как слон в посудной лавке: ломает всё, до чего дотронется. И способен изучать лишь трупики, в которые превращается волновая функция в результате его попыток удовлетворить свою любознательность. В итоге квантовая физика распадается на красивый аппарат, описывающий жизнь волновой функции и на напоминающие протоколы опознания трупа рассуждения о результатах отправляющих эту функцию в то или иное состояние «измерений». Причем, процесс измерений и возникновение упомянутого результата этот аппарат даже не пытается толком описать, а просто постулирует

Edited at 2018-09-01 11:34 pm (UTC)
egovoru
Sep. 2nd, 2018 12:02 am (UTC)
Ну вот, и после этого Вы говорите, что волновая функция - не мистическая? :)
yoginka
Sep. 1st, 2018 03:02 pm (UTC)
Природу этих степеней пока не знают. Какие-то пространственные измерения пока нельзя исключить. Хотя давно уже поговаривают, что на том уровне нет ни пространства, ни времени. Сможем ли добраться и измерить - тоже неизвестно. Но сомнений все больше, что сможем. Поэтому представляется логичным метафорически считать это пока "не нашим миром". И там КМ-системы имеют более интересную и сложную "жизнь", чем просто "орел или решка" после измерения. Мы эту жизнь с ее степенями свободы хорошо "видим" в наших математических моделях, замечательно предсказывающих поведение КМ-систем. Так я склонна интерпретировать и Уилера. Постоянные "измерения" всякого рода (не только человеком) творят из того невидимого мира наш видимый мир "орлов и решек" (или единиц и нулей, что эквивалентно).
egovoru
Sep. 1st, 2018 03:15 pm (UTC)
"представляется логичным метафорически считать это пока "не нашим миром"

Но есть ли у нас основания считать этот потусторонний мир исключительно порождением нашего ума, как мир математических структур?
yoginka
Sep. 1st, 2018 03:50 pm (UTC)
Математическая модель, конечно, порождение ума. И здесь есть произвол: могут быть разные модели, описывающие одно и то же на первый взгляд совершенно по-разному, но одинаково хорошо делающие предсказания (пример в КМ - матричная модель Гейзенберга и волновая Шредингера). А считать, стоит ли за этим что-то реальное или нет - дело вкуса :) Можно просто следовать принципу "заткнись и вычисляй". Уилер, как мне кажется, считал, что стоит, а именно, стоит другая физика, не видимая нами. Так я пока интерпретирую его цикл-триаду, не зря же он с двух сторон поставил физику. Хотя сам он называл этот другой мир "нематериальным", но это можно понимать так, что материальным он считал только то, что относится к нашему наблюдаемому миру "орлов и решек".
egovoru
Sep. 1st, 2018 07:21 pm (UTC)
"А считать, стоит ли за этим что-то реальное или нет - дело вкуса"

Вот этого я никогда не могла понять. Если КМ правильно предсказывает показания приборов, то разве могут быть сомнения, что их стрелки отклоняет что-то физическое? Ведь математические абстракции не могут отклонять стрелки? Понятно, что можно придумать какую-то другую теорию для объяснения тех же отклонений стрелок, но как можно сомневаться в том, что за этим стоят какие-то физические процессы?
yoginka
Sep. 1st, 2018 08:20 pm (UTC)
Даже Ленин признавал, что спор между материализмом и идеализмом логически неразрешим :)