?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Не надо мне числа

Замена классического бита на квантовый не помогла мне приблизиться к пониманию тех, кто полагает, что «в основе мира лежит информация».


Информация – это придуманное нами абстрактное понятие. Его характерная особенность – универсальность: любой процесс можно описать как передачу информации. Но объясните мне, каким образом описание процесса может породить сам процесс?

Лампочке, которая может быть включена или выключена, мы приписываем один бит информации; электрону с тем или иным спином – один кубит. Лампочку можно заменить на транзистор, а электрон – на фотон, но ведь в любом случае нужно нечто, способное принимать альтернативные состояния?

Происхождение мира из числа – идея почтенного возраста, ее связывали еще с именем Пифагора. Учитывая, однако, что тот не оставил нам ни единой строчки, трудно понять, что конкретно он имел в виду. Может, он просто утверждал, что всякое явление можно описать математически?

coin pentagramm

Греческая монета IV века до н.э. с изображением
пифагорейской пентаграммы; на другой стороне – Зевс Аммон
(фото с сайта Wildwinds)

Posts from This Journal by “информация” Tag

Comments

yoginka
Feb. 3rd, 2017 05:02 am (UTC)
//Но Уилера к этой мысли подвели отнюдь не философские рассуждения, а какие-то конкретные проблемы квантовой механики. //
- Нашла исходную статью (https://pdfs.semanticscholar.org/6f7c/ea05db498d66b765f39a5348fdc596429a20.pdf), вот такими словами она начинается:
"This report reviews what quantum physics and information theory have to tell us about the age-old question, How come existence?"
То есть вроде все наоборот, он пытается решить философскую проблему с помощью физики и теории информации.
Еще он пишет о том, что мы, наблюдатели, и заставляем "материализоваться" "потустороннюю информацию". Эта идея из старой копенгагенской интерпретации, сейчас ее все меньше поддерживают, насколько я могу судить. Сейчас больше в моде декогеренция без необходимости участия наблюдателя.
В статье нет математики, это просто текст. Можете почитать. (Я пока ее не читала, а только взглянула).

О том, что платонизм лежит в основе этих идей, прямо написано, например, здесь:
https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_physics
И здесь:
https://en.wikipedia.org/wiki/Mathematical_universe_hypothesis
egovoru
Feb. 3rd, 2017 01:25 pm (UTC)
Уилеровская статья для меня, к сожалению, все же слишком сложна, но он, несомненно, подходит с физической, а не с философской стороны. И да, его отправной пункт - эффект наблюдателя. Если бы Вы взяли на себя труд прочесть всю статью и растолковать мне "на пальцах", что он хочет сказать, я была бы Вам очень признательна.

"декогеренция без необходимости участия наблюдателя"

А что это такое? То же самое, что и многомировая интерпретация, или нет?

Что же касается "математической вселенной", то, на мой взгляд, есть принципиальная разница между утверждением, что "the universe can be conceived of as the output of a deterministic or probabilistic computer program, a vast, digital computation device" и тем, что вселенная "mathematically isomorphic to such a device". Последнее не вызывает у меня никаких возражений, а вот первое сразу порождает вопросы, а кто построил этот компьютер, кто написал программу и т.д.

Edited at 2017-02-03 01:32 pm (UTC)
yoginka
Feb. 3rd, 2017 03:09 pm (UTC)
//он, несомненно, подходит с физической, а не с философской стороны.//
- Видимо, мы по-разному воспринимает слово "подходит". Я смотрю со стороны того, какой вопрос он пытается решить, и вопрос этот - философский. С него начинается статья, он сразу объявляет это своей целью, и его философская природа не вызывает сомнения. Автор "подходит", т.е. "начинает", ставя такую задачу. Вы же смотрите со стороны, какими средствами он пытается решить этот вопрос, и средства эти - физика и теория информации. И в этом смысле вы правы, он "подходит" в смысле "использует", т.е. "имеет в руках" эти средства. Предлагаю согласиться на том, что наша разница в расстановке скобок:
Я: "Он [подходит к винту] с отверткой в руках".
Вы: "Он [подходит с отверткой в руках] к винту".

//А что это такое? То же самое, что и многомировая интерпретация, или нет?//
- Не обязательно, хотя они исторически связаны. Упрощенно декогеренцию системы можно понимать, как ослабление корреляций между элементами системы за счет появления новых корреляций со средой. Вплоть до практически полного "растворения" исходной системы в среде.

//Что же касается "математической вселенной", то, ...//
Я не собиралась углубляться в эту тему. Про цифровую физику и математическую вселенную я дала вам ссылки лишь для того, чтобы показать, что там явно написано про платонизм, лежащий в основе этих идей, а также показаны родственные связи с теми идеями, что обсуждаем мы.

Надеюсь, что эти вопросы закрыты, а о главном напишу отдельный комментарий.
yoginka
Feb. 3rd, 2017 03:38 pm (UTC)
//Если бы Вы взяли на себя труд прочесть всю статью и растолковать мне "на пальцах", что он хочет сказать, ...//
- Наверное, всю статью пересказывать трудно, а, возможно, и нет в этом необходимости. Я не до конца понимаю ваши сомнения. Может, для их решения достаточно малого? Начну с этого.
1. Одно из главных направлений статьи - показать, что мир не непрерывен, а дискретен и сводится к двоичному. Все непрерывные математические подходы в науке - лишь приближенные и не могут работать, когда мы добираемся до размеров, на которых ощутима дискретность. В том числе, пространство и время дискретны.
2. Этот дискретный уровень лежит под тем, что мы воспринимаем, он вне нашей реальности и является гораздо более полным и точным описанием действительности. (Платонизм).
3. То, что мы воспринимаем как реальность, не возникает само по себе, а является результатом ответов на запросы к дискретному уровню. Без этих запросов нижележащая реальность не проявляется. (Копенгагенская интерпретация).
egovoru
Feb. 4th, 2017 12:24 am (UTC)
Из этих трех пунктов у меня проблемы только с одним - вторым, но начнем все же с третьего.

То, что реальность не проявляется без запроса, справедливо не только для той глубокой реальности, о которой мы сейчас говорим, но и для вполне привычной нам: скажем, мы не можем знать, есть ли черная кошка в темной комнате, до тех пор, пока не посветим в эту комнату фонариком. Но освещенная фонариком кошка при этом не возникает в момент освещения; она была там и до того, просто она была нам не видна, верно?

В Вашем же втором пункте мне, во-первых, непонятно, что такое "вне нашей реальности"? Откуда мы знаем, где наша реальность кончается? Когда-то она кончалась на уровне атома, а потом мы продвинулись дальше, но все же продолжали считать эту новую реальность тоже реальностью, не так ли?

Мир платонических идей не принадлежит к реальности потому, что его содержание недоступно для органов чувств, а только для мистического проникновения (мой следующий пост будет специально посвящен этому). Ни в какие мистические откровения я не верю; так что у нас есть только показания приборов и плоды наших собственных рассуждений. Причем, плоды рассуждений не могут вызывать отклонения стрелки приборов - в телекинез я тоже не верю.

Уилер же предлагает нам считать, что плод наших рассуждений - единица измерения информации - каким-то мистическим образом порождает объекты, способные двигать стрелки. Представить себе такое - заведомо выше моих возможностей :(

Что же касается первого пункта, то, поскольку мы уже вполне привыкли к дискретным уровням энергии и проч., то дискретность пространства-времени не кажется таким уж шоком. Но, насколько я понимаю, все же этот тезис пока только на уровне труднопроверяемых гипотез, ведь так?
yoginka
Feb. 4th, 2017 02:04 am (UTC)
По третьему пункту :
//Но освещенная фонариком кошка при этом не возникает в момент освещения; она была там и до того, просто она была нам не видна, верно?//
- Как считают сторонники копенгагенской интерпретации, кошка, может, и была (на эту тему есть особые рассуждения, хотя и небезупречные). А для электрона это не так, его не было в нашей реальности вообще. То, что там было до измерения (наблюдения) - не электрон, а нечто иное. И квантовая теория поля тоже полагает, что электрон (как и любая частица) - локальное возбуждение соответствующего квантового поля, появляющееся в момент, когда поле получает энергию извне.

Теперь по второму пункту.
//В Вашем же втором пункте мне, во-первых, непонятно, что такое "вне нашей реальности"? Откуда мы знаем, где наша реальность кончается? Когда-то она кончалась на уровне атома, а потом мы продвинулись дальше, но все же продолжали считать эту новую реальность тоже реальностью, не так ли?//
- В данном случае речь идет о другом. Более глубокой аналогией будет все-таки Платоновская пещера: в нашей "реальности" есть лишь плоские и искаженные тени вместо объемных объектов. Это почти буквально так в стандартном математическом формализме КМ. И даже оператор измерения какого-либо параметра квантовой системы является проекционным оператором в соответствующем данной системе пространстве. Он проецирует вектор состояния системы на одно из выбранных базисных направлений. В результате такого измерения-проецирования вектор состояния системы теряет все остальные свои составляющие. Повторные измерение покажут, что он так и остается "лежать" на выбранной оси, пока какое-то новое взаимодействие не вернет его обратно в его многомерную обитель. Тогда он снова будет иметь остальные составляющие, вообще говоря, совершенно другие, чем были до первого измерения.
И тут важно, что мы не можем правильно предсказывать поведение системы, если не учитываем все ее дополнительные степени свободы, которым в нашей "реальности" нет никакого соответствия. И можем, если учитываем их. Возвращаясь к пещере Платона, можно представить, что ее обитатели с помощью математики научились по теням определять, какой формы объект за пределами пещеры. Например, понимают, что объект, при движении меняющий форму с круга на прямоугольник, на самом деле является цилиндром. И могут предсказывать изменения формы видимых им теней при учете его цилиндрической сущности.

//Мир платонических идей не принадлежит к реальности потому, что его содержание недоступно для органов чувств, а только для мистического проникновения//
- Перефразирую это:
Мир квантовых систем не принадлежит к реальности потому, что его содержание недоступно для органов чувств и приборов, а только для математического проникновения. Именно оно дает точное описание, а любые попытки увидеть или измерить приводят к получению лишь частичной информации о системе, после чего система перестает существовать в том виде, в котором была. Она превращается в свою тень, появляется в нашей реальности и в таком виде остается в нашей "плоской реальности". И в этом смысле мы "творим" нашу реальность. Здесь, в творении реальности, аналогия с пещерой уже перестает работать.

//Уилер же предлагает нам считать, что плод наших рассуждений - единица измерения информации - каким-то мистическим образом порождает объекты, способные двигать стрелки. //
- Нет. Это понимается иначе. Информация в физике и у Уиллера - не плод наших рассуждений, а те самые параметры состояния квантовой системы, о которых я упоминала выше. Мы с помощью измерений можем получить лишь часть этой информации. Стрелки двигает участвующая в этом процессе энергия.

//дискретность пространства-времени не кажется таким уж шоком. Но, насколько я понимаю, все же этот тезис пока только на уровне труднопроверяемых гипотез, ведь так?//
- Так. Доказательств пока нет.

egovoru
Feb. 4th, 2017 02:31 am (UTC)
"локальное возбуждение соответствующего квантового поля, появляющееся в момент, когда поле получает энергию извне"

Не уверена, чти я понимаю, что такое квантовое поле, но что такое, например, электрическое поле, я вроде бы понимаю. Такое поле явно способно двигать стрелки, так что в том, что один способный двигать стрелки объект превращается в момент измерения в другой, тоже способный их двигать (пусть стрелки другого прибора - это несущественно) ничего удивительного нет. То есть, это, конечно, тоже по-своему удивительно, но это не "it from bit".

"понимают, что объект, при движении меняющий форму с круга на прямоугольник, на самом деле является цилиндром"

Аналогия с тенями не слишком удачна, потому что предмет, отбрасывающих тень - это предмет, двигающий стрелки приборов, то есть, принадлежащий к нашей реальности.

"Мир квантовых систем не принадлежит к реальности потому, что его содержание недоступно для органов чувств и приборов, а только для математического проникновения. Именно оно дает точное описание"

Здесь сразу два вопроса: 1) откуда мы знаем, что это описание - точное; 2) описание - это все же не сам объект; соответственно, из того, что мы можем нечто описать математически, еще не следует, что и описываемое является математическим объектом.

"Информация в физике и у Уиллера - не плод наших рассуждений, а те самые параметры состояния квантовой системы, о которых я упоминала выше"

Параметры - это значит описание. С описанием у меня нет проблем; я не понимаю, как описание может порождать саму систему (способную двигать стрелки).
yoginka
Feb. 4th, 2017 04:26 am (UTC)
//Не уверена, чти я понимаю, что такое квантовое поле,//
- Тогда лучше забудьте про то, что я о нем написала. Это было лишь необязательным дополнением к остальному сказанному, чтобы осветить вопрос и с другой стороны.

//Аналогия с тенями не слишком удачна, потому что предмет, отбрасывающих тень - это предмет, двигающий стрелки приборов, то есть, принадлежащий к нашей реальности. //
- Но я же писала в рамках рассуждений Платона. А у него мир теней в пещере как раз и символизирует тот единственны мир, существующий для ее обитателей, которые не знают настоящего мира. Предмет, отбрасывающий тень, не из их реальности, а из "высшей" по отношению к ним. Границы этой аналогии в другом, и я это отметила, написав, где эта аналогия перестает работать..

//1) откуда мы знаем, что это описание - точное;//
- Потому что оно точно предсказывает эволюцию системы во времени.

//2) описание - это все же не сам объект; соответственно, из того, что мы можем нечто описать математически, еще не следует, что и описываемое является математическим объектом.//
- В КМ мы не знаем и не можем знать, что такое "сам объект". Самое лучшее, что у нас есть - это вектор состояния. Знание его позволяет с помощью математики предсказывать поведение системы, ее изменение во времени. Но вектор состояния не принадлежит "нашему миру", А знание характеристик системы, наблюдаемых в нашем мире, не позволяет предсказывать поведение системы, так как наблюдаемые характеристики - результат проецирования с потерей информации о системе. Это как раз хорошо отражается аналогией с пещерой Платона.

//я не понимаю, как описание может порождать саму систему (способную двигать стрелки). //
- Описание не порождает систему. Но у нас ничего лучшего нет, кроме этого описания. Самой системы мы не наблюдаем. То, что мы "видим" - уже не система, а ее тени. Стрелки двигает (в некотором смысле) энергия, приложенная для создания теней.
egovoru
Feb. 4th, 2017 02:08 pm (UTC)
"Описание не порождает систему"

Проблема, по-видимому, в том, что фраза "It from bit" немедленно вызывает у читателя (имеющего в коллективном бессознательном не только платонизм, но и "Вначале было слово") именно этот образ.

"Но у нас ничего лучшего нет, кроме этого описания. Самой системы мы не наблюдаем. То, что мы "видим" - уже не система, а ее тени"

А разве не то же самое и с классическими объектами? Мы всегда видим только тени и реконструируем саму систему у себя в голове на основании этих теней. Да, у квантовых объектов есть свои особенности, но какого-то принципиального отличия в смысле соотношения карты и местности я у них не вижу: карта - это все равно не местность и не может ее порождать. А?
yoginka
Feb. 4th, 2017 03:43 pm (UTC)
//А разве не то же самое и с классическими объектами? Мы всегда видим только тени и реконструируем саму систему у себя в голове на основании этих теней. //
- Разница в том, что в классическом случае нам кажется, что видим что-то определенное, и оно своим поведением достаточно часто может соответствовать нашим ожиданиям. Это заставляет нас "поверить" в существование прототипа. А в КМ нам даже и не "кажется" ничего, так как то, что ведет себя в соответствии с ожиданиями, представить не удается, размерность пространства выходит за рамки нашей геометрической интуиции. Не знаю, в курсе ли вы, что даже для простейшего случая, когда система имеет только одну характеристику, у которой есть только два различных значения (тот самый кубит), мы должны были бы уметь "реконструировать в голове" объект в четырехмерном пространстве (в пересчете на привычное действительное евклидово пространство). Так что даже для кубита остается только математика, а интуиция отказывает. (Если честно, для этого простейшего случая удалось придумать наглядное представление в виде так называемой сферы Блоха, но это совершенно искусственное и неочевидное отображение, и при этом жертвующее кое-какой степенью свободы кубита, которая считается не имеющей физического смысла).

//но какого-то принципиального отличия в смысле соотношения карты и местности я у них не вижу: карта - это все равно не местность и не может ее порождать. А?//
- Карта и не порождает местность, а все наоборот. Здесь опять воспользуюсь аналогией с платоновской пещерой. Квантовый мир соответствует миру вне пещеры, и у нас есть математическое описание его (карта), и довольно хорошая. Если уж говорить о "порождении", то в терминах этой аналогии получается, что карта порождается "другой реальностью", невидимой нам "местностью", более богатой и находящейся за пределами нашей. Наша же видимая "местность теней" не является картой (!!!), так как не годится для навигации, не дает правильных предсказаний. В случаее КМ та "другая реальность" может быть чем угодно, но все, что нам о ней известно - математические свойства, не укладывающиеся в интуицию. И чтобы не плодить лишних сущностей, о которых ничего нельзя предположить и/или проверить, приходится довольствоваться математическими структурами. И что бы там ни стояло за этими структурами "на самом деле" в "иной реальности", нам для экономии мышления полезно думать, что именно эти структуры первичны по отношению к видимому нам "миру теней", именно они порождают "тени" нашего мира. И они действительно первичны для нашего мира! Даже если за ними стоит что-то еще "там", если они еще чем-то невидимым "порождаются". Но если вам это не нравится, никто не мешает нафантазировать что угодно, проверить все равно ничего нельзя. Главное - эта нафантазированная "потусторонняя местность" должна вести себя в соответствии с существующим и проверенным опытом ее математическим представлением (картой). Чем и занимаются различные интерпретации КМ.
egovoru
Feb. 4th, 2017 06:41 pm (UTC)
"В случае КМ та "другая реальность" может быть чем угодно, но все, что нам о ней известно - математические свойства, не укладывающиеся в интуицию"

Из того, что нам известны только математические свойства, все же не следует, что та реальность - это математический объект: просто у нас нет практических возможностей для экспериментального исследования на таком уровне. Скажем, с атомами ведь тоже было так: долгое время у нас тоже было только их математическое описание, так что некоторые (Эрнст Мах, например) не верили в их существование. Но потом мы изобрели рентгеновскую диффракционную кристаллографию :)
yoginka
Feb. 4th, 2017 07:56 pm (UTC)
//Из того, что нам известны только математические свойства, все же не следует, что та реальность - это математический объект//
- А я это и не писала. Я явно написала, что эта математеческая модель - "карта" той "иной" реальности. Можете перечитать. И большинство физиков как раз верят, что за "картой" стоит другая реальность, о чем и толкуют интерпретации КМ, кроме "заткнись и вычисляй" и "цифровиков". Да и они не обязательно отрицают ее, они предпочитают не тратить время на мысли о ней.

Edited at 2017-02-04 08:01 pm (UTC)
egovoru
Feb. 4th, 2017 09:26 pm (UTC)
"А я это и не писала. Я явно написала, что эта математеческая модель - "карта" той "иной" реальности"

Верно, Вы не писали - и к Вам и нет никаких вопросов. Но вот, например, Макс Тегмарк, на которого ссылается та статья в Вики, которую Вы посоветовали, прямо так и пишет, что "our physical reality is a mathematical structure". Я прочла его популярную книжку, но так и не поняла, каким образом он пришел к такому выводу :(
yoginka
Feb. 4th, 2017 10:37 pm (UTC)
Насчет Тегмарка ничем не могу помочь :) Он пошел дальше всех.
Надеюсь, однако, что вы поняли, что стоит за идеями Уилера и многих других сторонников "It from bit". Разумеется, это моя интерпретация их хода мысли, не претендующая на то, что она безошибочна.
(no subject) - egovoru - Feb. 4th, 2017 10:46 pm (UTC) - Expand
(no subject) - yoginka - Feb. 4th, 2017 11:25 pm (UTC) - Expand
yoginka
Feb. 4th, 2017 10:57 pm (UTC)
А моя ссылка на Тегмарка была только ради того, чтобы показать, что такие идеи квалифицирут как платонизм. Послала фактически ради этой фразы:
"The theory can be considered a form of Pythagoreanism or Platonism in that it posits the existence of mathematical entities; a form of mathematical monism in that it denies that anything exists except mathematical objects; and a formal expression of ontic structural realism."
Хотела показать, что идея Уилера имеет вполне традиционные корни в древности и даже имеет современных еще более радикальных сторонников, чем сам Уилер. И за всем этим стоит определенная логика, не позволяющая отвергать все это с порога.

Более того, считаю, что многие недоумения, связанные с пониманием "It from bit", можно разрешить на более простом и наглядном древнем примере - Платоне и его "пещере".
(no subject) - egovoru - Feb. 4th, 2017 11:02 pm (UTC) - Expand
(no subject) - yoginka - Feb. 4th, 2017 11:21 pm (UTC) - Expand
(no subject) - egovoru - Feb. 5th, 2017 02:02 pm (UTC) - Expand