yoginka (yoginka) wrote,
yoginka
yoginka

Об Информации

Это слово прочно вошло в повседневный быт. Мегабайты, терабайты - слова, известные и детям. Но та информация, которая измеряется в этих единицах - лишь одна грань многогранного понятия Информация (пишу это слово с большой буквы, чтобы отличить от той, что измеряется в битах, байтах, мегабайтах и т.д.).

Последнее время много читала и слушала лекций о квантовых вычислениях, кратко отмечала это у себя в журнале (под тегом "наука"), в основном эти записи состоят из ссылок на тексты и видео лекции ведущих мировых специалистов в этой области, моих слов почти нет. Захотелось обобщить все это и записать кратко впечатления, пока они не рассеялись. Намеренно не хочу писать никаких точных, формальных определений и рассуждений, а хочу писать в терминах посещавших меня ощущений и аналогий.

Познакомилась поближе с Кубитом (Qubit), о котором раньше только слышала. Он представился в моем воображении живой, пульсирующей многомерной и нелокальной сущностью (пока его не "убивают" измерением), в отличии от его нуль-мерного собрата бита. Кубит - элемент Информации. Возможно, что и эта парочка еще не самый верхний (или нижний, с какой стороны посмотреть) уровень, но до более высоких уровней Информации наука не дошла пока. Считают, что один Кубайт способен на то, на что понадобились бы неисчислимые полчища байтов. В квантовых компьютерах счет ведется на десятки Кубайтов. Поговаривают о 128 как о пределе мечтаний, с помощью их вычислительной мощности можно будет вскрыть все современные шифровки, основанные на разложении больших чисел на простые множители.

Пока Кубиты "живы", они ведут глубоко интимную жизнь, которую нельзя подсмотреть, не распугав или не убив их. Один из ведущих разработчиков квантовых компьютеров, профессор MIT Seth Lloyd в своих лекциях часто употребляет термин "quantum hanky-panky". По-русски я бы назвала это "квантовые шуры-муры", хотя по-английски "hanky-panky" имеет несколько другой оттенок. Не знаю, он ли это придумал, или кто-то еще. Однако, это очень похоже на него:

Seth Lloyd рассказывает о квантовой природе фотосинтеза, экситонах и quantum hanky-panky.


(Здесь и далее я попыталась выбирать скриншоты так, чтобы было видно время, показанное внизу на шкале, и чтобы оно соответствовало моменту видео, на который ссылаюсь).

В этой лекции много интересного (уже писала о ней). Как я поняла, то, что фотосинтез не может быть объяснен без квантово-механических эффектов, не вызывает сомнений. Зрение тоже давно заподозрили в "quantum hanky-panky". Навигация некоторых птиц тоже нуждается в объяснениях подобным образом (показано на примере европейских малиновок). Еще в этой лекции приводятся веские доводы в пользу квантовой природы обоняния (количество различаемых запахов намного больше, чем может быть обеспечено химическими механизмами, и еще дополнительные опыты делались с заменой пахучих веществ на их аналоги, которые должны быть неотличимы, если все дело только в химических рецепторах).

Seth Lloyd считает, что вся Вселенная - один большой квантовый компьютер, который непрерывно что-то вычисляет всеми своими бесчисленными частицами-кубитами. Вселенная непрерывно генерирует информацию. (Вопрос о том, кто этот процесс запустил, что именно вычисляется и для чего используются результаты не рассматривается.) Seth Lloyd сравнивет деятельность разработчиков квантовых компьютеров (включая себя) с хакерами, пытающимися найти способ подслушивать голоса атомов или других квантовых объектов, а также научиться просить их сделать нужные вычисления. Он часто использует образное выражение "атомы говорят тихим (soft) голосом".

Известны разные определения информации (обычной, измеряемой в битах). Но есть ощущение, что это все не относится к Информации, измеряемой в Кубитах. Пока не попадалось ничего неформального на эту тему. Поэтому кое-что временное придумала для затыкания дыр, образовавшихся в моем представлении о мире.

Решила пока считать, что Информация - базовое понятие, которое не может быть определено через другие понятия. Она - одно из оснований мира, лежащее подо всеми остальными известными нам объектами Вселенной. Oб этом прямо говорит Brian Greene:
"maybe underneath the molecules, and atoms, and particles there is another layer of reality that is coming to life: the layer that is based on information". (Быть может под молекулами, атомами и [элементарными] частицами появляется другой слой реальности - слой, который основан на информации).

Далее он говорит, что может быть скоро мы должны будем вместо элементарных частиц и законов, ими управляющих, рассматривать биты, байты и алгоритмы, описывающие, как они изменяются с течением времени, и это совершенно другой способ рассматривать Вселенную.

Появивась еще интересная ассоциация с энергией. Когда-то Ричард Фейнман сказал: "It is important to realize that in physics today, we have no knowledge of what energy is." (Richard Feynman, "Lectures on Physics"). Насколько мне известно, положение с тех пор не изменилось, по-прежнему никто не знает, что такое энергия в общем смысле. То есть понятие энергии тоже придется пока причислить к базовым, невыводимым из других понятий. Не может ли оказаться, что это понятие тесно связано с Информацией? Про энергию известно, что ее разные виды рано или поздно "деградируют", т.е. переходят в тепловую энергию. Известно также, что этот процесс связан с увеличением энтропии. Существует глубокая связь между термодинамической энтропией и теоретико-информационной (в Википедии написано очень подробно об этом, хотя и совсем не популярно).

Все это навевает ассоциации. Известно, что увеличение термодинамической энтропии связано с уменьшением степени "полезности" энергии. Аналогично, увеличение теоретико-информационной энтропии связано с уменьшением степени "полезности" информации. Полезность понимается в смысле использования для человеческих технологий. А для нечеловеческих? Известно, что энергия не уменьшается из-за увеличения энтропии. С недавних пор появилось мнение (не знаю когда и насколько широко принятое), что информация тоже не уменьшается с увеличением энтропии. Информация никогда не исчезает, а только переходит в менее доступную (или совсем недоступную) форму. Об этом я уже написала несколько слов недавно. Здесь опять помещаю ссылку на то видео, а заодно и скриншот, на котором видна метка времени, когда Leonard Susskind (известный физик-теоретик) прямо и твердо говорит об этом ("The bits of information are indestructible" (Биты информации неразрушимы)):


Чуть позже он говорит, что энтропия - это информация, которая скрыта по той или иной причине, чаще всего потому, что она хранится в необозримо большом количестве степеней свободы на слишком мелком, невидимом уровне.

Естественным образом возникает искушение заподозрить глубокую связь между энергией и информацией. Даже почему бы не отождествить их? Не удивлюсь, если это уже делают те, кто работает в области теоретической физики. Если кто-то знает подобные рассуждения, была бы очень благодарна за ссылки. Люди, не связанные с наукой непосредственно, наверняка это делают, но в данном случае мне это не очень интересно.

Вот такие спекуляции получаются, если не сдерживать себя: в подложке мира находится Информация (она же Энергия), которая неуничтожима. Она постоянно перерабатывается Вселенной на всех уровнях и перетекает неуклонно в форму, для наших технологий бесполезную. Этот процесс можно сравнить с упаковкой файлов для хранения (в базе данных, например), к которым теперь доступ прежним способом невозможен.

Собираюсь скоро написать сюда про теорию Пенроуза-Хамероффа о квантово-механической природе сознания (о ней уже несколько раз упоминала). Интересно бы сюда еще добавить кое-что о роли сознания и жизни вообще, но пока не решаюсь эти мысли оформлять, потому что "пруфлинков" не имею, а без них не считаю возможным публично высказываться. Во всяком случае, не дозрела пока.
Tags: наука, философия
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 9 comments