Július 22-én Seth Lloyd professzor és híres fizikus, aki a kvantumszámítógépek létrehozásában vett részt, előadást tartott Moszkvában. Az Orosz Kvantumközpont által szervezett Második Nemzetközi Kvantumtechnológiai Konferencia különleges vendégeként érkezett Moszkvába. Lloyd az Univerzum programozása című könyvével vált híressé, amelyben azt állítja, hogy az Univerzum egy hatalmas kvantumszámítógép, amely számításokon keresztül teremti meg a jövőt. A Look At Me a híres tudóssal arról beszélt, hogy miért van szükség kvantumszámítógépekre, hogyan töltik a fizikusok szabadidejüket, és hogy miért olyan vicces a tudomány.
Seth Lloyd
Az MIT professzora és a kvantumszámítógép-modell megalkotója
Miért gondolod, hogy az Univerzum számítógép?
Az univerzum atomokból áll, de fontos megérteni, hogy ezek a részecskék mindegyike tartalmaz információt, és ha például két elemi részecske ütközik, akkor a folyamat során információbitek átalakulnak. Tekinthetjük az univerzumot, mint valami atomokból álló dolgot, és ez a dolgok hagyományos megközelítése, de úgy is tekinthetünk az atomokra, mint valamire, amely információkat tartalmaz és feldolgoz, mint egy számítógép. Megpróbálok kvantumszámítógépeket kitalálni és felépíteni, és az információkat atomokban tárolni, de az atomok egyébként is végeznek számításokat, és amikor kvantumszámítógépeket építünk, csak meg kell próbálnunk az atomokat más módon számolni. A kvantumszámítógépek létrehozását technológiai oldalról közelítettem meg, de aztán rájöttem, hogy mi mintegy bele akarunk avatkozni abba a számítási folyamatba, amelyet az Univerzum már régóta végez.
Hogyan változtatja meg mindennapi életét az Ön elmélete, amely szerint az Univerzum kvantumszámítógép? És hogyan változtathatja meg az emberek felfogását a körülöttük lévő világról?
Általában azt gondoljuk, hogy az Univerzum energiarészecskékből áll, de azt is mondhatjuk, hogy bitekből, információs részecskékből áll. Amint megértjük, hogy az Univerzum számításokat végez és információkat dolgoz fel, világnézetünk azonnal megváltozik. Először is, ez a megközelítés segít megmagyarázni azokat a dolgokat, amelyek más elméletek alapján meglehetősen titokzatosak maradnak. Például még mindig nem tudunk pontosan válaszolni a földi élet eredetére vonatkozó kérdésre. Valójában az élet az információk feldolgozása, alapja a DNS, egy olyan molekula, amely információt hordoz, és a test összes rendszerét úgy programozza, hogy azok úgy működjenek, ahogyan működnek. Ha az életre úgy gondolunk, mint energia- és információfeldolgozásra, világossá válik, hogy az univerzum energia- és információfeldolgozásnak is tekinthető. Az élet természetesen az Univerzum ezen „számításaiból” keletkezik.
A D-Wave az elsők közé tartozik
kereskedelmi kvantumszámítógépek
Melyek a legösszetettebb számítások, amelyeket a meglévő kvantumszámítógépekkel végeztek, amelyekkel Ön dolgozik?
A meglévő kvantumszámítógépek meglehetősen kicsik és gyengék. Egyelőre kis számmal, tízessel több száz műveletet képesek elvégezni. De még ekkora erővel is sokat megtudhatunk az információ mikroszkopikus szintű feldolgozásáról. Vannak speciális kvantumszámítógépek is. Például a D-Wave cég által készített számítógép - olyan fejlesztésen alapul, amelyet a tanítványommal úgy 10 évvel ezelőtt találtunk ki, és nem is reméltük, hogy működni fog. Az ilyen kvantumszámítógépek pedig sokkal összetettebb számításokat is végezhetnek, és valamilyen meghatározott célt szolgálnak.
Ha nagy teljesítményű kvantumszámítógépek jelennek meg, hogyan tudjuk majd használni őket?
Az ilyen számítógépeknek több felhasználási területe van. Az egyik legnyilvánvalóbb nagyon pusztító: a kvantumszámítógépek segítségével feltörhetik az internetes kódokat és a hitelkártyajelszavakat. Szeretek online vásárolni, ezért remélem, hogy nem kvantumszámítógépeket használnak erre. Ezen kívül van egy másik, hasznosabb funkció is: ezek segítségével szimulálhatunk néhány természetes helyzetet, folyamatot az atomokban – ez segít többet megtudni az Univerzum keletkezéséről.
Nemrég kollégáimmal is rájöttünk, hogy a kvantumszámítógépekkel nagyon nagy mennyiségű információ tanulmányozható. Például, ha létezne egy adatbázis genetikai adatokkal a Földön élő összes emberről, akkor ez egy hatalmas mennyiségű információt tartalmazó adatbázis lenne, amely több milliárd bitből állna. A kvantumszámítógépek segíthetnek azonosítani a mintákat ebben az adatbázisban, amit a hagyományos számítógépek nem tudnak. Másrészt vannak nehéz adatvédelmi problémák, mert én például végképp nem akarom, hogy a gyógyszergyárak információval rendelkezzenek a genetikai adataimról. Ha a kvantumszámítógépek segítségével felderíthetnénk a génekre, a populációkra vonatkozó adatokat, miközben biztosítanánk a magánélet védelmét és megtalálnánk a közös mintákat, az segíthetne a földi élet megismerésében.
Amikor az atomokat biteknek tekinthetjük, nagyon nehéz meghúzni a határt a természeti világ és a számítógépes világ között. Hiszel abban, hogy a jövőben lesz mesterséges intelligencia és technológiai szingularitás?
Ismerem Ray Kurzweilt, a közelemben lakik, és egy vad és őrült fickó. A világ népessége nagyon gyorsan növekszik, gyorsabban, mint exponenciálisan. Ezer évvel ezelőtt a világ népessége néhány száz évente megduplázódott, most pedig 10-15 évente. Kiderült, hogy 2080-ra a népesség egyszerűen hatalmas lesz, de ez nem valószínű, hogy megtörténik. Így van ez az információval is – mennyisége évről évre megduplázódik, vagyis hamarosan a végtelenhez fog közeledni. Nem vagyok olyan optimista, mint Ray Kurzweil, és nem hiszem, hogy ez a szingularitás megtörténik. És ha megjön, az szerintem még több pusztítást fog okozni, nem lesz egy bátor új világ.
Nagyon sok változata létezik annak, hogy milyen lesz a jövő, és a szingularitás csak egy ezek közül. Hogyan látja a jövőt, ha nagy teljesítményű kvantumszámítógépek jelennek meg?
A kvantumszámítógépek minden bizonnyal érdekesebbé teszik a jövőt, de azt hiszem, nem tudok eleget ahhoz, hogy megmondjam, mi fog történni a technológiai világban a jövőben. Biztos vagyok benne, hogy amikor a jövőről beszélünk, idézhetjük James Brownt: bármi történjék is, "funi lesz". A közeljövőben az a fő célom, hogy tudományt csináljak és élvezzem. Szerencsés vagyok, hogy az MIT-n dolgozhatok, mert ott minden nap furcsa, néha őrült, de mindig teljesen új dolgokat csinálnak az emberek. A legjobb dolog a világon, ha valami újat, valami csodálatosat tanulunk.
Előadásaiban sokat beszél a technológiai forradalmak világképünkre gyakorolt hatásáról. Ön szerint szükség van ezekre a technológiai forradalmakra a harmadik világ országaiban? Hiszen minden technológiai forradalom főleg a nyugati országokban zajlott...
Idézetek 76
Az entrópiát bitekben mérjük. Az entrópia véletlenszerű, ismeretlen bitekből áll. Az entrópia ellentéte a negentrópia. A negentrópia ismert, strukturált bitekből áll. A rendszer negentrópiája annak mértéke, hogy a rendszer milyen messze van a maximális lehetséges entrópiától. Egy élő, lélegző embernek nagy a negentrópiája, szemben mondjuk az állandó hőmérsékletű héliumatomokkal, amelyeknek egyáltalán nincs. Azt mondhatjuk, hogy az entrópia véletlenszerű, „szemét” bitekből, a negentrópia pedig rendezett, hasznos bitekből áll. Tehát egy fizikai rendszer termodinamikai mélysége megegyezik a rendszer létrehozásához szükséges hasznos bitek számával.
Az egyszerű, szabályos rendszerek, amelyek könnyen létrehozhatók, mint például a sókristályok, általában termodinamikailag sekélyek. A teljesen rendezetlen rendszerek, mint például a hélium atomjaink, amelyek tulajdonságaikat véletlenszerű folyamatokból, például melegítésből nyerik, termodinamikailag is sekélyek. De bonyolult, strukturált rendszerek, például élő rendszerek létrehozásához több milliárd éven keresztül hatalmas, hasznos bitek befektetésére van szükség, és az ilyen rendszerek termodinamikailag mélyek.
A gravitáció az energia jelenlétére reagál. Ahol nagyobb az energiasűrűség, ott a téridő szövete kicsit jobban meghajlik.
A bitek létrejönnek, és elkezdik megváltoztatni értékeiket. A gravitáció erre úgy reagál, hogy az anyagot az „egységek” köré gyűjti. A kvantumbitek dekoherálódnak, és véletlenszerű 0-s és 1-es sorozatok szabadulnak fel az Univerzumban.
Amellett, hogy megteremti a szilárd talajt, amelyen járunk, a gravitációs akkumuláció biztosítja a szükséges nyersanyagokat a komplexitás megteremtéséhez. Ahogy az anyag megnövekedett sűrűségű felhőkké gyűlik össze, az anyagban lévő energia felhasználhatóvá válik. A megélhetéshez felhasznált kalóriák a gravitációs felhalmozódásból származnak, melynek eredményeként a Nap kialakult és ragyogni kezdett.
A gravitációs felhalmozódás a nagyon korai Univerzumban felelős a galaxisok és galaxishalmazok nagy léptékű szerkezetének létrehozásáért.
A véletlenszerűség a számítási univerzumban azért jelentkezik, mert az univerzum kezdeti állapota különböző programállapotok szuperpozíciója, amelyek mindegyike az univerzumot egy vagy másik számítási úton küldi, amelyek közül néhány összetett és érdekes viselkedéshez vezet. A Quantum Computing Universe mindezeket az utakat egyidejűleg, kvantumpárhuzamosan követi, és ezek az utak megfelelnek a fent leírt dekoherens történeteknek. Mivel a számítási előzmények dekoherensek, ebéd közben megbeszélhetjük őket; e történetek közül csak az egyik (vagy másik) történt meg. Az egyik ilyen dekoherens történet a körülöttünk látott Univerzumnak felel meg.
Arra is van meggyőző bizonyíték, hogy az univerzum támogatja a mikroszkopikus szintű számításokat. A kvantumszámítógépek, amelyeket kollégáimmal építünk, arról tanúskodnak, hogy az anyag és az energia a legkisebb léptékben is képes számításokat végezni: nagy pontossággal tudjuk szabályozni az atomok, elektronok és fotonok viselkedését. Bármilyen formát is ölt az anyag és az energia egyre kisebb léptékben, mindaddig, amíg betartják a kvantummechanika törvényeit, számításokhoz használhatók. Egy kozmológiai általános célú számítógépben (vagyis egy magából az Univerzumból álló univerzális számítógépben) minden atom egy bit, és minden foton áthelyezi bitjét a számítás egyik részéből a másikba. Amikor egy elektron vagy nukleáris részecske a forgásirányát az óramutató járásával megegyezőről az óramutató járásával ellentétes irányba változtatja, bitjei megfordulnak.
Amíg nem áll rendelkezésünkre egy teljes kvantumelmélet az összes alapvető fizikai jelenségről, beleértve a gravitációt is, nem fogunk tudni részletes megerősítést találni az Univerzum számítási mechanikájára vonatkozóan. De remélhetjük (és reméljük is), hogy egy napon ez a megerősítés lehetséges lesz.
"... képes megérteni az Univerzumot"
Természetesen a mi M.S. Boyarsky - a kalap elegánsabb, és a Lloyd időjárás zenéje - Neal Morse - is kreatív munka eredménye, de:
Nagyon érdekes és friss. Természetesen „teljesen képesek leszünk szimulálni az Univerzum viselkedését”, természetünk, hogy valamit modellezzünk, akár utánozunk, mint a művészek („Az egész világ egy színház”), interakcióba lépnek... itt az új koncepció Az „információs vektor” használata kéri. : ha úgy tűnik, hogy egy pár gravitációs kapcsolatban nem álló rendszer állapotvektorai közvetlenül „néznek” egymásra, és a „Lloyd univerzális számítógépe” (?) kommunikációra kényszeríti őket, akkor az információ „ megszületni” és „menni” közvetlenül az „információs vektor” mentén, mintha egy lézersugár mentén, abban a pillanatban, amikor az interakció elkezdődik. Hmm, kiderült... ahhoz, hogy „okosabb legyél”, a megfelelő helyen kell lenni a megfelelő időben, hiszen az „információs vektorok” egyszerű metszéspontja a „hasznos” hiányában vagy „árnyékolásában” cél” mintegy haszontalan perspektívája a programnak (a céltalan létezés megvalósításának módjait tapogatózva!!!) - semmi sem fog változni.
Valójában el lehet képzelni olyan nagy memóriasejteket, mint a napbolygó és csak egy meteorit vagy üstökös. Az efféle sötét anyagból készült ROM-ok, Flashek, mi pedig az örökkévalóság álma vagyunk – suhanó RAM-ok – az univerzum egy részét modellezzük. Nagyon érdekes! Köszönöm Fedor Alekszandrovicsnak, egy egyszerű orosz paraszttól, aki még mindig nem tesz különbséget az áltudomány és a tudomány között:
- és a következtetés egyszerű - a természetet, anyánkat óvni kell - elvégre ez információ minden jövő generáció számára. Igen, nekem úgy tűnik, vagy az új információ mennyisége a csillagászati Univerzumban = const? És vajon nem új információ-e egyszerre az anyag lebomlásának és szétesésének mértéke (ha valami megérkezik valahova...) és nem jelent-e híd a legújabb létrejöttéhez, de egyúttal annak „kvantumöregedéséhez” és ezért... hordozója annak, amit feltaláltunk az Idő? Hiszen információ nélkül nincs idő!? El kellene mélyedni Jurij Ivanovics Manin, Andrej Kolmogorov matematikus és Stephen William Hawking munkáiban, különben „az MSU hallgatói lógnak a legtöbbet az interneten”, és miért? .
„Bölcsesség, bocsáss meg!”?!
P.S.
1 exploit, az „univerzum”, „bonyolultság” „számít” szavakon kívül lehetséges (és működik!) „sürgősség”, „felkészültség”, „felelősség” „szükségesség”, „célszerűség”...;
2 Egy ateista tudósnak már nem divat a valláshoz nyúlni, még egy interjúban sem, hanem neked?;
3 pont 1 és 2 az empíria (oroszra fordítás - van) követője számára már elsajátítható volt;
4 sztori a sajtónak az 1-es ponttal és a Google-lal - szagú nyilvánvaló elfogultság, hát mérhetetlenül költötték a pénzt kvantumszámítógépre, lesz NÚj tornacipők a New Balance-tól (fekete! És a macska, akit Boris megetetett) Moszkvába teleportálása után, mint a golyóstollad, számolnak, és ha te is bélyegzel, egy „egyidejű kvantumesemény” történik (akár fizikai, akár nem) , Seth ?) „azonnal az egész” Lloyd univerzumban.
Sok sikert Lloyd – csak így tovább! Tűzben vagy! Osztály!
PS2
Csak gondolj bele! Az emberek, nem értve, hogyan működik az információ tárolása az agyban - pl. személyi számítógépében ugyanazzal az aggyal elemzi az „Univerzum számítógépét”...
„Az Univerzum programozása. A kvantumszámítógép és a tudomány jövője”: Alpina non-fiction; Moszkva; 2014
ISBN 978-5-91671-270-4, 978-5-91671-324-4
annotáció
Az Univerzum minden atomja, nem csak a különféle makroszkopikus objektumok, képes információkat tárolni. Az atomok közötti kölcsönhatások olyan elemi logikai műveletekként írhatók le, amelyekben a kvantumbitek – a kvantuminformáció elemi egységei – megváltoztatják értéküket. Seth Lloyd paradox, de ígéretes megközelítése lehetővé teszi, hogy elegánsan megoldjuk az Univerzum állandó bonyodalmának problémáját: még egy véletlenszerű és nagyon rövid program is, számítógépen végrehajtva rendkívül érdekes eredményeket adhat. Az Univerzum folyamatosan feldolgozza az információkat – hatalmas kvantumszámítógép lévén, folyamatosan számítja saját jövőjét. És még az olyan alapvető eseményeket is, mint az élet születése, a szexuális szaporodás, az intelligencia megjelenése, az információfeldolgozás egymást követő forradalmainak kell és kell tekinteni.
Seth Lloyd
Az Univerzum programozása. A kvantumszámítógép és a tudomány jövője
A kiadó köszönetet mond az Orosz Quantum Centernek, Szergej Belousovnak és Viktor Orlovszkijnak a kiadvány elkészítésében nyújtott segítségéért.
Fordítás A. Állj
Szerkesztő I. Lisov
Az Russian Quantum Center szerkesztői A. Szergejev, D. Falaleev
Projekt menedzser A. Polovnikova
Korrigáló E. Smetannikova
Számítógépes elrendezés M. Potaskin
Borító illusztráció GettyImages/Fotobank.ru
© Seth Lloyd, 2006
© Orosz nyelvű kiadvány, fordítás, tervezés. Alpina Non-Fiction LLC, 2013
* * *
Évának ajánlvaSzerzői előszó az orosz kiadáshoz
Örömmel írom ezt a különleges bevezetőt a Programozás az Univerzum című könyv orosz kiadásához. Szeretnék köszönetet mondani Szergej Belousovnak, Jevgenyij Demlernek, Misha Lukinnak és minden kollégának az Orosz Kvantumközpontból, akik segítettek ennek az orosz fordításnak a megjelentetésében. Az Orosz Kvantumközpont egy új, progresszív intézmény, amely megőrzi az alaptudomány nagy orosz hagyományait. A központ kutatói már eddig is jelentős mértékben hozzájárultak a kvantuminformáció-feldolgozás elméletéhez és gyakorlatához, amely könyvem egyik központi témája. Várom, hogy újabb nagyszerű és csodálatos tudományos eredményeket érjenek el ettől a tudományos szervezettől.
Az Univerzum programozása mögött meghúzódó gondolat az, hogy az Univerzumot a legalapvetőbb szintjén végzett információfeldolgozás alapján kell érzékelnünk. Az Univerzum hagyományos fizikai leírásában a fő mennyiség az energia. Az utóbbi időben azonban világossá vált, hogy az információ ugyanolyan fontos. Ahogy Einstein híres képlete kimondja: E = mc², minden anyag energiából áll. Az információ azonban meghatározza az anyag formáját, és meghatározza azokat az átalakulásokat, amelyeken az energia megy keresztül. Az Univerzum lényegében a forgások és a csattanó hangok tánca, amelyben az energia és az információ egyenrangú partner. Az univerzum lényegében egy óriási számítógép, amelyben minden atom és minden elemi részecske tartalmaz információbiteket, és minden alkalommal, amikor két atom vagy két részecske ütközik, ezek a bitek megváltoztatják az értéküket. Az univerzum számítástechnikai természete ad okot annak bonyolultságára és összetettségére: minden, ami kiszámítható – minden, amit az elménk el tud képzelni, és azon túl is – létezik valahol az univerzumban.
Orosz matematikusok és tudósok sok csodálatos oldalt írtak az információelméletben. Andrej Nyikolajevics Kolmogorov munkája nagyon fontos volt e könyv szempontjából: Kolmogorov volt az egyik megalapítója az algoritmikus információelmélet területének, amely kimondja, hogy az információt a feldolgozás nyelvén, vagyis számításokkal kell meghatározni. Kolmogorov komplexitáselmélete a természetes alapja az ebben a könyvben tárgyalt számítási és komplexitásképzési elméleteknek. Az utóbbi időben az orosz tudósok rendkívül jelentős mértékben hozzájárultak a kvantuminformáció és a kvantumszámítás elméletéhez. A kvantummechanika a fizika egyik ága, amely az anyag és az energia viselkedését a legalapvetőbb formájukban vizsgálja. Lényegében furcsa és ellentétes az intuitív: a részecskék hullámok formájában felelnek meg, a hullámok pedig részecskékből állnak - ez a hullám-részecske dualizmus. Egy elektron lehet egyszerre két helyen, és sok minden, ami a klasszikus képzeletünk számára lehetetlennek tűnik, valójában minden másodpercben megtörténik. Az univerzum nem csupán egy számítógép; természeténél fogva kvantummechanikai számítógép. A kvantumfurcsaság és az információfeldolgozás kombinációja adja az univerzum stabilitását, erejét és összetettségét.
Az 1980-as években volt szerencsém elkezdeni tudományos pályafutásomat, amikor az orosz és a szovjet tudósok külföldre kezdtek utazni a világ többi részétől való sok évtizedes elszakadás után. Amellett, hogy felfedezték az alapvető tudományos információk kincsesbányáját, amelyet korábban csak oroszul tettek közzé, ezek a tudósok egyedülálló és csodálatos szellemiséggel töltötték át a tudományos diskurzust. Fiatalkoromban olvastam Tolsztojt és Dosztojevszkijt, és ezért ismerte az orosz intellektuális vita gazdagságát, de még soha nem vettem részt igazi orosz tudományos vitában, amikor az emberek felemelt hangon kezdenek beszélni, amikor ököllel ütik az asztalt, amikor egy krétát törhetnek a szívükben a tábláról, de a végén, ha a probléma megoldódott, mindenki újra barátkozik. Szenvedély, kitartás és az alapvető problémák barátságos megoldása – ez a tudomány igazi szelleme! És remélem, hogy a „Programming the Universe” orosz kiadása élénk tudományos vitát generál majd.
Seth Lloyd
Prológus
Az Apple és az Univerzum
„Kezdetben volt egy ütem” – kezdtem. A 17. századi kolostor kápolnája, ahol az összetett rendszereket vizsgáló Santa Fe Intézetnek ad otthont, a szokásos közönség telt meg: fizikusok, biológusok, közgazdászok és matematikusok, több Nobel-díjas vegyesen. Az asztrofizika és a kvantumgravitáció egyik alapító atyja, John Archibald Wheeler felkért, hogy tartsak előadást „Everything from a Bit” témában. Elfogadtam a kihívást. A közönség elé állva kételkedni kezdtem, hogy érdemes-e ezt csinálni, de nem volt hova visszavonulni. A kezembe vettem az almát.
– A dolgok információból, azaz darabokból származnak – folytattam, és idegesen feldobtam egy almát a levegőbe. – Ez az alma jó tárgy. Az almát gyakran információhoz kötik. Először is, az alma a tudás gyümölcse, „amelynek halálos íze a halált és minden szenvedésünket a földre hozta”. Információkat hordoz a jóról és a rosszról. Később a zuhanó alma pályája sugallta Newtonnak a gravitáció egyetemes törvényeit, az alma ívelt felülete pedig Einstein görbült téridőjének metaforája. Témánkhoz közelebb áll, hogy a leendő almafák szerkezete az almamagba írt genetikai kódban van programozva. És még egy, nem kevésbé fontos tulajdonsága az almának: szabad energiát tartalmaz – kalóriákat, bitben gazdag energiát, amely segíti szervezetünk működését." Haraptam egyet az almából.
„Nyilvánvalóan ez az alma különböző típusú információkat tartalmaz. De mennyit bír el? Hány bitje van? Leraktam az almát az asztalra, és a táblához fordultam, hogy gyorsan számoljak. „Az érdekes az, hogy az almában lévő bitek száma a 20. század eleje óta ismert, amikor a „bit” szó még nem létezett. Úgy tűnhet, hogy egy alma végtelen számú bitet tartalmaz, de nem így van. Valójában a kvantummechanika törvényei, amelyek minden fizikai rendszert irányítanak, azt mondják, hogy csak véges számú bit szükséges az alma és minden atomja mikroszkopikus állapotának meghatározásához. Minden atom, vagy inkább helyzete és sebessége csak néhány bitet tartalmaz; Az atommag minden egyes mag spinje egyetlen bitet tárol. Ezért csak néhányszor több bit van egy almában, mint az atomok – több millió milliárd milliárd egyes és nulla.”
A közönség felé fordultam. Nem volt alma az asztalon. Azta! Ki vitte el? Wheeler derűsen nézett rám. Murray Gell-Mann, a Nobel-díjas, a kvark feltalálója és a világ egyik vezető fizikusa arca sem mutatott semmilyen érzelmet.
„Nem mehetek tovább alma nélkül. Se tárgy, se darab – mondtam és leültem.
Éhségsztrájkom csak néhány pillanatig tartott: a Bell Labs kutatóközpont mérnöke mosolygott, és átnyújtott egy almát. Fogtam, és a fejem fölé emeltem, bárkit kihívva, hogy tegyen még egy kísérletet a lopásra. Ez az én hibám volt. De aztán úgy tűnt számomra, hogy minden jól megy.
Így folytattam: „A bitek által tárolható információ mennyiségét tekintve mindegyik egyenlő. A bit a rövidítése bináris számjegy(bináris szám) – két megkülönböztethető állapot egyikében lehet: 0 vagy 1, igen vagy nem, „fejek” vagy „farok”. Minden olyan fizikai rendszer, ahol két ilyen állapot van, egy bitet tartalmaz. Egy több állapotú rendszer több bitet tartalmaz. Egy négyállapotú rendszer, például 00, 01, 10, 11, két bitet tartalmaz; egy rendszer, amelyben nyolc állapot van, például 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111, három bitet tartalmaz, stb. Mint mondtam, a kvantummechanika törvényei szerint minden olyan fizikai rendszert, amelyet egy véges térfogatú tér és véges mennyiségű energia, véges számú megkülönböztethető állapota van, ezért véges számú bitet tartalmaz. Minden fizikai rendszer tartalmaz információt. Ahogy Rolf Landauer, az IBM-től mondta, „az információ fizikai mennyiség”.
Itt Gell-Mann félbeszakított: „De vajon tényleg minden bit egyenlő? Hadd mondja meg egy darab, hogy igaz-e valamelyik híres, de nem bizonyított matematikai hipotézis, és a bitet egy véletlenszerű érmefeldobás eredményeként kapjuk meg. Szerintem egyes ütemek fontosabbak, mint mások.”
Beleegyeztem. A különböző bitek más-más szerepet töltenek be az Univerzumban. A bitek ugyanannyi információt tartalmazhatnak, de ezeknek az információknak a minősége és fontossága bitenként változik. Az „igen” válasz jelentősége a feltett kérdéstől függ. Az alma DNS-ében lévő egy adott nukleotidpárt azonosító két információs bit sokkal fontosabb az alma jövő nemzedékei számára, mint az alma egyik molekulájában lévő szénatom hőrezgéséből származó információ. Csupán néhány molekula és a hozzájuk tartozó részecskék képesek közvetíteni egy alma illatát, de több milliárd darabra van szükség ahhoz, hogy egy almát tápértékkel rendelkezzen.
– Azonban – szólt közbe ismét Gell-Mann –, létezik matematikailag szigorú módszer egy bizonyos bit jelentőségének meghatározására?
Erre a kérdésre nincs teljes válaszom mondtam, még mindig a kezemben tartva az almát. Egy kis információ jelentősége az információ feldolgozási módjától függ. Minden fizikai rendszer tartalmaz információt. Sőt, idővel dinamikusan fejlődve, átalakítják és feldolgozzák ezeket az információkat. Ha egy elektron „itt” 0-t, az „ott” elektron 1-et tartalmaz, akkor amikor az elektron innen oda mozog, megváltoztatja bitjének értékét. A fizikai rendszer természetes dinamikája olyan számításként fogható fel, amelyben egy bit nem csak 0-t vagy 1-et tartalmaz, hanem utasításként is működik: a 0 azt jelentheti, hogy „csináld ezt”, az 1 pedig azt, hogy „csináld azt”. ” Egy bit jelentősége nem csak az értékétől függ, hanem attól is, hogy ez az érték hogyan hat idővel más bitekre, az Univerzum dinamikus evolúcióját alkotó folyamatos információfeldolgozás részeként.
Folytattam az almát alkotó részek leírását, és elkezdtem beszélni arról, hogy milyen szerepet játszanak azokban a folyamatokban, amelyek az almának sajátos tulajdonságait adják. Minden jól ment. Kitértem a „mindent az ütemtől” témára, és még a közönség kérdéseire is megfelelően tudtam válaszolni. Legalábbis én így gondoltam.
Befejeztem az előadást, és elsétáltam a táblától. Hirtelen valaki megkopogtatta a vállam. Az egyik hallgató komolyan elhatározta, hogy birtokba veszi az almámat. Doyne Farmer volt, a káoszelmélet egyik megalapítója, magas, sportos férfi. Megragadta a kezeimet – azt akarta, hogy ledobjam az almát. Kiszabadulva a szorításból, a hátát a falnak nyomtam. A rajta lógó fraktálképek és indiánok fényképei a padlóra estek. Farmer a földre lökött. Elkezdtünk forgolódni a földön, székeket döntögetni. Az alma elment valahova. Valószínűleg egyedi darabokká változott vissza.
