Информационная вселенная (кто что слышал?)

[Муха_]

(мнение и вопрос "ламерские" )

Теория струн разрабатывается на фоне пространства-времени, существующего вне теории и принципов квантовой механики, опять таки, существующих вне теории струн.
Существует логичное предположение, что проблемы теории связаны с тем, что фон слишком сложен. Соответственно, предпринимаются попытки упростить "фон". Например, петлевая квантовая гравитация строится только на фоне КМ, без категории пространства (пространство порождается самой теорией). Но и в таких теориях (ИМХО) опять все внешне похоже на эпициклы Птолемея. Логично предположить, что нужен еще более базовый фон, порождающий или переформулирующий и квантовую механику.

Идея заключается в следующем. Может быть, физики задают правильные вопросы, но задают и решают их не на том языке? Почему бы не переформулировать эти вопросы на языке теорий информации, предварительно придав этой области математики мощное развитие? Физики говорят об обратимости и необратимости, но вроде не рассматривают необратимость как потерю битов информации. Физики говорят о причинности, но не рассматривают причинность как алгоритм. Физики говорят об энтропии, но не рассматривают ее как качество массива данных, сходное с алгоритмической сложностью или другим. Физики говорят о совместимости существования реальности с квантовой механикой в популярных книгах, но не пытаются описать это на языке  возможности получения информации субъектом о своем окружении. Физики говорят о бритве Окама или антропном принципе при выборе теории на "ландшафте" возможных теорий, но не определяют что есть простота теории в терминах теории информации и какие ограничения накладывает на "алгоритм" вселенной антропный принцип.
Имеющиеся в интернете попытки типа "New kind of science" или мир-программа Фредкина выглядят крайне поверхностно, в том смысле, что там не применяются даже идеи типа Колмогоровской сложности, не говоря про серьезные попытки развития теории информации.

Может быть кто-то  слышал об интересных и фундаментальных идеях в этом направлении?

[Хворостенко]

(мнение и вопрос "ламерские" )
Идея заключается в следующем. Может быть, физики задают правильные вопросы, но задают и решают их не на том языке? Почему бы не переформулировать эти вопросы на языке теорий информации, предварительно придав этой области математики мощное развитие?

Когда 60 лет назад появилась теория информации К.Шеннона, физики завершали построение математического здания своей науки на таком высоком научном уровне, что на примитивные статистические построения этой теории справедливо не обратили внимания. Прошедшие с тех пор полвека показали, что примитивизм заложен в сами основы теории информации и она подняться на более высокий научный уровень в принципе не способна.

[obsidian_edge]

 

Почему бы не переформулировать эти вопросы на языке теорий информации

Это будет своего рода компилятор? Хм, интересно... Но как формализовать его внутренний код, логику -- ведь сплошные противоречия.

[Муха_]

Когда 60 лет назад появилась теория информации К.Шеннона, физики завершали построение математического здания своей науки на таком высоком научном уровне, что на примитивные статистические построения этой теории справедливо не обратили внимания. Прошедшие с тех пор полвека показали, что примитивизм заложен в сами основы теории информации и она подняться на более высокий научный уровень в принципе не способна.

Если взять теорию информации как она есть и физику как она есть, то перекомпилировать там действительно нечего. Если усложнять теорию информации по пути, выработки все более и более абстрактных идей, как это делается в теориях типа теории групп, то ИМХО, тоже ничего не получится. Но есть и другой путь (даже более традиционный для фундаментальной науки): нужно вглядеться в основы нашего понимания таких вещей, как информация, "реальность", сложность, увидеть там нечто, что кажется для нас естественным, а на самом деле является просто предрассудком (как когда-то абсолютное время, или евклидовость пространства), рассеять предрассудок и увидеть возможности для получения теорий.
На таком сценарии настаивает, например Ли Смолин. Только он не говорит об информационной парадигме. Он надеется на прозрение аналогичного рода в понимании пространства и времени.

[Аstrocity]

У теории струн проблемы связаны с суперсимметрией, эта в свою очередь с полем Хиггса. Впрочем проблемы не только у струнщиков. 
Тонкая настройка Вселенной основана на фундаментальных константах. Это и есть "информационная вселенная" на мой взгляд. Для остального есть Оккам.

[Муха_]

Попытаюсь привести примеры, чтобы показать как я себе представляю прорыв в направлении информационной вселенной.
Т.е. немного пофлужу в собственную же тему.

В теории информации имеется понятие сложности по Колмогорову. Понятие интересное, но очень спорное. Прежде всего, этот параметр не вычислим.
Кроме того, он бесполезен в практических сферах. Поясню. Допустим, мы запустили клеточный автомат, который начался с пары пикселей и  разросся до размеров вселенной.  Пусть этот автомат отработает "стописот" (100^500) шагов. Дальше, выделяем в нем по некому критерию некую конфигурацию, длиной
1 000 000 000 клеток.
Сложность по Колмогорову этой конфигурации будет близка к 0 (сложность автомата + 500 + сложность критерия).
Но интуиция подсказывает, что:
1. Никакие вычисления не позволят нам отличить эту конфигурацию от случайной, если мы не знаем как она получена.
2. Будучи в любых других вычислениях эта конфигурация будет вести себя в точности как случайная (т.е. не сжимаемая по Колмогорову).

Т.е. Колмогоровская сложность бесполезна в физике. Закономерность в конфигурации может присутствовать, но для изменрения она будет недоступна.
Но идея то была хорошей! Можно развивать идею и искать этой идее замену.

Теперь обратимся к вселенной. Мы можем получать информацию о вселенной только благодаря тому, что в ней устойчиво существуют закономерности, которые лежат на поверхности, легко распознаются нейронной сетью мозга и влияют на поведение физических систем в большом спектре ситуаций образом, опять таки легко распознаваемым мозгом. Почему во вселенной много таких закономерностей?
Все началось с гравитации. Большой взрыв создал хаотично распределенную массу газа. Мозг субъекта не смог бы распознать закономерности в этой массе, т.е. она была "не антропна" или, точнее не "тропна" для любого рода наблюдателя. Дальше, хаос вроде-бы только увеличивался, в том смысле, что когда гравитация собирала материю в звезды, энтропия росла. Но количество распознаваемых закономерностей (симметрий) как раз увеличивалось. Это, собственно и есть процесс самопроизвольного повышения уровня организации материи. Судя по тому, что собравшись в кучу материя породила жизнь, гравитация, оказалась не единственным фактором, приводящим к повышению уровня организации.
(собственно, это тот вопрос, который пытался решить Пригожин, не сказать, чтобы у него получилось, но и он шел не от информации).

Тогда, возникают вопросы:
- какими свойствами должен обладать автомат, чтобы в нем возможно было повышение уровня организации, наблюдаемое во вселенной? Может быть он должен содержать квантовую механику?
- можно ли ввести математическое определение уровня организации системы в духе в котором введено определению сложности по колмогорову?

Насколько я знаю, теория информации не имеет ответа на эти вопросы. Но ниоткуда не следует, что эти ответы получить невозможно.

У меня есть догадки на этот счет. Предположим, что существует некий универсальный принцип выявления закономерностей в любой системе. Если он существует, то, вероятно по этому принципу построен мозг.
Тогда, можно ввести понятие уровня организации, отталкиваясь от минимального количества вычислений, которое требуется проделать универсальному распознавателю закономерностей для выявления в системе всех имеющихся закономерностей.

Копать в направлении уровня организации может показаться бессмысленной затеей, и слишком антропной, чтобы дать что-то физике. Но с другой стороны, вся физика - это наука о закономерностях, которые легко распознаются нейронной сетью мозга. Подобные закономерности являются единственным способом получения информации о реальности, а мы изучаем не реальность, а только ту информацию, которую мы о ней получаем.
Кстати, кто сказал, что материя не подчиняется еще и другим законам, “алгоритм” которых не более сложен, чем алгоритм законов физики, но результат действия которых просто не подлежит распознанию нейронной сетью мозга, в результате чего мы просто не видим их действия? Т.е. допустим, во всяком теле молекулы всегда упорядочиваются определенным образом, который не распознается мозгом (даже если бы мозг имел надлежащий микроскоп) и в экспериментах приводит к закономерностям в результатах, которые опять таки не распознаются и выглядят как хаотичные?
Что если некоторые закономерности мозг может распознать, но не настолько хорошо, чтобы закон мог бы выйти на сознательный и вербальный уровень из подсознания? Таковы закономерности в музыке. Вдруг таковы же закономерности, выявляемые в диаграммах Шноля...

[Муха_]

У теории струн проблемы связаны с суперсимметрией, эта в свою очередь с полем Хиггса. Впрочем проблемы не только у струнщиков. 
Тонкая настройка Вселенной основана на фундаментальных константах. Это и есть "информационная вселенная" на мой взгляд. Для остального есть Оккам.

Это конец науки?

Раньше все новые научные теории сопровождались отказом от какого-то стереотипа, который до того просто не был замечен, казался естественным: земля центр вселенной, движение отличается от покоя, существует твердая материя и пустота, время абсолютно, пространство евклидово. Все эти разрушения стереотипов нормально принимались. Первый "корм не в коня" - была квантовая механика. "Реальность - кухонный предрассудок"  - это уже было слишком. Информационный век принес еще одну идею: все может рассматриваться как информация, все другие сущности - предрассудок. Вроде до КМ демонтаж бытовых предрассудков был в удовольствие. А теперь тот демонтаж, которого требует КМ предполагает демонтаж самого себя, что уже непосильно, если ты не будда.
Итог  - научное сообщество плюнуло на демонтаж и пошло наращивать инструментарий. Замечательно было бы если бы это сработало. Но пока ведь ничего не вышло, кроме "эпициклов Птолемея". Может и не выйдет?

Тогда что это? Конец науки, или все же можно еще что-то в своем понимании демонтировать и одновременно остаться в живых? Я предполагаю, что второе возможно и ищу где и кто это пытается сделать.
Авторы петлевой гравитации молодцы: они демонтировали пространство. Но, судя по всему, этого не хватило.

[Аstrocity]

Самый главный предрассудок и стереотип от которого стоит отказаться-антропный принцип. Потому как биологическая форма существования материи может являться всего лишь локальной ветвью эволюции, при том-тупиковой. См. "трансгуманизм".
 
Муха_. Вам , мне или тому человеку. Какая в сущности разница какими моделями будет описана часть (мульти-)Вселенной? Струнной или петлевой,по моему-не важно. Важно что бы это отвечало на конкретные вопросы и подтверждалось экспериментами. 
Еще важнее понимать что у всякой теории есть граница применимости. Там где заканчивается ОТО-начинаются квантовые эффекты, далее-струны... развивать можно настолько-насколько в этом есть необходимость.
Сейчас она есть. Проблемы суперсимметрии, темной материи, скрытой массы, и некоторые прочие требуют решения, иначе одни спекуляции.

[Муха_]

Самый главный предрассудок и стереотип от которого стоит отказаться-антропный принцип. Потому как биологическая форма существования материи может являться всего лишь локальной ветвью эволюции, при том-тупиковой. См. "трансгуманизм".

Для практического применения общий антропный принцип должен быть заменен на некий его более частный аналог, содержащий некоторые наблюдаемые "антропные" свойства вселенной. Например, алгоритм работы вселенной должен сохранять информацию о прошлом и в то же время поддерживать самопроизвольное наращивание симметрий (уровня организации материи). Или еще что-то типа того.

[Муха_]

Я пробовал получить ответы в лоб:

http://muha-a.livejournal.com/694.html

http://muha-a.livejournal.com/2348.html

http://muha-a.livejournal.com/2707.html

Но я-ж не специалист. Специалисты нынче стандартную модель могут сделать из чего-угодно.

[Аstrocity]

Я попытался вникнуть но мозг закипел   
Возможно ли построить MCA на основе ядер CUDA, или нечто подобное уже есть? Очень любопытная идея.
Но что то мне подсказывает что данный способ используется широко в 3D играх, в частности, способы имитации поверхностей, разрушений, а также расчета движения воды и прочих сред в некоторых программах, в общем-механика сплошных сред.
PS. Для моделирования кортекса например, сколько миллиардов ядер необходимо? По моему, моделирование любого взаимодействия сег упрется неминуемо в аппаратную часть 

[Муха_]

Как раз меня мучает любопытство не в области моделирования.

Собственно, что мы знаем о мире:
- что пространство-время можно подвергать преобразованиям Лоренца и имеющиеся закономерности в этом п.в. при этом не меняются;
- что пространство-время может "искривляться" и это искривление влияет на движение;
- что все что можно наблюдать подчиняется особому квантовому принципу;
- что есть некая численная характеристика для любой выделенной системы, которая ассоциируется с наличием движения и материи и почему-то всегда сохраняется (энергия).

Первые два пункта достаточно естественны и фундаментальны. А за вторыми двумя явно должно стоять что-то еще.

Построить бы нечто, вроде клеточного автомата, допустим, с неким дополнительным сверх-алгоритмическим принципом, подобным принципу наименьшего действия (например, минимизации сложности или еще как), так, чтобы в этом автомате как-то естественным образом интерпретировались (наблюдались) указанные выше признаки реального мира.
Неважно, пусть этот автомат будет не пригоден для точного моделирования. Важно, чтобы он позволил понимать суть, механизм, необходимость принципов, по которым работает мир.
Как пространство-время ухитряется сохранить законы при деформации преобразованиями Лоренца? Почему вероятность определяет именно волновая функция и именно такого вида? ИМХО, информационный подход может позволил бы вынести ответы на подобные вопросы из интуиции физиков, где эти ответы есть сейчас на формализуемый уровень, на котором можно предсказывать новые эффекты вместо подгона сотен уравнений под каждый новый эксперимент.

[Vladimir G.Ardashov]

Собственно, что мы знаем о мире:
- что пространство-время можно подвергать преобразованиям Лоренца и имеющиеся закономерности в этом п.в. при этом не меняются;
- что пространство-время может "искривляться" и это искривление влияет на движение;
- что все что можно наблюдать подчиняется особому квантовому принципу.

да ничего мы о мире не знаем!

1. - что пространство-время можно подвергать преобразованиям Лоренца -- доказал Лоренц, но не мир. (математическая модель истинна до тех пор пока точность вычисления по ней укладывается а заданные нами-же рамки рамки. как только начинаются расхождения либо вводятся новые константы, либо новая модель.

2. - что пространство-время может "искривляться" и это искривление влияет на движение -- это не доказано. только предположения, основанные на п.1

3. - что все что можно наблюдать подчиняется особому квантовому принципу -- вспоминается философися с ее опреледением материи -- это то, что можно пощупать или измерить прибором. При этом без оговорок на отсутствие приборов, которыми можно "пощупать или измперить"

в результате:

а: мы ничего не знаем о мире
б: ссылаемся на авторитет одного (либо нескольких) человек, принявших устраивавшую их модель.

[Дмитрий Вибе]

а: мы ничего не знаем о мире
б: ссылаемся на авторитет одного (либо нескольких) человек, принявших устраивавшую их модель.

Вы представляете какую-то организацию?

[Vladimir G.Ardashov]

а: мы ничего не знаем о мире
б: ссылаемся на авторитет одного (либо нескольких) человек, принявших устраивавшую их модель.

Вы представляете какую-то организацию?

с чего вы это взяли? есть намеки в моем посте? или у вас тут, если против СТО (ОТО) значит террорист?

[yisnep]

или у вас тут, если против СТО (ОТО) значит террорист?

Не просто "террорист", а "террорист-смертник". 

[konstkir]

а: мы ничего не знаем о мире
б: ссылаемся на авторитет одного (либо нескольких) человек, принявших устраивавшую их модель.

Вы представляете какую-то организацию?

с чего вы это взяли? есть намеки в моем посте? или у вас тут, если против СТО (ОТО) значит террорист?

Конечно, есть прямой намек. С какой стати Вы говорите мы?

[Дмитрий Вибе]

с чего вы это взяли? есть намеки в моем посте?

Именно. Как уже заметил konstkir, человек, говорящий "мы", либо самодержец всероссийский, либо выступает от имени какой-то группы лиц.

или у вас тут, если против СТО (ОТО) значит террорист?

Нет, у нас тут нужно а) соблюдать обсуждаемую тему, б) обосновывать свои утверждения, в) избегать пустой патетики. В связи с чем я прошу Вас внимательно прочитать первое сообщение в этой теме и далее вести обсуждение информационной Вселенной.

[Муха_]

Только что прошло в новостях:

"Quantum no-hiding theorem experimentally confirmed for first time"
http://www.physorg.com/news/2011-03-quantum-no-hiding-theorem-experimentally.html

А здесь сама теорема с доказательством:
http://www-users.cs.york.ac.uk/schmuel/papers/bp07.pdf

Мне в этих статьях, естественно ничего не понятно, кроме того, что это все явно имеет прямое отношение к информационному подходу ко вселенной.

Возможно, теоремы no-cloning, no deleting, no-hiding отражают что-то важное, за что можно зацепиться в формировании информационного подхода к физике.

Квантовое состояние не может быть скопировано. Вроде бы это естественно, поскольку копирование нарушило бы принцип неопределенности, с которого и начинается квантовая механика.
Квантовое состояние не может быть удалено. Вроде тоже логично: если состояние будет удалено, то откуда мы узнаем, что оно существовало? Ведь мы знаем прошлое только по его проявлениям в настоящем. Нет проявлений чего-либо, значит этого не было.

А вот, no-hiding - это интересно и абсолютно непонятно о чем. Может кто-то пояснил бы...

[Аstrocity]

Только что прошло в новостях:

"Quantum no-hiding theorem experimentally confirmed for first time"
http://www.physorg.com/news/2011-03-quantum-no-hiding-theorem-experimentally.html

А здесь сама теорема с доказательством:
http://www-users.cs.york.ac.uk/schmuel/papers/bp07.pdf

Мне в этих статьях, естественно ничего не понятно, кроме того, что это все явно имеет прямое отношение к информационному подходу ко вселенной.

Возможно, теоремы no-cloning, no deleting, no-hiding отражают что-то важное, за что можно зацепиться в формировании информационного подхода к физике.

Квантовое состояние не может быть скопировано. Вроде бы это естественно, поскольку копирование нарушило бы принцип неопределенности, с которого и начинается квантовая механика.
Квантовое состояние не может быть удалено. Вроде тоже логично: если состояние будет удалено, то откуда мы узнаем, что оно существовало? Ведь мы знаем прошлое только по его проявлениям в настоящем. Нет проявлений чего-либо, значит этого не было.

А вот, no-hiding - это интересно и абсолютно непонятно о чем. Может кто-то пояснил бы...

Если коротко, экспериментально подтверждена no-hiding theorem (можно перевести как "теорема не-скрытия")  согласно которой квантовая информация, покинувшая некоторую систему, не может быть скрыта в квантовых корреляциях между этой системой и ее окружением, а переходит к объектам в окружении. В эксперименте методом ядерного магнитного резонанса изучался перенос информации в системе из трех квантовых кубитов, представляемых ядрами атомов водорода, фтора и углерода в составе одной молекулы.
upd
Изначально эта теорема была выведена после ошибки Хокинга  или  "black hole information paradox", которая  противоречила некоторым принципам квантовой физики. Сейчас возник интерес к вопросу, как я думаю, из изучения моделей кубитовой логики.