Феномен информации в физике: как простое становится необъяснимым
Click to viewВ процессе знакомства с квантовой физикой и при попытках дойти до сути строения вещества упираешься в непонимание его устройства с точки зрения современной науки. Ученые пока однозначно не могут утверждать, из чего именно состоит материя и мы это уже обсуждали тут. Да, гипотезы существуют, но все они в итоге или до конца не доказаны, или имеют множество противоречий.
Как вообще информация привязалась к физике?
Одним из вариантов понимания всего происходящего вокруг нас является представление материи как информации. Читаешь этак книгу по физике и тут упираешься в примерно следующую фразу: всё, что есть вокруг нас при детальном рассмотрении и полном разложении станет только лишь информацией.
Пропускаем эту фразу через призму имеющихся знаний. Вспоминаем, что сам по себе термин "информация" чаще всего фигурирует в информатике. Он подразумевает наличие данных. Там всё это понятно, просто и логично. Набор битов, байтов и прочих служебных процедур. Но обратимся к пониманию информации в физике. Я постарался найти об этом какие-то сведения и понял, что понимание термина информация у физиков пока ещё не сформулировано.
Что интересно, есть пересечения как физического понимания информации, так и получившегося в итоге в вычислительной технике. Мы вот сейчас смотрим на экран. Видим картинки, тексты, видео. Всё это при дательном рассмотрении всего лишь набор 11111 и 000000. В общем-то, при квантовании материи мы тоже пытаемся прийти к такому пониманию, что всё из 111 и 000, но тут этого сделать не получается. По крайней мере пока что.
Физическая информатика
Если попробовать притянуть физическое понимание информации к основам информатики, то можно встретить разные забавные эффекты. Например, точное взвешивание флэшки с данными позволяет обнаружить физический вес записанной информации. Это легко объяснимо даже с точки зрения классической физики и материаловедения. Ведь записанные данные не что иное, как электроны. И вы сейчас можете конечно сказать, что и природа электрона мало кому понятна - то ли он частица, то ли он волна, то ли его вообще нет. Но стандартное материаловедение вполне вменяемо научилось использовать стандартную теорию для исчерпывающего описания таких процессов без более глубокого понимания.
Получается, информации можно связать с физикой. Но только по принципу подобия. То есть когда, условно говоря, 1 электрон = 1 биту информации. Это не совсем-таки объясняет физическую суть информации. С чем тогда связана информация на уровне строения материи? И о чем тогда говорят квантовые физики, употребляя сравнение информации и вещества. Значит есть...Матрица :)?
И значит все наши предметы вокруг - реакция этой программной среды на введенный код?
На этот счёт уместно привести цитату из статьи "Bit before it?" опубликованной в журнале New Scientist:
«Обычно мы думаем о мире, как о составленном из материальных частиц, и под информацией понимаем производную характеристику объекта восприятия, относящуюся к особого рода организованным состояниям вещества. Но возможно, что все наоборот: похоже, что Вселенная на самом деле - шалость первичной информации, а материальные объекты являются ее сложным вторичным проявлением».
Вот только тут не указано, чем именно информация является для физика и где она хранится. Ведь когда мы говорим о ПЗУ с данными, там всё ясно. Ясно где информация и чем она образована. Как быть с веществами и материей :)?
На эту тему мне попалась довольно полезная статья здесь
Любые системы в окружающей реальности можно рассматривать в терминах кубитов, как совокупность ячеек памяти квантового компьютера. Тогда всё представляется в виде глобального и единого для всей реальности Квантового Компьютера, всеобъемлющей матрицей плотности. Поэтому Р. Фейнман и говорил об исключительно важной роли квантовых компьютеров в постижении законов природы.
Кстати, про логику работы квантового компьютера мы уже говорили здесь.
Информация в современной физике
Физика же устанавливает связь между информацией и энтропией. Чем больше информации о системе, тем меньше, как это водится энтропия. Вот только "материя информации" тут опять за кадром. Если рассматривать наше пространство как матрицу плотности, о чем мы писали выше, то выходит, что любая молекула = записи в реестре. И в итоге, когда мы играем в черепашек ниндзя на денди мы управляем вполне себе реальным миром. И действительно, чем больше параметров там мы зададим для объекта, тем меньше будет его энтропия. Получается, что и лозунг старого доброго журнала "Великий дракон" вполне себе уместен - "Мы верим, этот мир реален" .
Ещё Стивен Хокинг рассказывал об интересной гипотезе, по которой информация исчезает в черных дырах. Это явление даже получило название парадокс Хокинга. Вот только что он понимал под информацией?
Получается, что на данный момент физика лоб в лоб уперлась в понятие информация, но до конца не знает, как это правильно описать. Может быть вам попадались какие-то современные исследования по этому вопросу? Тогда обязательно расскажите и нам в комментариях!
⚡ Как всегда в конце статьи попрошу вас поддержать Телеграм-канал проекта подпиской. Там очень много эксклюзивных интересных тематических материалов.