Мой опыт общения с электрическим выключателем, водопроводным краном, да и вообще почти со всей техникой говорит, что затраты на регулирование не обязаны быть больше или равны регулируемой энергии. Интуиция подсказывает, что никакие законы сохранения при этом не нарушаются. Давайте, убедите меня в том, что педаль газа в автомобиле работает по тому же принципу, что и педаль велосипеда. И что я плохо квантовую физику учил, раз этого не понимаю.
Мы живём в мире, где нелинейность является скорее правилом, чем исключением. Ничтожно малые воздействия с течением времени способны вызывать огромные последствия. Эффект бабочки. Если вы думаете, что в любом случае воздействия ограничены постоянной Планка, то это не совсем так. Не всё у нас квантуется. Например, не квантуются направления. Понятие "планковская длина" существует, а понятие "планковский угол" нет.
Что касается квантового Ландауэра, то почитал про этот китайский эксперимент. Не берусь утверждать точно, но у меня есть смутное ощущение логической петли, что товарищи изначально игрались с термодинамической энтропией, и нет ничего удивительного, что всё получилось точно по формуле. Но это просто ощущение.
По моим представлениям, информация не находится на мониторе. На мониторе находится сигнал, который интерпретируется в информацию. Если приёмник сигнала может пережить инвертирование без того, чтобы отвалиться по "CRC Error", всё ОК, информация будет принята.
Постоянная Планка зависит от температуры? А то знающие люди говорят, что минимальное действие, необходимое для передачи одного бита, зависит от температуры.
Вообще говоря, постоянная Планка очень бы пригодилась, если бы Алиса излучала фотоны. Но этим занимается Солнце, а Алиса всего лишь наводит тень.
А в чём был вопрос? Если в "самой мякотке", то... ну да, передача данных через отсутствие чего-то - самое обычное дело. Не я этот метод придумал. История с зонтиком лично мне интересна тем, что демонстрирует эффект в чистом виде, выпукло и наглядно.
Энергия передаётся квантами, всё правильно. Но из этого вовсе не следует, что эти кванты должен отдавать источник данных. В нашем примере кванты отдаёт Солнце, а источник данных лишь регулирует их поток. Затраты на регулирование могут быть меньше регулируемой энергии. Сколь угодно меньше.
Вы говорите о пределе Ландауэра как о непреложной истине, по которой современной наукой достигнут консенсус, но, боюсь вас огорчить, это не так. Статья Ландауэра есть в открытом доступе. Если хотите, можете сами её прочитать и убедиться, что при выводе формулы автор принимает за истину гипотезу об эквивалентности информационной и термодинамической энтропии. А вот это уже спорный вопрос, который продолжает дискутироваться. Кроме того, напомню, в науке, и особенно в естественных науках, непреложных истин не бывает. Популяризаторам некоторая степень догматизма прощается, но настоящий учёный обязан сомневаться во всём. Именно так это работет.
Тень или дырка от бублика - нематериальные, но физические объекты, наряду с квантовыми полями или флуктуациями вакуума. Так почему им не быть носителями информации?
Звучит как "отсутствие еды тоже может утолять голод". Потому что контрфактически на тарелке могла бы быть еда.
Вообще вся эта тема выросла из вопроса "Какую минимальную работу должен выполнить источник данных для передачи одного бита?". Если есть какой-то теоретический минимум, тогда можно было сказать, что вот, бит это 10^(-??) Дж, или 10^(-???) грамм. Если Алиса передаёт данные излучаемыми ею фотонами, это была бы минимальная энергия фотона, детектирование которого в принципе возможно. В частности, если длина волны 100 световых лет, можно предположить, что для детектирования бита Бобу нужно примерно 50 лет, и поздравляю, у нас есть связь битрейта с джоулями. Если Алиса передаёт данные вытаскиванием некоего объекта из некой потенциальной ямы, она должна совершить работу, эквивалентную глубине потенциальной ямы. А глубина потенциальной ямы, необходимая для того, чтобы объект из неё самопроизвольно не выскакивал, зависит от температуры. Выше температура -> нужны более высокие бортики -> больше джоулей должна потратить Алиса. Именно поэтому предел Ландауэра завязан на температуру.
Описанная схема "тень на плетень" интересна тем, что в ней нет нижнего предела затрат энергии на передачу одного бита. Понятно, что какую-то ненулевую работу Алиса совершить обязана, но отличной от нуля нижней границы нет. Как говорят математики, "может принимать значение, большее нуля, но меньшее любой наперёд заданной положительной величины". Если тень наводится зонтиком, Алисе нужна энергия на его раскрытие, если вместо зонтика шторка, энергии нужно меньше. Изобретая всё более эффективные способы наведения тени, мы можем сделать необходимую работу меньшее любой наперёд заданной положительной величины.
Из этого следует, что связи бита с энергией нет, но это правда никак не отменяет того факта, что для того, чтобы что-то произошло, нужно обязательно что-то сделать. Сколь угодно малое, но нужно.
В первом случае с сигналом локально взаимодействует Боб, во втором - Алиса.
Давайте считать сигналом то, что можно проинтерпретировать чтобы получить данные. Источником сигнала всегда является отправитель сообщения. То есть чтобы осмысленно сформировать сигнал, нужно обладать той инфой, которая будет закодирована в сингале. Получатель принимает сигнал, интерпретирует его. Результат интерпретации сингала - наличие инфы у получателя.
В нашем случае сингал - факт наличия/отсутствия фотонов в точке В в 12:00. Как вы любите говорить, имеет контрфактическую природу - наличие фотонов, хотя могло бы быть отсутствие, или же отсутствие, хотя могло бы быть наличие. И Алиса безусловно управляет этим сигналом.
Обратите внимание, сигнал - не сами фотоны, потому что:
При передаче единицы источником фотонов является Солнце (где нет передаваемой инфы), но источником сигнала по-прежнему является Алиса, которая своим сознательным ничегонеделаньем позволяет фотонам долетать до Боба. Получается забавно: Алиса действительно сознательно передаёт "1", но при этом ничего не делает. Спит.
При передаче нуля Алиса тоже является источником сигнала. И этот сигнал до Боба доходит. Суть сигнала в отсутствии взаимодействия со стороны термоядерного реактора Солнца там, где при другом раскладе оно могло бы быть.
Возникает много наивных детских вопросов. Является ли тень физическим объектом? Материальна ли тень? Является ли отсутствие взаимодействия взаимодействием? Является ли дырка от бублика физическим объектом? Материальна ли она? Съедая бублик, съедаем ли мы также его дырку? И если нет, то сколько вокруг нас осталось существовать дырок от бубликов, съеденных за всю историю человечества?
Вопросы смотрятся дебильно, но если мы не умеем на них отвечать, у нас проблемы в согласованности базовой терминологии и существует серьёзная опасность начать применять понятия там, где они неприменимы. Например, попытаться взвесить бит. Что мы, извините, будем взвешивать, если передачу данных можно организовать так, чтобы от Алисы к Бобу не перемещалось ни вещество, ни энергия?
Физические взаимодействия, говорят, всегда сводятся к т.н. фундаментальным, коих на данный момент известно четыре. И все они (насчёт гравитации вопрос спорный) функционируют через соответствующие носители. Ходят между А и Б носители - есть взаимодействие, не ходят - нет. Всё просто.
Волновая природа света в нашей истории никак не эксплуатируется. То же самое можно было бы организовать с водопроводной трубой. Тогда вместо манипуляции зонтиком Алиса приходя закрывала кран, а уходя открывала обратно. Но при такой схеме было бы больше отвлекающих лазеек, уводящих мысль по ложному пути.
У вас есть физическое взаимодействие при передачи ноля (или единицы) - солнечный свет.
При передаче ноля Алиса взаимодействует со светом, но свет не взаимодействует с Бобом. Поясните пожалуйста, как при таком раскладе Алиса физически (то есть не логически, не эстетически, не морально-этически, а именно физически) взаимодействует с Бобом? Через какой носитель физического взаимодействия?
При передаче единицы свет взаимодействует с Бобом, но Алиса не взаимодействует со светом. Тут тоже требуется пояснение, через кванты чего Алиса со своей кушетки дотягивается до того, что происходит между точками "С" и "В".
Что касается смены фронта сигнала, то она происходит тогда, когда Боба в точке "В" нет. Или вы предполагаете, что она до Боба всё же доходит? Если да, то через что?
То, что Алиса должна приложить усилия для манипуляции зонтиком, к делу не относится. Усилия тратятся не на физическое взаимодействие с Бобом, а на организацию отсутствия взаимодействия. Если вы считаете иначе, опишите пожалуйста механизм.
Вопрос (он же предмет несостоявшегося спора на деньги) имеет чёткую формулировку: возможно ли сделать так, чтобы Алиса передавала данные Бобу, не взаимодействуя с ним физически ни напрямую, ни косвенно. Физическое взаимодействие всегда должно быть описано в терминах фундаментальных взаимодействий - электромагнитного, сильного, слабого, гравитационного. Косвенное случается когда имеем цепочку взаимодействий. Физических. С гравитацией непонятки, но для остальных найдены переносчики взаимодействия. В частности, для электромагнитного это фотоны. Если проникновение носителей взаимодействия из точки А в точку Б исключено (мы хорошо поработали над экранированием), А не воздействует физически на Б. Так-то Алису с Бобом могут связывать крепкие узы многолетней дружбы, но это не физическая связь и в терминах фундаментальных физических взаимодействий она не выражается. Для того, чтобы правильно порассуждать об отсутствии взаимодействия, можно привлечь понятие симметрии. Предмет X симметричен относительно Y если истинность или ложность высказываний об Y не влияют на истинность/ложность высказываний об X. Так вот, отсутствие взаимодействия симметрично относительно возникновения факторов, блокирующих это взаимодействие. Если тока в проводе нет, это обстоятельство не изменится, если этот провод дополнительно порвать. Моя невозможность родить ребёнка (у нас, мальчиков, вообще с этим проблемы) никак не изменится, если мне это законодательно запретить. Так вот, отсутствие физического взаимодействия симметрично относительно появлению дополнительного экранирования. Если при передаче нуля вокруг точки B возникнет магический экран, блокирующий все виды физических взаимодействий, Боб это даже не заметит и спокойно запишет "0". Передача нуля симметрична относительно фактора "магический экран вокруг точки В". При передаче единицы ситуация симметрична относительно фактора "магический экран вокруг диванчика Алисы". Именно на основании этих симметрий можно говорить о том, что Алиса физически не взаимодействует с Бобом. Но это не мешает им дружить и даже не мешает передавать инфу. Что до физического носителя, о котором вы говорите... Ну да, он нужен. Но иногда нужно как раз его отсутствие. В частности, если Боб должен принять "0".
Как-то я довёл ChatGPT до того, что он на полном серьёзе взялся меня убеждать, что фотон не является материальным объектом. Никогда не ведите философских бесед с ChatGPT.
Но листок бумаги, который вы держите в руке, потом будет держать адресат. Т.е. косвенное (через материальный объект "листок бумаги") взаимодействие есть.
Мой опыт общения с электрическим выключателем, водопроводным краном, да и вообще почти со всей техникой говорит, что затраты на регулирование не обязаны быть больше или равны регулируемой энергии. Интуиция подсказывает, что никакие законы сохранения при этом не нарушаются. Давайте, убедите меня в том, что педаль газа в автомобиле работает по тому же принципу, что и педаль велосипеда. И что я плохо квантовую физику учил, раз этого не понимаю.
Мы живём в мире, где нелинейность является скорее правилом, чем исключением. Ничтожно малые воздействия с течением времени способны вызывать огромные последствия. Эффект бабочки. Если вы думаете, что в любом случае воздействия ограничены постоянной Планка, то это не совсем так. Не всё у нас квантуется. Например, не квантуются направления. Понятие "планковская длина" существует, а понятие "планковский угол" нет.
Что касается квантового Ландауэра, то почитал про этот китайский эксперимент. Не берусь утверждать точно, но у меня есть смутное ощущение логической петли, что товарищи изначально игрались с термодинамической энтропией, и нет ничего удивительного, что всё получилось точно по формуле. Но это просто ощущение.
По моим представлениям, информация не находится на мониторе. На мониторе находится сигнал, который интерпретируется в информацию. Если приёмник сигнала может пережить инвертирование без того, чтобы отвалиться по "CRC Error", всё ОК, информация будет принята.
Постоянная Планка зависит от температуры? А то знающие люди говорят, что минимальное действие, необходимое для передачи одного бита, зависит от температуры.
Вообще говоря, постоянная Планка очень бы пригодилась, если бы Алиса излучала фотоны. Но этим занимается Солнце, а Алиса всего лишь наводит тень.
А в чём был вопрос? Если в "самой мякотке", то... ну да, передача данных через отсутствие чего-то - самое обычное дело. Не я этот метод придумал. История с зонтиком лично мне интересна тем, что демонстрирует эффект в чистом виде, выпукло и наглядно.
Энергия передаётся квантами, всё правильно. Но из этого вовсе не следует, что эти кванты должен отдавать источник данных. В нашем примере кванты отдаёт Солнце, а источник данных лишь регулирует их поток. Затраты на регулирование могут быть меньше регулируемой энергии. Сколь угодно меньше.
Вы говорите о пределе Ландауэра как о непреложной истине, по которой современной наукой достигнут консенсус, но, боюсь вас огорчить, это не так. Статья Ландауэра есть в открытом доступе. Если хотите, можете сами её прочитать и убедиться, что при выводе формулы автор принимает за истину гипотезу об эквивалентности информационной и термодинамической энтропии. А вот это уже спорный вопрос, который продолжает дискутироваться.
Кроме того, напомню, в науке, и особенно в естественных науках, непреложных истин не бывает. Популяризаторам некоторая степень догматизма прощается, но настоящий учёный обязан сомневаться во всём. Именно так это работет.
Ну и что? Ну да, если мы можем передавать биты, мы можем передавать также и любую другую оцифровываемую инфу.
Звучит как "отсутствие еды тоже может утолять голод". Потому что контрфактически на тарелке могла бы быть еда.
Вообще вся эта тема выросла из вопроса "Какую минимальную работу должен выполнить источник данных для передачи одного бита?". Если есть какой-то теоретический минимум, тогда можно было сказать, что вот, бит это 10^(-??) Дж, или 10^(-???) грамм. Если Алиса передаёт данные излучаемыми ею фотонами, это была бы минимальная энергия фотона, детектирование которого в принципе возможно. В частности, если длина волны 100 световых лет, можно предположить, что для детектирования бита Бобу нужно примерно 50 лет, и поздравляю, у нас есть связь битрейта с джоулями.
Если Алиса передаёт данные вытаскиванием некоего объекта из некой потенциальной ямы, она должна совершить работу, эквивалентную глубине потенциальной ямы. А глубина потенциальной ямы, необходимая для того, чтобы объект из неё самопроизвольно не выскакивал, зависит от температуры. Выше температура -> нужны более высокие бортики -> больше джоулей должна потратить Алиса. Именно поэтому предел Ландауэра завязан на температуру.
Описанная схема "тень на плетень" интересна тем, что в ней нет нижнего предела затрат энергии на передачу одного бита. Понятно, что какую-то ненулевую работу Алиса совершить обязана, но отличной от нуля нижней границы нет. Как говорят математики, "может принимать значение, большее нуля, но меньшее любой наперёд заданной положительной величины". Если тень наводится зонтиком, Алисе нужна энергия на его раскрытие, если вместо зонтика шторка, энергии нужно меньше. Изобретая всё более эффективные способы наведения тени, мы можем сделать необходимую работу меньшее любой наперёд заданной положительной величины.
Из этого следует, что связи бита с энергией нет, но это правда никак не отменяет того факта, что для того, чтобы что-то произошло, нужно обязательно что-то сделать. Сколь угодно малое, но нужно.
Имеете в виду дырочную проводимость в полупроводниках?
Тень - очень странный носитель информации, концептуально похожий на дырку от бублика.
Это статья не о физике
Давайте считать сигналом то, что можно проинтерпретировать чтобы получить данные. Источником сигнала всегда является отправитель сообщения. То есть чтобы осмысленно сформировать сигнал, нужно обладать той инфой, которая будет закодирована в сингале. Получатель принимает сигнал, интерпретирует его. Результат интерпретации сингала - наличие инфы у получателя.
В нашем случае сингал - факт наличия/отсутствия фотонов в точке В в 12:00. Как вы любите говорить, имеет контрфактическую природу - наличие фотонов, хотя могло бы быть отсутствие, или же отсутствие, хотя могло бы быть наличие. И Алиса безусловно управляет этим сигналом.
Обратите внимание, сигнал - не сами фотоны, потому что:
При передаче единицы источником фотонов является Солнце (где нет передаваемой инфы), но источником сигнала по-прежнему является Алиса, которая своим сознательным ничегонеделаньем позволяет фотонам долетать до Боба. Получается забавно: Алиса действительно сознательно передаёт "1", но при этом ничего не делает. Спит.
При передаче нуля Алиса тоже является источником сигнала. И этот сигнал до Боба доходит. Суть сигнала в отсутствии взаимодействия со стороны термоядерного реактора Солнца там, где при другом раскладе оно могло бы быть.
Возникает много наивных детских вопросов. Является ли тень физическим объектом? Материальна ли тень? Является ли отсутствие взаимодействия взаимодействием? Является ли дырка от бублика физическим объектом? Материальна ли она? Съедая бублик, съедаем ли мы также его дырку? И если нет, то сколько вокруг нас осталось существовать дырок от бубликов, съеденных за всю историю человечества?
Вопросы смотрятся дебильно, но если мы не умеем на них отвечать, у нас проблемы в согласованности базовой терминологии и существует серьёзная опасность начать применять понятия там, где они неприменимы. Например, попытаться взвесить бит. Что мы, извините, будем взвешивать, если передачу данных можно организовать так, чтобы от Алисы к Бобу не перемещалось ни вещество, ни энергия?
Физические взаимодействия, говорят, всегда сводятся к т.н. фундаментальным, коих на данный момент известно четыре. И все они (насчёт гравитации вопрос спорный) функционируют через соответствующие носители. Ходят между А и Б носители - есть взаимодействие, не ходят - нет. Всё просто.
Волновая природа света в нашей истории никак не эксплуатируется. То же самое можно было бы организовать с водопроводной трубой. Тогда вместо манипуляции зонтиком Алиса приходя закрывала кран, а уходя открывала обратно. Но при такой схеме было бы больше отвлекающих лазеек, уводящих мысль по ложному пути.
При передаче ноля Алиса взаимодействует со светом, но свет не взаимодействует с Бобом. Поясните пожалуйста, как при таком раскладе Алиса физически (то есть не логически, не эстетически, не морально-этически, а именно физически) взаимодействует с Бобом? Через какой носитель физического взаимодействия?
При передаче единицы свет взаимодействует с Бобом, но Алиса не взаимодействует со светом. Тут тоже требуется пояснение, через кванты чего Алиса со своей кушетки дотягивается до того, что происходит между точками "С" и "В".
Что касается смены фронта сигнала, то она происходит тогда, когда Боба в точке "В" нет. Или вы предполагаете, что она до Боба всё же доходит? Если да, то через что?
То, что Алиса должна приложить усилия для манипуляции зонтиком, к делу не относится. Усилия тратятся не на физическое взаимодействие с Бобом, а на организацию отсутствия взаимодействия. Если вы считаете иначе, опишите пожалуйста механизм.
Вопрос (он же предмет несостоявшегося спора на деньги) имеет чёткую формулировку: возможно ли сделать так, чтобы Алиса передавала данные Бобу, не взаимодействуя с ним физически ни напрямую, ни косвенно. Физическое взаимодействие всегда должно быть описано в терминах фундаментальных взаимодействий - электромагнитного, сильного, слабого, гравитационного. Косвенное случается когда имеем цепочку взаимодействий. Физических. С гравитацией непонятки, но для остальных найдены переносчики взаимодействия. В частности, для электромагнитного это фотоны. Если проникновение носителей взаимодействия из точки А в точку Б исключено (мы хорошо поработали над экранированием), А не воздействует физически на Б. Так-то Алису с Бобом могут связывать крепкие узы многолетней дружбы, но это не физическая связь и в терминах фундаментальных физических взаимодействий она не выражается.
Для того, чтобы правильно порассуждать об отсутствии взаимодействия, можно привлечь понятие симметрии. Предмет X симметричен относительно Y если истинность или ложность высказываний об Y не влияют на истинность/ложность высказываний об X. Так вот, отсутствие взаимодействия симметрично относительно возникновения факторов, блокирующих это взаимодействие. Если тока в проводе нет, это обстоятельство не изменится, если этот провод дополнительно порвать. Моя невозможность родить ребёнка (у нас, мальчиков, вообще с этим проблемы) никак не изменится, если мне это законодательно запретить. Так вот, отсутствие физического взаимодействия симметрично относительно появлению дополнительного экранирования.
Если при передаче нуля вокруг точки B возникнет магический экран, блокирующий все виды физических взаимодействий, Боб это даже не заметит и спокойно запишет "0". Передача нуля симметрична относительно фактора "магический экран вокруг точки В". При передаче единицы ситуация симметрична относительно фактора "магический экран вокруг диванчика Алисы". Именно на основании этих симметрий можно говорить о том, что Алиса физически не взаимодействует с Бобом. Но это не мешает им дружить и даже не мешает передавать инфу.
Что до физического носителя, о котором вы говорите... Ну да, он нужен. Но иногда нужно как раз его отсутствие. В частности, если Боб должен принять "0".
"1" в нашей системе это default value. Данные передаются через целенаправленное отклонение от дефолта.
Как-то я довёл ChatGPT до того, что он на полном серьёзе взялся меня убеждать, что фотон не является материальным объектом.
Никогда не ведите философских бесед с ChatGPT.
Но листок бумаги, который вы держите в руке, потом будет держать адресат. Т.е. косвенное (через материальный объект "листок бумаги") взаимодействие есть.
В фокусе со столом и флешками косвенное взаимодействие было. По уловию задачи косвенное тоже нельзя.
Ага. А ещё водопроводный кран.