Мир — понятие очень растяжимое. И вширь, и вглубь, и как хотите. Можно посмотреть на мир с одной стороны, и узнать, как он устроен. Во всей его полноте, но только с одной стороны, без ответов на те вопросы, которые легко видны с другой стороны. Можно наоборот, но тогда отвалятся аспекты другой стороны. А если туда-сюда повертеть, то получается абсурд. Противоречивая картина. Разные аспекты реальности между собой не вяжутся. Если смотрим под микроскопом структуру бумаги и изучаем химсостав краски, то ускользает сюжет книги. Если изучаем сюжет, то с ужасом понимаем, что эта же книга может быть реализована сотнями совсем разных способов. Не содержится в краске сюжет книги, а в сюжете книге — необходимость быть материализованным одним единственным способом.
Знать, как устроен мир — обязательно. Но нужно понимать, что ответ на этот вопрос — далеко не один. Мир многоаспектен, изменчив и бесконечно сложен. «Серебряной пули» в деле отвечания на вопрос о том, как устроен мир, попросту не существует (можно я не буду давать ссылку на Витгенштейна?). Попытка объявить физику микромира основой всего сущего — глупость, проистекающая в первую очередь из непонимания того, что практически всё, что мы имеем в нашем реальном мире, является системными эффектами. Мы не знаем ни одного предмета, который был бы простой суммой своих составных частей.
И для кого-то это может быть именно что аксиомой, самоцелью — узнать, как устроен мир.
А для кого-то — узнать, как устроить мир.
На слух разница небольшая, но из задачи «как устроить» вытекают совсем другие требования к знанию того, «как устроен».
Во-первых, я ни словом, ни полсловом не воюю ни с наукой, ни с философией. Не надо на меня вешать чужие эпизоды.
Вообще, вы совершенно правы. Вчитываться в подзаборную обывательщину — это фу. Пока клиент не предъявил регалии, из сказанного нужно вычленять только общую эмоциональную составляющую, по ней проводить классификацию на «свой-чужой», а дальше уже по результатам. Главное ведь — конформность. Конформным восприятием воспринимаем, конформным мышлением осмысливаем, стандартной реакцией реагируем. Будь как все, и будет всё ОК. За повторение азбучных истин не заминусуют.
Если у вас пока что получается только через авторитетное мнение, то нет проблем, давайте так. Есть такой автор Ли Смолин. Физик-теоретик. В списке выдающихся мыслителей современности 26-я, если мне не изменяет память, строчка. У него есть книжка «Неприятности с физикой». Полюбопытствуйте, почитайте, пошевелите волосами. Он, конечно, писал не про Стандартную модель и не про БАК. Здесь меня за язык, пожалуйста, не ловите. Он писал в основном про теорию струн. Именно там описанная мной выше проблема стала просто вопиюще скандальным обстоятельством. Но первый шаг был сделан именно физикой субатомных частиц. Первый шаг — отказ от необходимости практической применимости. После этого второй шаг (отказ от проверяемости экспериментом) дался уже значительно легче.
Со своей обывательской колокольни я могу поделиться жизненными наблюдениями. Хотя бы это нам, обывателям, разрешается? Так вот. С одной стороны наблюдается расцвет техники и технологий. Потрясающий. Убедительный. Очевидный. С другой стороны, говорят, фантастически прогрессирует наука. Количество публикаций растёт. Хигса нашли. Даже вон, недавно гравитационные волны поймали. Чёрные дыры поражают, Большой Взрыв ошеломляет, что ни репортаж, то благоговейное замирание сердца от величия происходящих открытий. Но с третьей стороны — какой-то чудовищный разгул мракобесия. И это не только у нас и в арабских странах. Это глобальное явление. Как-то так получается, что ни айфоны, ни Гугл, ни чёрные дыры никак не противоречат мистификации сознания. Как такое может быть? Если интересно, могу рассказать.
Вы правы, всегда есть некоторая надежда на то, что когда-нибудь потом на новом витке развития теория сможет оказаться чрезвычайно полезной. Поэтому некоторую фору обязательно нужно давать. Но давайте будем честными. Физикой субатомных частиц уже съедена фора лет этак в 50. За это время не было придумано ни одного практического применения найденному великолепию.
Очень показателен кейс с БАКом. Интересно было знать, существует ли бозон Хиггса? Очень! А для чего это нам было интересно знать? Ну… это… подтвердить или опровергнуть самое заковыристое следствие Стандартной модели. Ну ОК. А для чего нам её нужно подтверждать или опровергать? Допустим, у гипотезы о бозоне Хиггса были бы какие-нибудь полезные следствия. Ну, не знаю… Например, можно было бы через это дело ловко конвертить массу в энергию. Или сделать особо мощный резак на кварк-глюонной плазме. Или ещё какую заразу. Разве стали бы для этого городить БАК? Да ни боже упаси. Можно было бы сделать опытный образец резака и посмотреть, работает или нет. И дешевле в миллион раз, и сразу полезный прототип. Но полезных применений не предвидится, поэтому БАК :(
Говорить о том, что наука когда-то была философией, а потом философией быть перестала, и стала нормальной наукой — не верно. Это как были, так и остались два взаимно дополняющих вида деятельности. Но это я так, к слову.
Есть два представления о целях и задачах того, что называется наукой. Первый состоит в том, что наука — это поиск истинных законов, составляющих основу мироздания. Второй — поиск способов решения практических задач. Фундаментальная наука и прикладная. Если мы попытаемся как-то их отранжировать по принципу «лучше/хуже, выше/ниже», то получится ерунда. Без прикладной составляющей фундаментальная теряет смысл, без фундаментальной прикладная теряет свою силу.
Обман начинается тогда, когда заявляется, что знание Истины (обязательно с большой буквы) важно само по себе. Но это не может быть так. Это логически невозможно. Само понятие «важность» уже предполагает какое-то целеполагание. Сразу после слова «важно» должно следовать «для того, чтобы...». Если важно только для того, чтобы записать в Вечную и Прекрасную Книгу Неизменных Истин — это фигня. Эти самые Истины — это просто буквы, которые ни съесть, ни выпить, ни на себя надеть. Смысл фундаментальной науки появляется только тогда, когда найденное становится инструментом в прикладной науке. И далее в технологии, технике и прочей житейской повседневности.
Что касается философии, то даже её мне нравится рассматривать не в чисто высоко-теоретическом, а в сугубо инструментальном плане. Например, в «фундаментальной» философии есть много интересных вопросов типа «что есть бытие?», «что первично, сознание или материя?», «познаваем ли мир?» и так далее. Теперь включаем инструментальный подход и смотрим, во что превращаются эти вопросы. Внимательно следите за руками. «Как нужно говорить о бытие, чтобы это говорение имело смысл?» Сразу куда-то уходит муть, и начинается разбор конкретных ситуаций, из которых делаются небесполезные выводы. «Как нужно говорить о первичности материи и сознания, чтобы это не было праздным времяпровождением?» После некоторого размышления приходим к выводу, что никак. Отбрасываем этот вопрос как заведомо не способный иметь полезных следствий. Оставляем его на потеху высоким теоретикам. «Как нужно говорить о познаваемости мира, чтобы это говорение не было пустым сотрясанием воздуха?» А вот это уже — совсем другое дело. Из этих рассуждений выводится обоснование всей естественнонаучной методологии. Очевидный профит.
Так что, господа, изучайте что хотите. Хотите — геологию нейтронных звёзд, хотите — внутреннюю структуру чёрных дыр, хотите — скорость света в первые микросекунды существования Вселенной, хотите — богоугодность почитания святых праведников. Нет проблем. Только если претендуете на хоть капельку моего внимания (или денег), будьте готовы внятно объяснить, зачем ваша теория может быть мне полезна в практическом плане.
Вы не поняли. Все эти нейтронные звёзды, чёрные дыры, большие взрывы и прочие прекрасные штуки меня никоим образом не пугают. Вполне себе милые и забавные объекты. Дело совсем в другом. Сильно расстраивает направление, по которому пошла «высокая наука». А именно наметившийся отрыв науки сначала от практики (вы когда-нибудь что-нибудь слышали о том, какую практическую пользу предполагается извлечь из Стандартной Модели?), а потом и вообще от перспектив экспериментальной проверки.
То есть физика, наша любимая физика, изначально самая честная и чистая из наук о природе, становится не наукой о вещах, которые нас окружают, а системой рассуждений о демонах на кончике иглы.
Удобно и практично, наверно, делать себе научную карьеру на вещах, которые заведомо никто при нашей жизни не сможет пощупать и проверить. Но объясните мне, дураку, почему я не должен это считать мошенничеством?
Самое страшное в этой истории — это то, что люди на полном серьёзе исследуют структуры внутри нейтронных звёзд.
Изучение свойств чайников Рассела стало популярным способом «научного» заработка…
Будьте снисходительны. В такой скользкой теме это не "всего лишь", а "аж целых" 10 комментов.
Дело тут в том, что все мы прекрасно знаем, что такое информация. В конце концов, это одно из самых базовых и практически повсеместно используемых понятий. Но это знание у нас имплицитное. А для того, чтобы об этом предмете продуктивно рассуждать, нужно сделать это знание эксплицитным. А для этого нужно выработать адекватный понятийный аппарат. Аккуратно отделить мух от котлет. Пока это не сделано (а это действительно пока что не сделано), у нас при любых попытках обсуждения будет дикая путаница. То котлеты, ползающие по потолку, то поджаристые мухи с корочкой :)
Обратимые вычисления — единственный способ строить квантовые алгоритмы
Квантовые вычисления — на редкость любопытная штука. Но раз уж Вы в теме, не сочтите за труд хотя бы намекнуть, какие реальные профиты с неё ожидаются кроме всем известного угробления гражданской криптографии?
Несложно заметить, что существенная часть этих пределов основана на эквивалентности энтропий. Например, предел Бекенштейна, согласно которому разнообразие, запихнутое в некий объём, не может достичь некоего предела без того, чтобы там образовалась чёрная дыра. Это, конечно, впечатляет, но есть серьёзные подозрения, что имеется некоторое количество физических явлений, в которых характеристики естественным образом выражаются вещественными числами. Да, есть вещи, которые только кажутся вещественными, но реально они дискретны (например, электрический заряд), но наверняка есть и такие, которые реально непрерывны. Например, насколько мне известно, направления в пространстве никак не дискретизируются. Энергия, похоже на то, что тоже (фотоны квантуются, и пока фотон жив, о его энергии с абсолютной точностью ничего утверждать нельзя, но когда он гибнет, он отдаёт порцию, выражаемую вещественным числом).
А что такое вещественное число, если его выразить в битах? Это строго бесконечное разнообразие. Которое везде. Которое есть естественное состояние нашего мира. И в микро, и в макро. Целый океан бесконечных разнообразий, и мы естественным образом сами являемся его бесконечно разнообразными частями. И ничего ведь, что интересно, ни в какие чёрные дыры не коллапсирует. Как так получается? Тут определённо есть над чем подумать…
Сегодняшние социальные платформы и приложения совершенно фантастически работают, удовлетворяя потребность человека принадлежать чему-то большему.
И да, и нет. Палка о двух концах.
Можно ведь принадлежать чему-то большему, можно не принадлежать, а можно иметь удовлетворённой потребность, но фактически не принадлежать. В последнем случае это самообман, который не может продолжаться вечно. Рано или поздно, когда станет понятно, что годы потрачены на самоудовлетворение заменителями, башню сорвёт конкретно. Здравствуйте депрессии, суициды и прочие радости обществ, ориентированных на тотальное удовлетворение потребностей.
Уже здесь разобрались с тем, что фокус с четырьмя ямками не прокатит, о чём в конец поста торжественно вписан «UPD».
Теперь внезапно открылся вопрос, не является ли принцип Ландауэра красивой, но всё же гипотезой, которую пока что просто не было технической возможности хорошенечко экспериментально прощупать.
Может быть, можно вообще по этому поводу ни капли не переживать, и темой «обратимые вычисления» себе голову не забивать?
Теперь понятно. Спасибо. Имеет место мой косячок. Даже два. В первый раз косякнул, когда поделил на два (этого реально не следовало делать), а второй раз — когда не включил критическое восприятие на фразе "Note that our argument here does not necessarily depend upon connections, frequently made in other writings, between entropy and information" (верх правой колонки 5-й страницы файла).
Ведь зависит. Очень даже зависит. Никак нельзя ввести в рассуждение о количестве информации постоянную Больцмана (которая меряется в джоулях на кельвин) без того, чтобы не приравнять информационную энтропию термодинамической. Сделав это, конечно, следующим шагом мы умножаем получившееся на температуру в кельвинах, и получаем джоули. На редкость простая и незатейливая магия. Потому-то формула и получилась такой красивой. А я-то ещё думал-гадал, каким же таким образом удалось избавиться от некоторой всегда присутствующей в термодинамических системах неопределённости энергии частицы… Да никаким.
В сухом остатке, про принцип Ландауэра можно сказать следующее (поправьте меня, если я не прав):
1. Само по себе требование рассеивания энергии при выполнении необратимого вычисления выглядит разумным, поскольку от необходимости «забывания» данных после манипуляции энергетическими уровнями никуда не деться.
2. Количественная оценка минимально необходимо рассеиваемой энергии верна только при условии истинности гипотезы о равенстве (не просто соответствии, а именно равенстве) термодинамической и информационной энтропий. В любом случае, использование принципа Ландауэра для доказательства истинности гипотезы о соответствии энтропий является недопустимой логической петлёй.
Эх, никому нельзя верить. Ни другим, ни себе, ни, тем более, авторитетному мнению старших товарищей :))
В том-то всё и дело, что я в данном случае вообще не забиваю себе голову никакими термодинамическими выкладками. Суть происходящего — именно хакинг, что и отражено в названии. Весь математический аппарат и весь физический бэкграунд я априорно считаю правильным (ремарка «у сообщества с 1961 года было достаточно времени проверить все теоретические выкладки»). Просто на вход этих теоретических выкладок подаю систему не с двумя ямками, а с четырьмя и вижу, что сумма «к оплате» не изменилась. Только мы теперь платим её не за 1 бит, а за два.
Если бы сейчас был 1961-год и уважаемый господин Ландауэр запостил свою статью не в IBM Journal, а на форум, то суть своей претензии я мог бы выразить примерно таким комментом: «Hey, bro, why do you considered simple binary device as a bistable? What if such device has more then two stable states?»
Я не настолько хорошо знаком с тематикой «квантовые компьютеры», чтобы браться рассуждать об их термодинамике. Хотя что-то мне подсказывает, что кубит гораздо больше похож на устремлённое к бесконечности количество потенциальных ямок, чем на нашу родную двухстабильную, хранящую классический бит.
Ну, не знаю… Лично для меня очевидно, что картинка с четырьмя ямками и тремя горбиками всё наглядно иллюстрирует. Тут же важен принцип, а детали физической реализации традиционно могут быть любыми. В том числе и такими, о которых мы даже помыслить не можем.
>> Однако думаю всё это концепции и теории.
Всё когда-то начиналось как концепции и теории ;)
Вообще, сочиняя эту шалость, я меньше всего думал о новых элементных базах (хотя если мобильник будет чуть медленнее разряжаться, то это тоже сладко). Настоящий интерес, конечно, сильно глубже. Дело в том, что принцип Ландауэра [был] самым сильным аргументом в пользу эквивалентности термодинамической и информационной энтропий. Остальные аргументы значительно слабее. Если устраняется фундаментальность принципа Ландауэра, то всё становится намного интереснее, чем было раньше.
Обязательно. Но только эта штука не учитывается Ландауэром в его оригинальной статье (по всей видимости, очень не зря не учитывается), и поэтому здесь мы тоже не будем её учитывать, ладно?
1. Все переходы требуют одинаковой энергии. Если энергия частицы поднялась так, что ей становится доступным преодоление первого холмика, то и все остальные ей становятся одинаково доступны.
2. Да, конечно.
>> Если второе верно — покажите тип памяти (прототип) или логику ваших рассуждений.
Ну Вы прям хотите, чтобы я сразу придумал, рассказал и, желательно, показал действующий прототип нового прорыва в элементной базе. Не требуйте от меня такого ужаса. Я простой скромный программист ;)
Мы все привыкли, что в нашем дивном цифровом мире данные всегда записываются отдельными ноликами и единичками. Настолько привыкли, что воспринимаем это как само собой разумеющийся единственный вариант. Но это, конечно, просто привычка. Следствие того, что двухстабильные потенциальные ямы проще реализуются «в кремнии».
Допустим, результатом вычисления является направление, в котором вылетает фотон. Регистрируем этот результат двумя фотоэлементами. Такая система, как и положено, будет на запись (скорее, на последующее стирание) одного бита тратить минимум kB T ln2 джоуля. Но если фотоэлементов не два, а четыре? А если сто? А если миллион? Количество рассеиваемых джоулей остаётся неизменным, но количество бит уже другое. Для миллиона это почти 20.
На первый взгляд действительно может показаться, что переключения «00->01», «00->10» и «00->11» принципиально отличаются друг от друга. В первом случае нужно преодолеть один холмик, во втором два, в третьем все три. Но что если добавить измерений и сделать конструкцию двумерной? Например, вот так:
00 | 01
---------
10 | 11
Получаем, что переключения «00->01» и «00->10» перестали отличаться друг от друга, но «00->11» по-прежнему особняком. А теперь представьте себе тетраэдр… Намёк понятен?
Помните пожалуйста, что картинка с ямками и холмиками — это всего лишь визуализация. По оси «иксов» у нас совсем не обязательно пространственная координата.
Понимаете, дело ведь совсем не в конструкциях транзисторов. Вычислительный процесс — это ведь не только кремний, подложка, электрические контакты и прочие знакомые с детства вещи.
Коварство принципа Ландауэра как раз в том, что требование рассеивания порции энергии при выполнении необратимого вычисления выдвигаются вне зависимости от того, на каких физических принципах реализовано вычисление. Электроника — да, он работает. Какая-нибудь спинтроника или фотоника — тоже. Именно поэтому этот принцип всегда рассматривается как фундаментальное ограничение.
Теперь же понятно, что это никакое не фундаментальное ограничение, и при желании и некоторой сноровке планочку можно понизить в два раза. Или в три. Или, особо исхитрившись, убрать совсем.
В двухстабильной потенциальной яме шарик попадает в ту яму, в которой у него отобрали излишек энергии. В четырёхстабильной — та же история. Разницы — никакой.
В микромире немножко не те законы, как в нашем грешном макромире.
Это нас шарик, перекатившись из 00 в 01, потратит энергию на трение и на сопротивление воздуха, и следующую горку уже не одолеет. А в микромире в той конструкции, которая нарисована на рисунке, если шарик имеет энергию, достаточную для преодоления одной горки, он начинает вечно туда-сюда кататься, пока в какой-нибудь из лунок у него энергию специально не отберут.
Это, собственно, и будет тот самый dissipation, который необходим в необратимых вычислениях.
Знать, как устроен мир — обязательно. Но нужно понимать, что ответ на этот вопрос — далеко не один. Мир многоаспектен, изменчив и бесконечно сложен. «Серебряной пули» в деле отвечания на вопрос о том, как устроен мир, попросту не существует (можно я не буду давать ссылку на Витгенштейна?). Попытка объявить физику микромира основой всего сущего — глупость, проистекающая в первую очередь из непонимания того, что практически всё, что мы имеем в нашем реальном мире, является системными эффектами. Мы не знаем ни одного предмета, который был бы простой суммой своих составных частей.
А для кого-то — узнать, как устроить мир.
На слух разница небольшая, но из задачи «как устроить» вытекают совсем другие требования к знанию того, «как устроен».
Вообще, вы совершенно правы. Вчитываться в подзаборную обывательщину — это фу. Пока клиент не предъявил регалии, из сказанного нужно вычленять только общую эмоциональную составляющую, по ней проводить классификацию на «свой-чужой», а дальше уже по результатам. Главное ведь — конформность. Конформным восприятием воспринимаем, конформным мышлением осмысливаем, стандартной реакцией реагируем. Будь как все, и будет всё ОК. За повторение азбучных истин не заминусуют.
Если у вас пока что получается только через авторитетное мнение, то нет проблем, давайте так. Есть такой автор Ли Смолин. Физик-теоретик. В списке выдающихся мыслителей современности 26-я, если мне не изменяет память, строчка. У него есть книжка «Неприятности с физикой». Полюбопытствуйте, почитайте, пошевелите волосами. Он, конечно, писал не про Стандартную модель и не про БАК. Здесь меня за язык, пожалуйста, не ловите. Он писал в основном про теорию струн. Именно там описанная мной выше проблема стала просто вопиюще скандальным обстоятельством. Но первый шаг был сделан именно физикой субатомных частиц. Первый шаг — отказ от необходимости практической применимости. После этого второй шаг (отказ от проверяемости экспериментом) дался уже значительно легче.
Со своей обывательской колокольни я могу поделиться жизненными наблюдениями. Хотя бы это нам, обывателям, разрешается? Так вот. С одной стороны наблюдается расцвет техники и технологий. Потрясающий. Убедительный. Очевидный. С другой стороны, говорят, фантастически прогрессирует наука. Количество публикаций растёт. Хигса нашли. Даже вон, недавно гравитационные волны поймали. Чёрные дыры поражают, Большой Взрыв ошеломляет, что ни репортаж, то благоговейное замирание сердца от величия происходящих открытий. Но с третьей стороны — какой-то чудовищный разгул мракобесия. И это не только у нас и в арабских странах. Это глобальное явление. Как-то так получается, что ни айфоны, ни Гугл, ни чёрные дыры никак не противоречат мистификации сознания. Как такое может быть? Если интересно, могу рассказать.
Очень показателен кейс с БАКом. Интересно было знать, существует ли бозон Хиггса? Очень! А для чего это нам было интересно знать? Ну… это… подтвердить или опровергнуть самое заковыристое следствие Стандартной модели. Ну ОК. А для чего нам её нужно подтверждать или опровергать? Допустим, у гипотезы о бозоне Хиггса были бы какие-нибудь полезные следствия. Ну, не знаю… Например, можно было бы через это дело ловко конвертить массу в энергию. Или сделать особо мощный резак на кварк-глюонной плазме. Или ещё какую заразу. Разве стали бы для этого городить БАК? Да ни боже упаси. Можно было бы сделать опытный образец резака и посмотреть, работает или нет. И дешевле в миллион раз, и сразу полезный прототип. Но полезных применений не предвидится, поэтому БАК :(
Есть два представления о целях и задачах того, что называется наукой. Первый состоит в том, что наука — это поиск истинных законов, составляющих основу мироздания. Второй — поиск способов решения практических задач. Фундаментальная наука и прикладная. Если мы попытаемся как-то их отранжировать по принципу «лучше/хуже, выше/ниже», то получится ерунда. Без прикладной составляющей фундаментальная теряет смысл, без фундаментальной прикладная теряет свою силу.
Обман начинается тогда, когда заявляется, что знание Истины (обязательно с большой буквы) важно само по себе. Но это не может быть так. Это логически невозможно. Само понятие «важность» уже предполагает какое-то целеполагание. Сразу после слова «важно» должно следовать «для того, чтобы...». Если важно только для того, чтобы записать в Вечную и Прекрасную Книгу Неизменных Истин — это фигня. Эти самые Истины — это просто буквы, которые ни съесть, ни выпить, ни на себя надеть. Смысл фундаментальной науки появляется только тогда, когда найденное становится инструментом в прикладной науке. И далее в технологии, технике и прочей житейской повседневности.
Что касается философии, то даже её мне нравится рассматривать не в чисто высоко-теоретическом, а в сугубо инструментальном плане. Например, в «фундаментальной» философии есть много интересных вопросов типа «что есть бытие?», «что первично, сознание или материя?», «познаваем ли мир?» и так далее. Теперь включаем инструментальный подход и смотрим, во что превращаются эти вопросы. Внимательно следите за руками. «Как нужно говорить о бытие, чтобы это говорение имело смысл?» Сразу куда-то уходит муть, и начинается разбор конкретных ситуаций, из которых делаются небесполезные выводы. «Как нужно говорить о первичности материи и сознания, чтобы это не было праздным времяпровождением?» После некоторого размышления приходим к выводу, что никак. Отбрасываем этот вопрос как заведомо не способный иметь полезных следствий. Оставляем его на потеху высоким теоретикам. «Как нужно говорить о познаваемости мира, чтобы это говорение не было пустым сотрясанием воздуха?» А вот это уже — совсем другое дело. Из этих рассуждений выводится обоснование всей естественнонаучной методологии. Очевидный профит.
Так что, господа, изучайте что хотите. Хотите — геологию нейтронных звёзд, хотите — внутреннюю структуру чёрных дыр, хотите — скорость света в первые микросекунды существования Вселенной, хотите — богоугодность почитания святых праведников. Нет проблем. Только если претендуете на хоть капельку моего внимания (или денег), будьте готовы внятно объяснить, зачем ваша теория может быть мне полезна в практическом плане.
То есть физика, наша любимая физика, изначально самая честная и чистая из наук о природе, становится не наукой о вещах, которые нас окружают, а системой рассуждений о демонах на кончике иглы.
Удобно и практично, наверно, делать себе научную карьеру на вещах, которые заведомо никто при нашей жизни не сможет пощупать и проверить. Но объясните мне, дураку, почему я не должен это считать мошенничеством?
Изучение свойств чайников Рассела стало популярным способом «научного» заработка…
Вы мне написали ещё один комментарий, но я его здесь не вижу. Но это же не значит, что я его не читал и не могу на него ответить, правда?
Вот это уже совсем другое дело. Что ж, единственное, что мне в данном случае остаётся — это пожелать удачи в этих делах.
Будьте снисходительны. В такой скользкой теме это не "всего лишь", а "аж целых" 10 комментов.
Дело тут в том, что все мы прекрасно знаем, что такое информация. В конце концов, это одно из самых базовых и практически повсеместно используемых понятий. Но это знание у нас имплицитное. А для того, чтобы об этом предмете продуктивно рассуждать, нужно сделать это знание эксплицитным. А для этого нужно выработать адекватный понятийный аппарат. Аккуратно отделить мух от котлет. Пока это не сделано (а это действительно пока что не сделано), у нас при любых попытках обсуждения будет дикая путаница. То котлеты, ползающие по потолку, то поджаристые мухи с корочкой :)
Квантовые вычисления — на редкость любопытная штука. Но раз уж Вы в теме, не сочтите за труд хотя бы намекнуть, какие реальные профиты с неё ожидаются кроме всем известного угробления гражданской криптографии?
Несложно заметить, что существенная часть этих пределов основана на эквивалентности энтропий. Например, предел Бекенштейна, согласно которому разнообразие, запихнутое в некий объём, не может достичь некоего предела без того, чтобы там образовалась чёрная дыра. Это, конечно, впечатляет, но есть серьёзные подозрения, что имеется некоторое количество физических явлений, в которых характеристики естественным образом выражаются вещественными числами. Да, есть вещи, которые только кажутся вещественными, но реально они дискретны (например, электрический заряд), но наверняка есть и такие, которые реально непрерывны. Например, насколько мне известно, направления в пространстве никак не дискретизируются. Энергия, похоже на то, что тоже (фотоны квантуются, и пока фотон жив, о его энергии с абсолютной точностью ничего утверждать нельзя, но когда он гибнет, он отдаёт порцию, выражаемую вещественным числом).
А что такое вещественное число, если его выразить в битах? Это строго бесконечное разнообразие. Которое везде. Которое есть естественное состояние нашего мира. И в микро, и в макро. Целый океан бесконечных разнообразий, и мы естественным образом сами являемся его бесконечно разнообразными частями. И ничего ведь, что интересно, ни в какие чёрные дыры не коллапсирует. Как так получается? Тут определённо есть над чем подумать…
И да, и нет. Палка о двух концах.
Можно ведь принадлежать чему-то большему, можно не принадлежать, а можно иметь удовлетворённой потребность, но фактически не принадлежать. В последнем случае это самообман, который не может продолжаться вечно. Рано или поздно, когда станет понятно, что годы потрачены на самоудовлетворение заменителями, башню сорвёт конкретно. Здравствуйте депрессии, суициды и прочие радости обществ, ориентированных на тотальное удовлетворение потребностей.
Теперь внезапно открылся вопрос, не является ли принцип Ландауэра красивой, но всё же гипотезой, которую пока что просто не было технической возможности хорошенечко экспериментально прощупать.
Может быть, можно вообще по этому поводу ни капли не переживать, и темой «обратимые вычисления» себе голову не забивать?
Ведь зависит. Очень даже зависит. Никак нельзя ввести в рассуждение о количестве информации постоянную Больцмана (которая меряется в джоулях на кельвин) без того, чтобы не приравнять информационную энтропию термодинамической. Сделав это, конечно, следующим шагом мы умножаем получившееся на температуру в кельвинах, и получаем джоули. На редкость простая и незатейливая магия. Потому-то формула и получилась такой красивой. А я-то ещё думал-гадал, каким же таким образом удалось избавиться от некоторой всегда присутствующей в термодинамических системах неопределённости энергии частицы… Да никаким.
В сухом остатке, про принцип Ландауэра можно сказать следующее (поправьте меня, если я не прав):
1. Само по себе требование рассеивания энергии при выполнении необратимого вычисления выглядит разумным, поскольку от необходимости «забывания» данных после манипуляции энергетическими уровнями никуда не деться.
2. Количественная оценка минимально необходимо рассеиваемой энергии верна только при условии истинности гипотезы о равенстве (не просто соответствии, а именно равенстве) термодинамической и информационной энтропий. В любом случае, использование принципа Ландауэра для доказательства истинности гипотезы о соответствии энтропий является недопустимой логической петлёй.
Эх, никому нельзя верить. Ни другим, ни себе, ни, тем более, авторитетному мнению старших товарищей :))
Если бы сейчас был 1961-год и уважаемый господин Ландауэр запостил свою статью не в IBM Journal, а на форум, то суть своей претензии я мог бы выразить примерно таким комментом: «Hey, bro, why do you considered simple binary device as a bistable? What if such device has more then two stable states?»
>> Однако думаю всё это концепции и теории.
Всё когда-то начиналось как концепции и теории ;)
Вообще, сочиняя эту шалость, я меньше всего думал о новых элементных базах (хотя если мобильник будет чуть медленнее разряжаться, то это тоже сладко). Настоящий интерес, конечно, сильно глубже. Дело в том, что принцип Ландауэра [был] самым сильным аргументом в пользу эквивалентности термодинамической и информационной энтропий. Остальные аргументы значительно слабее. Если устраняется фундаментальность принципа Ландауэра, то всё становится намного интереснее, чем было раньше.
2. Да, конечно.
>> Если второе верно — покажите тип памяти (прототип) или логику ваших рассуждений.
Ну Вы прям хотите, чтобы я сразу придумал, рассказал и, желательно, показал действующий прототип нового прорыва в элементной базе. Не требуйте от меня такого ужаса. Я простой скромный программист ;)
Мы все привыкли, что в нашем дивном цифровом мире данные всегда записываются отдельными ноликами и единичками. Настолько привыкли, что воспринимаем это как само собой разумеющийся единственный вариант. Но это, конечно, просто привычка. Следствие того, что двухстабильные потенциальные ямы проще реализуются «в кремнии».
Допустим, результатом вычисления является направление, в котором вылетает фотон. Регистрируем этот результат двумя фотоэлементами. Такая система, как и положено, будет на запись (скорее, на последующее стирание) одного бита тратить минимум kB T ln2 джоуля. Но если фотоэлементов не два, а четыре? А если сто? А если миллион? Количество рассеиваемых джоулей остаётся неизменным, но количество бит уже другое. Для миллиона это почти 20.
Получаем, что переключения «00->01» и «00->10» перестали отличаться друг от друга, но «00->11» по-прежнему особняком. А теперь представьте себе тетраэдр… Намёк понятен?
Помните пожалуйста, что картинка с ямками и холмиками — это всего лишь визуализация. По оси «иксов» у нас совсем не обязательно пространственная координата.
Коварство принципа Ландауэра как раз в том, что требование рассеивания порции энергии при выполнении необратимого вычисления выдвигаются вне зависимости от того, на каких физических принципах реализовано вычисление. Электроника — да, он работает. Какая-нибудь спинтроника или фотоника — тоже. Именно поэтому этот принцип всегда рассматривается как фундаментальное ограничение.
Теперь же понятно, что это никакое не фундаментальное ограничение, и при желании и некоторой сноровке планочку можно понизить в два раза. Или в три. Или, особо исхитрившись, убрать совсем.
Это нас шарик, перекатившись из 00 в 01, потратит энергию на трение и на сопротивление воздуха, и следующую горку уже не одолеет. А в микромире в той конструкции, которая нарисована на рисунке, если шарик имеет энергию, достаточную для преодоления одной горки, он начинает вечно туда-сюда кататься, пока в какой-нибудь из лунок у него энергию специально не отберут.
Это, собственно, и будет тот самый dissipation, который необходим в необратимых вычислениях.