Комментарии 151
Главное, что для передачи информации Алиса совершает работу (по перемещению зонтика) а итоговые данные Боб получает в виде работы света на фотоприемнике.
Таким образом. информацию без носителя и её передачу без работы продемонстрировать не удалось.
Привет дружище ?
Вы уловили ключевой момент. Вся схема строится на том, что Алиса управляет передачей нуля. Передача единицы происходит сама собой, и для Алисы она бесплатна. Именно для передачи нуля Алисе нужно олипнуть от любимой кушетки, добраться до точки А и произвести манипуляцию зонтиком. Всё это, как водится, через совершение Алисой работы. И работа эта делается для того, чтобы прекратить физическое взаимодействие точки А с точкой Б. И уже отсутствие взаимодействия интерпретируется Бобом как «0». У Алисы в точке А инфа «следующая цифра - 0» есть, и она знает, что нужно сделать для того, чтобы Боб правильно интерпретировал сложившиеся в точке Б обстоятельства.
а итоговые данные Боб получает в виде работы света на фотоприемнике
Или в виде отсутствия работы отсутствующего света
А почему Вы считаете наличие света единицей, а не нулём?
Нет. Чтобы передать единицу, надо убрать зонтик. Таким образом у вас фиксированная работа по созданию как фронта, так и спада сигнального импульса. Зная среднее число переключений для белого шума (который, как мы знаем, имеет максимальную энтропию) можно оценить минимальную среднюю работу на передачу одного бита.
А просто перманентная "единица" (как и перманентный ноль) это отсутствие информации.
Все ваши рассуждения строятся на хитрой софистике вокруг понятия "взаимодействие" и попытке загнать читателя в логическую ловушку.
Ну да ладно, я вам предложу другой мысленный эксперимент. Допустим, информация без носителя реальна. Какими органами чувств вы планируете её воспринимать так, чтобы при этом не совершалась физическая работа?
Когда происходит переключение, Боба в точке B или ещё нет, или уже нет. То есть и при переключении взаимодействия Алисы с Бобом не происходит.
Вопрос не в том, совершает или не совершает работу Алиса или Боб. Все совершают. Вопрос про отсутствие физического взаимодействия (т.е. через вещество или энергию).
Кто сказал, что взаимодействие должно быть немедленным и непосредственным? Вещество и энергия вполне могут храниться, дожидаясь получателя.
Даже клинописная табличка, тысячи лет пролежавшая в земле, уже является взаимодействием между человеком, её написавшим, и археологом, её нашедшим. Другое дело, что это взаимодействие медленное, одностороннее и непреднамеренное (разве что на табличке наставления потомкам).
Боб для получения информации о том, че там с зонтиком- использует детектор, этот детектор взаимодействует не с Алисой. И не с Бобом. Этот детектор взаимодействует с фотонами, летящими от Солнца. Когда Алиса передает ноль- она ставит зонтик. И теперь зонтик взаимодействует с фотонами Солнца, в результате чего с ними перестает взаимодействовать детектор Боба. В классическом описании эксперимента фотон бы посылала сама Алиса. А ловил его- сам Боб. Но Вы вынесли отправку фотонов на Солнце, перехват фотонов на зонтик, а прием фотонов- на детектор. И утверждаете теперь, что Алиса не взаимодействует с Бобом? и что наблюдается передача информации без обмена энергией? Мне кажется, Вы недопонимаете ключевые тонкости процесса.
и что наблюдается передача информации без обмена энергией?
Без обмена энергией между Алисой и Бобом. То есть инфа у нас ходит так: Алиса -> Боб.
А фотоны ходят так: Солнце -> Боб.
Заметили разницу?
Вы должны делить систему Алиса на две.
Алиса как тот кто хочет передать информацию, и Алиса, машущая зонтиком, как часть системы передачи информации.
Как только вы правильно все распишите, станет очевидно, что Солнце+Фотоны+ЗонтАлисы - это передача, Глаза Боба - это приемник.
А вы ее исключаете оставляя только Солнце <-> ГлазаБоба, что, очевидно, является ложной моделью. Если бы Алиса не вмешивалась с зонтом, то вы были бы правы. Только как тогда передается информация? )
А Вы замените систему на другую- Алиса говорит Синди, что передать Бобу, Синди передает это Дэниэлу, а Дениэл- передает информацию Бобу. И вообще никаких фотонов не надо, обмена энергией между Алисой и Бобом нет, хотя информация передается письмом с массой. Вы только убеждаете меня в том, что глобально недопонимаете ключевые тонкости процесса. ключевая тонкость- что информация в Вашей системе переносится энергией светового луча, передается путем модуляции потока энергии Алисой, а принимается- путем поглощения этой энергии детектором Боба. А как конкретно организована генерация потока энергии, его модуляция и его поглощение- не суть как важно. Важно- именно создание потока энергии и его поглощение.
Когда происходит переключение, Боба в точке B или ещё нет, или уже нет.
Когда я пишу письмо, адресат ещё не пришел на почту. Что теперь делать?
Но листок бумаги, который вы держите в руке, потом будет держать адресат. Т.е. косвенное (через материальный объект "листок бумаги") взаимодействие есть.
т.е. фотоны не являются материальным объектом?
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.
Тут поинт в том, что фотон, который долетел до Боба, не взаимодействовал с Алисой. А фотон, который взаимодействовал с Алисой, не долетел до Боба. И именно фактом недолёта "передал" информацию.
не вижу разницы. Тут же всё дело в контракте между Бобом и Алисой.
На заборе было написано слово. Однажды Алиса стерла букву Х. На следующий день Боб обнаружил, что на заборе написано УЙ. Это считается "передачей данных без физического взаимодействия" или всё же передачей через материальный объект?
Так так-же и по проводу можно считать отсутствие напряжение нулем, ни генератор, никто не работает.
Для того, чтобы Боб получил «1», Алиса в точку A просто не является. Занимается домашними делами, гуляет где-то в своё удовольствие, чешет своему котику пузико, или вообще спит.
А с чего Боб решил что "1" послала Алиса, а не ... маньяк?
Или "1" передает сама Алиса, но смысл "1" другой - "Боб, у меня украли зонтик!".
Передача единицы происходит сама собой, и для Алисы она бесплатна.
"1" в вашей системе - это состояние неопределенности. Это состояние никакой информации об Алисе и зонтике не передает. Это информация о том что Солнце не погасло, и приемник исправен.
Алиса каждый раз должна приходить и посылать сигнал. Кодированный. Иначе непонятно кто посылает "1". Или даже никто не посылает, просто зонтик сломался.
Слабый аргумент, потому что неопределённость есть всегда. Считали 0 из NAND-ячейки SSD: а мы точно туда записывали 0, а не произошёл пробой ёмкости, прилёт космической ионизирующей частицы, или сбой контроллера?
Считали 0 из NAND-ячейки SSD: а мы точно туда записывали 0, а не произошёл пробой ёмкости
Все верно. Мы узнали только фактическое состояние ячейки. Но не узнали производилась ли запись, и не повредилась ли информация. Для этого нужны дополнительные ячейки - с контрольной суммой, и с флагом выполнения операции записи.
Слабый аргумент, потому что неопределённость есть всегда
Вероятность повреждения информации есть всегда. А неопределенность возникает когда данных недостаточно для правильной трактовки события.
На Алису напал маньяк / она потеряла зонтик - такой же форс-мажор, как пробой ячейки или обрыв дорожки.
"1" в вашей системе - это состояние неопределенности. Это состояние никакой информации об Алисе и зонтике не передает. Это информация о том что Солнце не погасло, и приемник исправен
Есть EEPROM со стиранием страниц. При инициализации все ячейки принимают значение "1", а какие-то выборочно прожигаются с "0". Полный аналог ситуации с Алисой. Но технология промышленная, и никто не говорит, что если в ячейке "1", то мы туда "1" не записывали, а просто сохранили состояние до записи.
"1" в нашей системе это default value. Данные передаются через целенаправленное отклонение от дефолта.
"1" в нашей системе это default value.
Ошибаетесь. default value - это "Алиса в постели" (без подробностей). default value меняется на "Алиса машет зонтом", когда приемник показал "0". Если в течении 24 часов приемник не показывает "0", то устанавливается default value.
Ваша ошибка в том, что вы путаете Информацию и Сигнал. Алиса передает Сигнал, который означает - "смени default value на альтернативный вариант". Это Сигнал. А Информацию Боб получил заранее. Эта полученная заранее Информация позволяет трактовать значение сигнала. Информацией является соответствие "1"="Алиса в постели", "0"="Алиса машет зонтом". Эту информацию Боб уже имел, и никакие действия Алисы эту Информацию не изменят, и ничего к ней не добавят. И наоборот - без этой Информации, "0" и "1" для Боба не будут иметь никакого смысла.
Боб получил сигнал, который означает "Алиса машет зонтом", согласно инструкции о расшифровке сигналов. А вывод о том что Алиса не спит, он сделал сам, на основании информации которую он уже имел - Алиса бессмертна, Алиса не ходит во сне, а значит раз он получил сигнал, значит она сама пришла и помахала зонтом, и это был не зомби и не маньяк.
Для воспроизведения эксперимента в домашних условиях можно взять кота. Когда Алиса приходит домой, она точно знает, что кто-то забыл покормить кошатину.
без всякой магии;
многомировой интерпретации;
просто без привлечения каких-либо законов физики. Всё это как бы намекает на то, что у нас есть система из трёх тел. Алиса, кое-кто и алисина рука. Но мы же не дзен-буддисты, а греко-буддисты. Зачем же кошатинке страдать. Такие дела...
возможность создания канала связи, в котором источник данных не взаимодействует физически с приёмником ни напрямую, ни косвенно.
Ну тут явно подмена понятий. Информация и её передача как была "привязана" к материальному (вещественному или энергетическому) носителю, так и сталось - данный факт (а не миф) опровергнуть не удалось.
Например Вы утверждаете, что
Всякое физическое взаимодействие должно характеризоваться некоторой энергией, и если энергия равна нулю, взаимодействия определённо нет.
Но при этом
Алиса приходит в 11:50 в точку A и перекрывает солнечный луч, например, зонтиком.
Алиса взаимодействует с зонтиком, преграждая путь лучу, т.е. взаимодействует и с лучом, не допуская его попадание в следующую точку, в которой очень даже обладающий энергией и массой луч (или его отсутствие) будет интерпретирован Бобом как переданная Алисой информация.
Пусть Алиса не ставит зонтик, а включает/выключает ("точка А" и "зонтик") напряжение батареи ("точка С") и уходит (или даже так и стоит у рубильника). Боб у вольтметра ("точка Б") делает наблюдения и интерпретирует их как переданную от Алисы информацию. Ни Боб ни Алиса не взаимодействуют напрямую, но информация при этом передаётся через материальный носитель и никак иначе быть не может, как, собственно, и в Вашем мыслительном эксперименте.
Информация и её передача как была "привязана" к материальному (вещественному или энергетическому) носителю, так и сталось
Материальный носитель это в данном случае фотон. На Солнце, где этот носитель возникает, передаваемой инфы нет. Если этот материальный носитель добрался до Боба, значит он не повстречался с Алисой, у которой инфа есть. А если повстречался, то значит не добрался до Боба. Боб ведь не может прочитать инфу с носителя, который до него не дошёл, разве нет?
Пока мы считаем, что фотон несёт в себе информацию, мы имеем здесь неразрешимый парадокс.
Пока мы считаем, что фотон несёт в себе информацию, мы имеем здесь неразрешимый парадокс.
А мы так не считаем. Информацией является факт регистрации фотона или факт отсутствия его регистрации.
Вы почему-то считаете, что "инфа" - это какое-то свойство фотона, которое Боб может считать или не считать. А это ведь не так! инфа- это знание Боба о том, попал в его детектор фотон, или не попал. А узнает Боб о попадании фотона в детектор только в том случае, если фотон провзаимодействует с детектором Боба. Фотон не несет инфу! Инфа- это состояние детектора, а фотон- это состояние меняет! и за изменение этого состояния фотон платит своей энергией и своим существованием.
Вот Вам альтернативный вариант. Алиса запускает зеленые фотоны в Боба. Но у Боба вместо детектора- зеленый лазер! причем, хитрый- кристалл этого лазера накачан энергией, но фотонов в нем нет. И когда фотон от Алисы пролетает через этот предварительно накачанный кристалл- он вызывает в нем вынужденное излучение второго зеленого фотона. На выходе лазера Боба стоит полупрозрачное зеркало, которое пропускает один фотон прямо, а второй фотон- отклоняет вниз, в детектор. И вот в этой ситуации потенциально получается что-то сломать в теории- потому что фотон Алисы вылетает из лазера Боба неизменным и летит дальше! А второй фотон, сгенерированный лазером Боба- летит вместе с фотоном Алисы и ничем от него не отличим (до момента прохождения зеркала)- и мы не можем отличить фотон Алисы от фотона Боба- они эквивалентны! Теоретически возникает ситуация, когда фотон Алисы ни с чем не взаимодействовал, но детектор Боба словил сигнал. Лично мне вообще работа лазера в этом смысле непонятна- с одной стороны, фотоны при любом взаимодействии исчезают, отдавая свою энергию, но с другой стороны, в лазерах фотоны вызывают вынужденное излучение атомов, полностью сохраняя свои свойства и вроде как не взаимодействуя ни с чем. Что именно происходит при вынужденном излучении и чем занимается вынуждающий фотон- непонятно...
Боб ведь не может прочитать инфу с носителя, который до него не дошёл, разве нет?
Другой пример: многоквартирный дом. Алиса включает свет в некоторых окнах и формирует слово. Боб его читает издалека. Есть взаимодействие? А теперь предположим, что свет везде включен, и Алиса выключает свет в некоторых окнах, формируя то же самое слово. По-вашему, уже нет взаимодействия. Хорошо устроились )))
Боб ведь не может прочитать инфу с носителя, который до него не дошёл, разве нет?
Носителем является не фотон а среда распространения фотонов. Она, очевидно, не может не дойти до Боба, а значит, и проблемы нет.
информация при этом передаётся через материальный носитель
Но ведь 0 не передается через материальный носитель. Ничего не "долетает" до точки "B" в случае "передачи" нуля.
По-моему, это похоже на передачу информации по сторонним каналам :)
В принципе да, но тут у нас передача по нормальному прямому каналу. А то, что между Алисой и Бобом не происходит ни прямого, ни косвенного физического взаимодействия - это всего лишь малосущественный нюанс.
Ну не, реально ведь! Как передача через гул вентиляторов или дребезг корпуса компа. Ведь солнечный свет там как гул, а зонтик как регулятор этого гула.
Но взаимодействие происходит, причем именно что косвенно: Алиса взаимодействует на лучи, лучи перестают взаимодействовать на приемник, показания приемника взаимодействуют на Боба.
Вот я сейчас проверял почту, и принял информацию сразу от 8 миллиардов человек. Они мне сообщили - "Мы тебе сегодня не писали". Я хотел разослать им всем такое же сообщение, но подумал - нет, не буду спамить.
Напомнило рассуждения о конструкции вечного двигателя.
И нет, эксперимент не удался, т.к. есть физический контакт (присутствует среда передачи, по которой движется свет), на передачу затрачена энергия (солнце испускает свет), на модулирование тоже затрачена энергия (в канале надо создавать и убирать преграду для фотонов, а на это уходит энергия Алисы)
есть физический контакт (присутствует среда передачи, по которой движется свет)
В случае передачи нуля даже это не обязательно. Потому что когда ноль, никакого света там всё равно не движется.
Налицо обычная модуляция сигнала. Всё по классике, с носителем инфы.
Да, но носитель инфы испускается Солнцем, на котором нет той инфы, которую нужно передать.
Это софистика.
Модуляция канала и создаёт инфу. Подсветка у телека тоже не создаёт инфу, она просто стабильно светит (у дешёвых моделей), но LED-слой на экране модулирует стабильный белый свет и формирует изображение.
Но в телеграфе, например, носитель информации ток, который генерируется генератором тока. В генераторе тока тоже нет никакой информации. Информация модулируется переключателем и отсутствием\наличием сигнала. На другой стороне человек смотрит на лампочку. Вот полная аналогия вашему эксперименту.
Вы же понимаете что описали работу примерно любого канала связи? Там же везде, так или иначе, наличие фотона(ов) <нужной энергии> и его отсутствие и кодируют нолик и единичку. А в случае звуковых волн - наличие или отсутствие более крупных частиц.
Я вам еще подскажу как передавать информацию быстрее скорости света. Пусть Боб будет поставит датчиков по очень длинной линии. Тогда Алиса может размахивать зонтиком паралелльно датчикам Боба и тень от зонтика будет двигаться быстрее скорости света! </s>
Батенька, вы изобрели триод!
А если Алиса в одном случае будет беспорядочно махать зонтиком, а в некоем другом случае махать осмысленно по азбуке морзе, то что получает Боб в том и другом случае? Физика и там и там одна, затраты всего одинаковы, но результат то явно разный, так к чему физическому все таки привязана информация, и что она в таком случае такое?
Ну да. С точки зрения физики забагованная программа ничем не отличается от не забагованной. Но с точки зрения Заказчика почему-то отличается. Наверно Заказчик физику плохо учил.
Совершенно очевидно, что в первом случае информации будет больше, тк энтропия выше. Вот её полезность - отдельный вопрос...
ну тогда в белом шуме будет максимум информации, только вот вопрос, а это точно то, что интуитивно принято понимать под информацией? Не получается ли, что на современном уровне знаний понимание информации так же отсутствует, как и понимание, что такое пространство, энергия, время, ну и собственно само "физическое взаимодействие", как механизм, чего там с чем, как и через что.
Это была отсылка к классике.
Тем не менее получение информации без физического взаимодействия есть, google quantum bomb tester
С квантами любой любитель научпопа может. А тут у нас без квантов, чисто зонтиком.
Как раз в квантовой версии ваш эксперимент был бы интереснее. Чтобы контрфактически передавался не только ноль, но и единица. Схема такая же, как в эксперименте Элицура-Вайдмана. Вместо солнца используется лазер, посылающий единичные фотоны на интерферометр. Алиса как заряженная бомба. Боб как детектор напротив того плеча интерферометра, где находится Алиса. Если Алисы нет на месте - интерферометр работает, Боб не получает сигнала. Если Алиса есть на месте - Боб в 25% процентах случаев будет получать сигнал с противоположного плеча интерферометра и узнает о присутствии Алисы при том, что до самой Алисы фотон не дойдёт. Вот это я понимаю - передача информации без физического взаимодействия! Контрпортацией называется.
Алиса берет в руки 2 зонтика, учит вместе с Бобом семафорную азбуку.. И прошу заметить что прямого контакта между ними нет, ведь Алиса не лупит Боба зонтиком по голове.
Пошел оформлять патентную заявку. Кто там последний, никого? Таки я первым буду!
Комменты не читал, думаю уже всё написали ))) У автора очень странное понятие о физическом взаимодействии )
Но что если фотоны заменить электронами и пустить их по проводу? Более того, Алиса даже не будет сама их запихивать в провод, а боб не будет их собственноручно изымать. Она просто постучит по клавишам, а у боба на экране появятся буковки ))) При этом лично Алиса с Бобом действительно не взаимодействует и даже не сможет его заразить ЗППП и прочими болезнями, а информация будет передана.
Хорошо, расскажите, что такое физическое взаимодействие и чем оно отличается от его отсутствия
Ну так в бытовом плане физическое взаимодействие - это взаимодействие физических объектов в соответствии с физическими законами и закономерностями (пусть даже не все они еще изучены).
В вашем случае Алиса взаимодействует с зонтом -> зонт с фотонами -> фотоны с Бобом (допустим с его глазами). Т.е. взаимодействие Алисы с бобом есть, вполне физическое, но через ряд посредников.
Если же за физическое взаимодействие принимать непосредственно соприкосновение Боба и Алисы, то и обычный их разговор в метре друг от друга будет являться "передачей информации без физического взаимодействия" - прям как у вас в заголовке )))
Вероятно, автор просто решил потролить сообщество жонглированием словами.
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.
здравый смысл нам подсказывает, что, например, нельзя судить человека за убийство нуля полицейских, назначить ему за это ноль лет тюрьмы, но тем не менее повесить на него судимость. Убийство нуля полицейских это «отсутствие события преступления»
Если я правильно понял автора, проводя такую аналогию, получается вот что.
Алиса в 11:50 заложила СВУ на дороге, в 12:00 там проезжала полицейская машина. Произошел хлопок, полицейские погибли. Алиса ни в чем не виновата.
Номер за гранью смерти: передаем бесконечное количество информации без физического взаимодействия
1) Человек А берет любое количество любых носителей информации (флешки, диски, книги), наполняет их информацией и кладет на стол.
2) Человек Б берет носители информации со стола.
Итог: человек А обменялся с человеком Б информацией без какого либо физического взаимодействия с ним.
P.S. Так же нужно отметить что для передачи 1, человеку А ничего не нужно делать, ведь пустой стол это единица, они с человеком Б так заранее договорились.
В фокусе со столом и флешками косвенное взаимодействие было. По уловию задачи косвенное тоже нельзя.
Алиса печатает текст на экране. Боб стоит рядом, смотрит. Получает информацию. Ситуация ничем не отличается от вашей - фотончики с экрана так или иначе летели бы к Бобу, только они модулируются Алисой, ровно так же, как у вас в примере с зонтиком.
У вас тоже было, но вас это не смущает. Я вам открою секрет, но оно весгда косвенное субъект=>носитель/среда=>субъект
Да. Человек А взаимодействует с носителями, человек Б тоже, как и у вас в эксперименте: Алиса взаимодействует (вполне физически) с потоком фотонов (если только этот канал связи не создан для передачи только нулей или только единиц) передавая информацию, а Боб считывает информацию из потока фотонов в определенное время. В вашем примере носителем информации является не сам фотон а их поток, с которым все участники взаимодействуют - фотоны летят = 1, фотонов нет = 0.
Это другая формулировка парадокса Тесея. Является ли "поток фотонов" физическим объектом? А если от него убрать 3 фотона, он будет тем же объектом или другим? Акцент на термине "тот же объект" тут необходим, чтобы понять, с чем именно взаимодействовали Боб и Алиса. С разными объектами? Или с тем же самым?
Решайте в волновой парадигме - проблема исчезнет. Они оба взаимодействуют с полем.
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.
Ну это полное отсутствие понимания темы. Как же так получается - пишет человек вроде нормальные статьи. А потом как выкатит полный бред, ещё и в каждой ветке продолжает поддакивать всем в стиле "Да, но вот у меня немного не то"
Потому что нормальные статьи были о программировании, а "полный бред" - о физике. Закономерно. Увы.
Это статья не о физике
Такая примитивная селекция на профессии пусть остается на школьных уроках "Окружающего мира". У человека в публикациях есть статья о шифровании, должен ли средний/типичный/обычный/(и прочие околоинтуитивные и бесполезные формулировки) знать криптографию?
Тут люди разносторонние, и зачастую способные правильно понять книгу по физике. Или как минимум понять что что-то скорее всего понято неправильно.
А теперь вот он говорит что статья не о физике
Он примитивно рассуждает:
нет носителей - нет взаимодействия
Даже не представляет что разложение физических явлений на отдельные состояния в физике тоже есть(QFT), да и всегда неявно подразумевалось под взаимодействием в целом изменение состояний.
Было бы странно если бы в физике упускались какие то преобразования материи(ведь даже в описанном в статье случае что-то должно поменяться чтобы получатель получил информацию) где не было носителей ни одного из 4 фундаментальных взаимодействий. Тогда получается должно быть 5-ое. Так или иначе сколько бы их не было - это часть физических взаимодействий
И как раз человек принес свое интуитивное понимание передачи информации связанное со специфическим опытом и логика как я понимаю примерно такая
"Электроника потребляет всё меньше, а информации может передавать всё больше"
Тут как-будто был взят математический предел, правда это было сделано подсознательно/интуитивно
P.S.Конечно не утверждаю что я всё правильно подметил на 100%
P.P.S. В целом я о более общей закономерности, например вот
https://habr.com/ru/users/iMonin/publications/articles/
Пишет о физике, но со своими теориями носится которые проверки не выдерживают
Не понял суть Вашего возражения. Я просто поделился наблюдением, что чистые программисты (не имеющие другого технического образования) часто имеют выдающиеся знаниях в криптографии и прочих математических науках, но так же часто ни бельмеса не понимают в физике и прочих естественных науках
Поэтому в том, что человек пишет статьи о криптографии, а потом говорит что статья с разбором физики одного из способов передачи данных - "не о физике", я не нахожу ничего удивительного.
Тут люди разносторонние, и зачастую способные правильно понять книгу по физике.
Я бы не обобщал. Я на Хабре кого только не встречал. А "чистые программисты", которые книжку не по специальности ни разу не открывали, как раз пишут лучшие статьи по специальности.
не должно быть физического взаимодействия при передаче нуля;
не должно быть физического взаимодействия при передаче единицы;
не должно быть физического взаимодействия ни при переключении с «0» на «1», ни обратно
Кажется, что вы нарушили 2 из 3-х своих тезисов.
- У вас есть физическое взаимодействие при передачи ноля (или единицы) - солнечный свет.
Его распространение доносит информацию Бобу о единице/нуле.
То, что эта среда бесплатная для Алисы и Боба - сути не меняет.
- Вы осуществляете физическое взаимодействие для управления фронтом изменения сигнала. Вам надо приложить конкретные физические усилия для постановки зонтика.
То, что после этого зонтик стоит сам и трогать его не нужно, опять же, сути не меняет.
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.
Долго не мог понять, что вам мешает понять то, о чём вам все пытаются сказать. Вроде понял:
Миф о материальной природе информации чрезвычайно популярен и стоек, но легко развенчивается очень простым мысленным экспериментом, демонстрирующим возможность создания канала связи, в котором источник данных не взаимодействует физически с приёмником ни напрямую, ни косвенно.
Для того, чтобы доказать, что при передаче данных между Алисой и Бобом не происходит физического взаимодействия, в предлагаемой схеме:
не должно быть физического взаимодействия при передаче нуля;
не должно быть физического взаимодействия при передаче единицы;
не должно быть физического взаимодействия ни при переключении с «0» на «1», ни обратно.
Это я выделил слова "косвенно". Алиса ПРЯМО не взаимодействует с Бобом, Зато КОСВЕННО она взаимодействует с ним, так как ПРЯМО Алиса взаимодействует на Сигнал (она поглощаяет фотоны зонтиком), который в свою очередь ПРЯМО взаимодействует с Бобом.
Пы.Сы. И да, даже в вашем примере, информация не может передаватьтся быстрее скорости света
Да сразу с нескольких точек зрения.
Во первых, для передачи информации все еще используется физическое взаимодействие - свет. Свет испускается в ходе физического процесса и доходит до Боба.
Если бы не источник света, Боб был бы в тени и не мог бы получить никакой полезной информации.
Соответственно то, что Боб получает 0 от тени, все еще завязано на физическое взаимодействие - ведь он ждет свет.
Во вторых фронт - да, по сути детектируется изменение сигнала, поэтому фронт как бит информации до Боба доходит.
Мне кажется самое главное заблуждение тут в том, что Алиса не взаимодействует со светом, потому что ставит зонтик.
С точки зрения информации девушка Алиса + зонтик это и есть агент "Алиса", зонтик с его физическими свойствами активно улавливать фотоны - это постоянное взаимодействие Алисы с потоком света.
Будучи контрфактическим участником спора, в котором и была заварена эта каша, выскажу своё мнение. Автор поста пытается доказать, что информация нематериальна и не связана с физическим носителем. В данном эксперименте у нас три носителя информации: Алиса (отправитель), луч света (канал связи) и Боб (получатель). Исходный луч света - это поток единиц. Алиса его модулирует, преобразуя биты информации из своего мозга в работу по подъёму себя с кровати и раскрытие зонтика в точке А. Боб получает или не получает единицу (луч света) в указанное время и преобразует этот сигнал в биты информации у себя в голове. Как уже было сказано в предыдущих комментариях, информация почти всегда кодируется наличием или отсутствием сигнала, будь то коммуникация с помощью азбуки Морзе или ноль/единица в ячейке памяти компьютера. Естественно, такую информацию можно прочитать только при наличии у интерпретатора соответствующей инструкции.
Согласно определению из моей статьи, информация является контрфактической величиной, т.е. представляет собой набор возможных состояний её физического носителя. Нельзя сказать, что объект в определённом физическом состоянии несёт информацию, если только он не мог бы находиться в другом состоянии. Я не утверждал, что информация именно материальна, я только написал, что она физична, т.е. может быть описана в рамках физических теорий. В данном примере она очень даже физична. Вот насколько физично значение или смысл этой информации - другой вопрос. Очевидно, без предварительной договорённости между Алисой и Бобом о значении посылаемого сигнала никакого смысла в этом луче или его отсутствии не будет. Но в некоторых случаях информация может иметь значение и без контекста, т.е. содержать универсальное знание, которое может быть прочитано любым интерпретатором.
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".
Физическое взаимодействие всегда должно быть описано в терминах фундаментальных взаимодействий - электромагнитного, сильного, слабого, гравитационного.
Да, это принцип локальности. Некоторые интерпретаторы утверждают, что в квантовой физике он не соблюдается при коллапсе волновой функции или при измерении запутанных частиц. Я с этим не согласен: информация передаётся локально посредством интерференции альтернативных ветвей волновой функции. Если бы Алиса и Боб были кубитами, ваш мысленный эксперимент был бы вариантом бесконтактного измерения, как в эксперименте Реннингера, где отсутствие фотона на ближнем детекторе означает его присутствие на дальнем.
Но Алиса и Боб - не кубиты. Они заранее договорились, что наличие электромагнитного сигнала нужно интерпретировать как 1, а его отсутствие - как 0. В первом случае с сигналом локально взаимодействует Боб, во втором - Алиса. Получается что-то вроде перекрёстного взаимодействия, одна сторона которого реализуется физически, а вторую Алиса и Боб держат в уме (но она тоже записана на физическом носителе - в нейронах мозга).
Передача нуля симметрична относительно фактора "магический экран вокруг точки В". При передаче единицы ситуация симметрична относительно фактора "магический экран вокруг диванчика Алисы".
Ага. Значит, если Алиса и Боб вдруг окажутся по разные стороны горизонта событий, Боб будет получать одни нули или одни единицы. И даже не заподозрит подвоха. Да и просто достаточно, чтобы кто-нибудь случайно прошёл между точками А и Б и заслонил собой свет. Какой-то ненадёжный канал получается, зашумлённый.
Что до физического носителя, о котором вы говорите... Ну да, он нужен. Но иногда нужно как раз его отсутствие.
Здесь мы с вами можем сойтись на том, что информация всё-таки имеет контрфактическую природу. То есть её невозможно описать с помощью динамических законов, предсказывающих, как объекты будут перемещаться во времени и пространстве при определённых начальных условиях. Для объяснения любой подобной ситуации, когда информация кодируется состояниями есть/нет, не обойтись без ссылки на контрфактуалы - то, что могло произойти, но не произошло. Можете называть их нематериальными (с точки зрения наблюдателя), но они имеют физическую природу и подчиняются известным законам физики.
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?
Это всё очень мило, но информацию без носителя в так и не показали. А если есть носитель, то есть и взаимодействие.
Тень - очень странный носитель информации, концептуально похожий на дырку от бублика.
...или от электрона...
Ок, допустим. А свет - не странный носитель? Ладно, давайте пару наводящих примеров дам.
Алиса сранительно быстро машет зонтиком, а Зеемля вращается - чтобы не ходить смотреть всё самому в реалтайме Боб раскатал рулон фотобумаги, и в удобное время читает с него "морзянку".
У алисы есть набор зонтиков в форме букв алфавита, и она их меняет (у Боба, соответственно, матрица из фотодетекторов, [сетчатка глаз тоже подходит сюда]). Мы получаем тени в виде букв. А при совмещении с предыдущим примером - строку текста.
А теперь самая мякотка. Вот у нас книга. В ней буквы. Они черные на белом. Черное поглощает свет. Получается, информация опять содержится в отсутствии света? То же самое на современных дисплеях. Являются ли черные буквы странным носителем информации?
А вот у нас ретро монитор - в нем наоборот светятся буквы на черном фоне - изменилось ли место, где находится информация?
Ну и что? Ну да, если мы можем передавать биты, мы можем передавать также и любую другую оцифровываемую инфу.
Вы не ответили на вопрос.
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.
Вопрос был, что изменится, если мы инвертируем цвет на мониторе (или в любом другом примере из перечисленных).
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.
А где находится?
Ну, это долгая история. Если совсем вкратце, без получателя информации, которому действительно важно, чтобы нолики с единичками не были перепутаны, все эти фотоны (а также случаи их отсутствия) это всё ничего не значащие обстоятельства материального мира.
Это как с относительностью пространства-времени - пока не определён наблюдатель, не определены и свойства.
Для одного сообщение "прибыль миллион" это неожиданно много, для другого это точное соответствие прогнозу (минимум информационной энтропии), а для третьего неожиданно мало. А для четвёртого, который есть кошка главбуха, это сообщение вообще не несёт никакой информации. Понятно объяснил?
Да, отсутствие сигнала является его физически возможным состоянием и может сообщать информацию. Но это не отменяет физической природы информации - она передаётся только там, где носитель в принципе может оказаться, и при условии наличия знания об этом у получателя. Аналогично работают квантовая контрпортация и контрфактические вычисления - важно, чтобы была сама возможность локальной передачи информации. Тень или дырка от бублика - нематериальные, но физические объекты, наряду с квантовыми полями или флуктуациями вакуума. Так почему им не быть носителями информации?
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.
Изобретая всё более эффективные способы наведения тени, мы можем сделать необходимую работу меньшее любой наперёд заданной положительной величины.
Сколь угодно малые величины есть только в математике, в реальном мире энергия передаётся дискретными порциями - квантами. Из формулы Ландауэра W = k T ln2 следует, что энтропия стирания бита информации будет нулевой только при нуле кельвинов, которого достичь невозможно. Это банально третий закон термодинамики. Какие бы мы ни придумывали способы наведения тени, а предел Ландауэра преодолеть не получится, даже на квантовом компьютере.
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.
Действие не может быть меньше постоянной планка.
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.
Приходите, когда подучите физику.
Кстати о тенях. В знаменитом двухщелевом эксперименте на экране есть области, которые освещены, когда открыта только одна щель, и затемнены, когда открыты обе. Получается, что добавление ещё одного источника света препятствует попаданию света в эти области - происходит интерференция. Вот если в таком месте поставить датчик (Боба), мы сможем определить, что щель открыта, по отсутствию света. Очевидно, на открытие или закрытие щели Алисе нужно затратить энергии не меньше энергии фотона, который через неё проходит - здесь она работает почти как демон Максвелла. И на данном примере ясно, что источником информации является не источник фотонов, а именно Алиса, открывающая или закрывающая щель. Но переносчик информации - это "теневой" фотон, не попадающий в точку экрана, куда он мог бы попасть при отсутствии интерференции. Возможна ли квантовая интерференция на макроскопических масштабах - вопрос спорный, но сам принцип передачи информации у вас аналогичен.
Затраты на регулирование могут быть меньше регулируемой энергии. Сколь угодно меньше
В вашем примере, как уже было показано, затраты намного больше. Законы сохранения ещё никто не отменял.
Вы говорите о пределе Ландауэра как о непреложной истине, по которой современной наукой достигнут консенсус, но, боюсь вас огорчить, это не так.
Конечно, непреложных истин не бывает. Но это не мешает достичь консенсуса, если есть теория, которая объясняет всю совокупность экспериментальных фактов лучше, чем конкурирующие с ней гипотезы. В 2018 г. уже было показано, что принцип Ландауэра распространяется даже на квантовые компьютеры. Вот если выйдет публикация с опровержением, где экспериментально докажут, что принцип Ландауэра нарушается - тогда можно будет дискутировать и искать альтернативные объяснения.
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.
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 нас часто подводит. Кажется, что щёлкнуть выключателем или открыть кран легко, а сколько для этого нужно послать нервных импульсов, сократить мышц и потратить молекул АТФ, никто не задумывается.
Давайте, убедите меня в том, что педаль газа в автомобиле работает по тому же принципу, что и педаль велосипеда.
Педаль газа всего лишь регулирует подачу топливно-воздушной смеси в камеры сгорания, а всю работу совершает двигатель.
Ничтожно малые воздействия с течением времени способны вызывать огромные последствия
Это не совсем правильная интерпретация эффекта бабочки. Там нет прямой причинно-следственной связи между взмахом крыла и ураганом. Сама по себе бабочка не вызывает ураган, она лишь оказывается в нужное время в нужном месте и запускает цепочку атмосферных событий, детерминированных совсем другими факторами. На месте бабочки может оказаться стрекоза или майский жук, последствия будут такими же.
Не всё у нас квантуется. Например, не квантуются направления
Конечно не всё. Не исключено, что и пространство-время не квантуется. Даже квантовая информация (!) не квантуется, как это ни парадоксально. А вот энергия точно квантуется.
Про квантового Ландауэра напишу в следующей статье. А вы про меры сложности уже читали?
Сейчас почитаю.
Кстати, напомните, а почему мы упёрлись в этого Ландауэра? Он ведь, говорят, про стирание данных. Если Алиса стирать не будет, а будет оставлять копию переданного себе, это поможет ей поднырнуть под предел Ландауэра?
Предел Ландауэра говорит о том, что любая обработка информации (вычисление) невозможна без затрат энергии и увеличения энтропии. Обратимые вычисления без стирания информации тут вряд ли помогут, они будут только наращивать количество задействованных битов. Настоящая обратимость возможна только на квантовом компьютере, но там действует теорема о запрете клонирования - не сможет Алиса оставить копию переданного кубита себе.
Пусть Алиса попробует передать Бобу несколько отдельных сообщений, каждое из несколько нулей подряд. А Боб, не взаимодействуя с Алисой, пусть попытается понять, где информация передаётся, а где попросту отсутствует.
Миф о материальной природе информации чрезвычайно популярен и стоек, но легко развенчивается очень простым мысленным экспериментом, демонстрирующим возможность создания канала связи, в котором источник данных не взаимодействует физически с приёмником ни напрямую, ни косвенно. Притом, в отличие от многих других мысленных экспериментов, например, демона Максвелла, этот будет легко воспроизводимым любым желающим в бытовых условиях.
Некоторые замечания методологического характера.
Мысленные эксперименты в физике имеют смысл, когда привязываются к твердо установленным физическим закономерностям в рамках некоторой теории. Достаточно вспомнить парадокс ЭПР в области КМ имевший результативное экспериментальное последствие в виде подтверждения кв. запутанности. Причем концептуальные модели теорий должны носить комбинированный (конструктивный) характер. Это относится к мысленным экспериментам в КМ, которая основывается на корпускулярно-волновом дуализме, и парадоксам теории относительности, которая основывается на модели пр.-временного континуума (парадокс близнецов, и др.). Фактически это следствие методологического принципа дополнительности (конструирования) описаний, основанных на классических концептах, который исходно ввел Бор в период разработки основ КМ. В классических теориях парадоксы (мысленные эксперименты) вроде демона Максвелла обычно связаны с недопониманием в рамках самих концептуальных моделей теории, которые со временем находят логичное объяснение. Это не относится к парадоксам связанным с математическими моделями физических теорий, поскольку сама математика исходно носит конструктивный характер. Достаточно вспомнить парадоксы связанные с сингулярностями в ОТО, которые привели к открытию ЧД и теории БВ. В КТП сингулярности устраняются путем экспериментальной перенормировки, пока они не нашли удовлетворительного теоретического объяснения. Видимо нужно ждать появления новой подтвержденной и общепринятой теории субквантового уровня (или КТГ).
В рамках какой теории автор проводит описанный в статье мысленный эксперимент? Упоминаются каналы связи, источники и приемники. Это намекает на классическую теорию информации (связи) Шеннона. Может ли она содержать парадоксы? Поскольку это классическая теория, то связанные только с недопониманием концептуальной модели самой теории. Действительно, канал связи, как это изображается на схемах, со всеми составляющими обычно реализуется только в искусственно созданных технических системах. Это обобщение проведенное Шенном различных случаев передачи информации. В природных и социальных явлениях могут быть самые различные варианты передачи, когда его отдельные составляющие отсутствуют, смешаны, а сам канал носит составной, цепочный характер. При этом носители информации могут меняться с перекодировкой и потерей информации связанной с помехами, как в случае, например, египетских папирусов. Для описания таких случаев в рамках теории необходимо восстанавливать звенья всей цепочки передачи. Наглядным примером природного канала связи могут служить геологические слои породы образовавшиеся в далеком прошлом, см. картинку и пояснения в этом коменте. Другой пример сложного канала связи чтение романа "Война и мир" Толстого. Читатель, как приемник, получает сообщение отправленное автором давно почившим в прошлом. В обоих примерах источники не взаимодействуют напрямую с конечными приемниками, а в первом источник даже не человек, а геологические процессы. Зато присутствует огромное число звеньев с промежуточными каналами, источниками, приемниками, преобразованиями, и тд. Но говорит ли это о том, что на каком то этапе переносимая информация не имела физического носителя и затрат энергии? Нет. Эти примеры более сложные случаи нежели автор стать приводит в своем мысленном эксперименте.
Миф о (кажущейся) идеальности информации в рамках классической теории может быть следствием миниатюрности некоторых носителей информации - генетической и нейронной активности, как примеры.
Однако классическая теория информации является наиболее проверенной практикой применения теорией количественного (синтаксического) аспекта информации, и не касается ее качественного, содержательного аспекта, см. эту статью с классификацией. Этот аспект также часто называют семантическим, смысловым в применении к человеку. Пока отсутствует полная, общепринятая теория этого аспекта информации, имеются лишь частные наработки. В общем случае такая теория должна носить конструктивный характер, объединяя количественную и качественную стороны информации, в соответствии с принципом дополнительности. Причем мат. модель теории информации Шеннона должна быть классическим предельным случаем мат. модели этой общей теории, в духе методологического принципа соответствия, при игнорировании содержательной стороны информации. Так же как мат. модель классической механики является предельным случаем мат. моделей КМ и ТО при критических значениях определенных параметров.
Какие концепты должны быть объединены в этой теории? Если в количественном (синтаксическом) аспекте это должны быть физические носители информации, учитывающие квантовую природу носителей, то в содержательном отношении, вероятно, судя по публикациям, должно быть некоторым обобщением корреляционных отношений в определенных контекстах (1, 2). В этой новой теории может быть вполне корректно поставлен вопрос о некоторой форме идеальности информации в определенных условиях, но на ином уровне понимания реальности, нежели имеется сейчас. Почему? Потом как уже сейчас возникла проблема связанная с информационным парадоксом ЧД над решением которого ломается немало копий. А как с информационными процессами происхождения самой Вселенной? Ответ была в низкоэнтропийном состоянии вряд ли является исчерпывающим. Хотя ментальные явления имеют нейронные корреляты пока до конца не объяснена природа квалитативных состояний и их происхождения. Информационный подход представляется наиболее адекватным для объяснений в этой области.
Автор статьи может заявить, что его мысленный эксперимент выходит за рамки классической теории информации, и требует привлечения новых представлений. Что же.. будет интересно узнать каких.
Как бальзам на душу. Текст, достойный отдельной статьи.
Спасибо за обстоятельный комментарий. Позволю себе тоже немножко замечаний методологического характера.
Мысленный эксперимент это всегда провокация, игрушка, интеллектуальная забава. Люди ими занимаются не для того, чтобы донести до широкой общественности сияющие незыблемые раз и навсегда "твёрдо установленные закономерности". Всё с точностью до наоборот - взять какую-нибудь очевидную истину, по которой давным-давно достигнут консенсус, и её расшатать. Вывернуть её наизнанку, продемонстрировать её несостоятельность. Сделать это максимально цинично. Ну и, естественно, за это отхватить.
Для примера вспомните тот самый ставший классикой жанра мысленный эксперимент Галилея с двумя предметами, лёгким и тяжёлым, связанными верёвочкой. Представляю себе, какой тогда поднялся, извините за выражение, срач вокруг этого. Во-первых, этот эксперимент ненаучен. Напомню, что в те времена основу научного метода составляло толкование библейских текстов, а тут какая-то смехотворная верёвочка, да ещё и выдуманная. Предельно низкий технический уровень. Обоснование цитатами из священного писания целиком отсутствует. Во-вторых, очевидная чушь. Любому ребёнку, да что там ребёнку, даже ишаку понятно, что чем предмет тяжелее, тем его сильнее тянет вниз, и что чем сильнее что-то тянешь, тем оно быстрее движется.
Впрочем, в тот раз возмутитель спокойствия легко отделался. На подвал и в пожизненное он пошёл за другое.
Классическая теория информации, о которой вы говорите, конечно, мощная и полезная штука. Мы, технари, пользуемся ей каждый день. Она у нас на кончиках пальцев. Рабочий инструмент. Если что-то нужно закодировать и передать или сохранить, байтики подсчитываются сразу, не приходя в сознание. Но также оказывается весьма полезным навык отличать данные, о которых рассказывает теория информации, от собственно информации. И даже уметь проводить тонкое, но тем не менее концептуально важное различие между данными и физической основой, на которой они реализуются. Что до мысленного эксперимента с зонтиком, то он как раз про некоторые забавные аспекты, проистекающие из различия понятий "данные" и "физический носитель". Данные, оказывается, можно извлекать не только из имеющегося в наличии физического носителя, но и из факта его отсутствия. Данные, оказывается, можно передавать не только участвуя в процессе передачи сигнала, но и через сознательное самоустранение из этого процесса. Скомбинировав это вместе и применив первое для ноля, а второе для единицы, получаем схему с зонтиком.
Информация в том смысле, в котором этот термин понимаю я, в эксперименте с зонтиком осталась вообще за кадром. Нам в данном случае всё равно, что за инфу передаёт Алиса и с какой целью её принимает Боб. Как говорит Лучано Флориди, информация должна быть "очёмной". От себя добавлю: и "зачемной". Я бы даже сказал, что очёмность всегда неминуемо сводится к зачемности. Эти аспекты для демонстрации эффекта были лишними, поскольку сказка была не про информацию, а про данные.
Тщетность попыток отыскать физическую природу информации во многом как раз объясняется зловредностью этого самого вопроса "зачем". На вопросы "почему" и "как сделать так, чтобы..." физика отвечать умеет, но вопрос "зачем" ей by design ортогонален. Из этого вовсе не следует, что для поиска ответов нам нужно вернуться к священным писаниям. Просто нужно для начала хотя бы самим себе объяснить, что тот радикальный физикализм, который сейчас является безраздельно господствующим мировоззрением, эффективно закрывает возможность найти ответы на некоторые действительно важные вопросы. В частности, на вопрос о природе сознания.
Мысленный эксперимент это всегда провокация, игрушка, интеллектуальная забава. Люди ими занимаются не для того, чтобы донести до широкой общественности сияющие незыблемые раз и навсегда "твёрдо установленные закономерности".
Принципиально нового знания в них не получить, только непроясненное в пределах той области в которой они формулируются, как в хрестоматийном случае парадокса ЭПР. Новое знание можно получить только в экспериментах и наблюдениях с помощью новых средств. Что касается Галилея, то он ставил свой мысленный эксперимент на новом методологическом уровне в сравнении с аристотелевским, который сам и создавал, см. эти статьи 1, 2. Аристотелевская физика, и вообще наука, была во многом наблюдательной, замешанной на мифологию (в значительной степени антропоморфной, сейчас когнитивные исследования проясняют эти механизмы; весьма интересная область исследований когнитивного ядра познания - кратко (перевод), функции которого можно рассматривать, как отсылку к априорным формам в теории познания Канта), галилеевская больше завязана на опыт и рациональное мышление с привлечением математических методов.
Напомню, что в те времена основу научного метода составляло толкование библейских текстов, а тут какая-то смехотворная верёвочка, да ещё и выдуманная. ... Обоснование цитатами из священного писания целиком отсутствует.
Научного метода, в современном понимании, тогда еще не было, была схоластика. Считается, что именно Галилей заложил его основы, а теоретическую базу подвел Бэкон. Тогда же появились представления об объективности в науке.
Классическая теория информации, о которой вы говорите, конечно, мощная и полезная штука. Мы, технари, пользуемся ей каждый день. Она у нас на кончиках пальцев. Рабочий инструмент.
То есть признаете, что оперируете в рамках теории связи Шеннона, ее современного уровня?
Но также оказывается весьма полезным навык отличать данные, о которых рассказывает теория информации, от собственно информации. И даже уметь проводить тонкое, но тем не менее концептуально важное различие между данными и физической основой, на которой они реализуются.
Или все таки нет? С привлечение других теоретических представлений связанных с качественной, содержательной стороной информации? Или это что-то собственное, интуитивное?
Что до мысленного эксперимента с зонтиком, то он как раз про некоторые забавные аспекты, проистекающие из различия понятий "данные" и "физический носитель". Данные, оказывается, можно извлекать не только из имеющегося в наличии физического носителя, но и из факта его отсутствия. Данные, оказывается, можно передавать не только участвуя в процессе передачи сигнала, но и через сознательное самоустранение из этого процесса. Скомбинировав это вместе и применив первое для ноля, а второе для единицы, получаем схему с зонтиком.
Если только в рамках теории информации, то люди с их сознательной деятельностью, Боб и Алиса, могут присутствовать в таких схемах чисто условно. Они должны быть представлены нейронными каналами связи, сенсорными, связанными с мышлением и поведением, в которых передача сигналов осуществляется нейронными импульсами и нейромедиаторами. Внешний канал световой, в котором передача может кодироваться разными способами использующими свойства света, включая уровнями интенсивности, включая нулевой уровень.
Информация в том смысле, в котором этот термин понимаю я, в эксперименте с зонтиком осталась вообще за кадром.
В понимании теории информации? Или за ее пределами в качественной стороне? Или в некотром интуитивном, до конка не сформулированным, собственном?
Как говорит Лучано Флориди, информация должна быть "очёмной". От себя добавлю: и "зачемной". Я бы даже сказал, что очёмность всегда неминуемо сводится к зачемности.
Лучано о содержательной стороне, вы видимо, о прагматической, целесообразной. Есть такие теоретические представления, но это скорее прикладные аспекты информации, надстроечные. Хотя они двигали эволюцию и социо-культурное развитие.
Эти аспекты для демонстрации эффекта были лишними, поскольку сказка была не про информацию, а про данные.
Значит все же вы видите свой эксперимент только в рамках количественно теории информации?
Тщетность попыток отыскать физическую природу информации во многом как раз объясняется зловредностью этого самого вопроса "зачем".
Как раз физическая природа, в значительной степени, понятна - фотоны, электрические импульсы, сложная химия. А вот содержательная сторона и прагматическая это больше область исследования наук о жизни.
Просто нужно для начала хотя бы самим себе объяснить, что тот радикальный физикализм, который сейчас является безраздельно господствующим мировоззрением, эффективно закрывает возможность найти ответы на некоторые действительно важные вопросы. В частности, на вопрос о природе сознания.
Физикализм все же не примитивный материализм, в нем допускаются нередуктивные подходы к объяснению сложных явлений. В частности, метастабильные состояния и нелинейная динамика в мозге (1, 2, для примера), которые, потенциально, могут объяснить многие свойства ментальных явлений, их динамичность, достаточный уровень автономности, возможно, обратную причинность, как упоминал в этом коменте. Потенциально, вплоть до квантовых механизмов, о чем мечтал еще Г. Стэпп. Что касается природы самой ментальности, субъективного опыта, то в когнитивных исследованиях твердо наметился сдвиг в сторону их рассмотрения, как прогностических, байесовских, см. этот комент о связи с информационным подходом (речь именно о содержательной стороне информации). Прогностическая модель это не одна из традиционных моделей сознания, как отображений, она намного более гибкая, и позволяет найти объяснение многим его свойствам. Это подход проникает и на методологический уровень, см. одну из последних публикаций Метцингера.
Научного метода, в современном понимании, тогда еще не было, была схоластика.
Лет через 500 ровно то же самое будут говорить про наше время.
Не будут. Разница качественная, а не количественная.
Не думаю. Так же как классическая физика, и классическая наука вообще, предельные случаи соответствующих современных разделов науки подчиняющихся принципу соответствия, так и современные будут подразделами, при критических значениях некоторых параметров, будущих достижений - теории великого объединения, или, чего-то подобного. Надеялись на ТС, но они пока не оправдались. Почему? Потому, как она противоречит научной методологии. Грубо говоря, она сильно схоластична) У нее нет самостоятельных эмпирических оснований. В свое время методологи ТС сильно пытались доказать, что времена эмпирических оснований новых фундаментальных физических теорий отходят в прошлое. Дескать, достаточно уже имеющихся знаний и универсальности мат. методов, см. эту публикацию. Похоже нет, это время еще не настало, и эмпирические основания все еще требуются.
Однако, как кажется возможны проблемы с ограниченными когнитивными возможностями человека, доставшиеся нам в наследство от эволюции, в процессе неограниченного познания, и соответственно торможение темпов развития науки (некоторые исследователи указывают на возможно уже наметившиеся признаки такой стагнации). С одним пользователем, убежденным идеалистом по взглядам, как-то обсуждали эту тему, см. комент, если есть время и интерес, он длинный.
Возвращаясь к теме нематериальности информации, возможно в каких-то формах такое представление может быть востребовано в перспективе. Развитие науки и вообще культуры, с точки зрения процесса познания, пока подтверждает видение философии познания Канта. А она в мере реалистическая, в меру трансцендентная, в меру агностическая, но главное, не накладывает принципиальных ограничений на сам процесс познания, только определяет условия его возможности.
Спасибо за публикацию! Комментарии были интересны.
Возвращаясь к теме нематериальности информации, возможно в каких-то формах такое представление может быть востребовано в перспективе.
По своему опыту скажу, что именно такая раскладка - информация, данные, сигнал - очень помогает сеньорить в айтишечке. В особенности привычка при работе с данными понимать, что они ещё не есть информация. Для того, чтобы они в нужный момент становились информацией (ведь в этом-то и смысл всей затеи), ты должен позаботиться о том, чтобы не потерялся контекст. Вы себе не представляете, сколько человечество уже накопило цифрового мусора - данных, которые уже никогда не станут информацией потому что контекст уже потерян.
Удобный, компактный, непротиворечивый и в достаточной степени универсальный понятийный аппарат - серьёзное подспорье в работе, помогающее делать меньше ошибок и создавать более полезные и устойчивые инфосистемы.
Что интересно, такое видение неплохо совпадает со стихийно сложившейся практикой. Например, в базах данных мы храним именно данные, проблемы с приёмом сигнала WiFi именно про сигнал, а информационные панели действительно информационные.
Если квантовые физики хотят отобрать у айтишников понятие "информация" и монополизировать его для каких-то своих загадочных нужд, что ж, ветер в спину и барабан на шею. Что бы они там ни нафантазировали о том, чем на самом деле является информация, всё равно, если это неприменимо в информационных технологиях, перспективы всё равно отсутствуют.
Есть различные классификации этих понятий, включая похожие на приведенную вами. Однако эти варианты можно считать также некоторыми уровнями информации особенно, если пытаться понять эволюционное происхождение этого феномена. Тогда возникает и физический уровень описывающий ее количественные характеристики и связь с остальной физикой. Противоречий нет. Это существенно междисциплинарная проблема.
Надеялись на ТС, но они пока не оправдались. Почему? Потому, как она противоречит научной методологии.
Я бы сказал подругому: ТС в имеющемся виде - не научна (по Попперу). Но возможно, её можно как-то доработать, чтобы она стала научной.
Интересная тем. В целом согласен, но есть нюансы. Критерий Поппера хорош в применении к проверкам новых теорий в рамках наук, но когда речь идет о фундаментальных физических теориях меняющих сами науки, то возникают противоречия. Например, некто выдвинул новую теорию объясняющую все наблюдаемые свойства сверхпроводимости, включая высокотемпературную. Такой прикладной теории еще нет, есть только различные приближения. В этом случае можно выдвинуть идею эксперимента в рамках существующей кв. теории, который возможно трудноосуществим, но позволяет фальсифицировать эту новую теорию в рамках этой общей (фундаментальной) теории. А как быть с опровержением самой кв. теории, в объеме КТП (в форме СМ)? Выдвигаются различные предложения по ее опровержению, но никто не гарантирует, что это сработает, т.к. они основаны фактически на тыкании пальцем в небо) Субквантовой теории, которая бы позволила обоснованно выдвинуть идею такого эксперимента еще нет. Но если такая теория уже была бы и она была подтверждена и общепринята, то идея такого эксперимента была только еще одного эксперимента по опровержению СМ. Хотя точно по Попперу. В этом противоречивость ситуации. Это мы и видим на практике, масса всевозможных гипотетических предположений по проверке СМ пока не смогли опровергнуть ее, и канули в лето.
По методологии научного метода, как и было раньше, надежда только на случайный экспериментальный результат или наблюдение, которые будут противоречить этой фундаментальной теории (Ст. модели) напрямую. Примеры из истории. Неожиданные результаты опытов Майкельсона-Морли, которые впрямую противоречили классической механике, хотя проверяли другую теорию (эфира). Или неожиданное наблюдение за отклонением смещения перигелия Меркурия, которые впрямую противоречили ньютоновской теории гравитации. Так было и для других фундаментальных теорий физики, надежда на случай, неожидаемый исход. Классический пример случайное открытие радиоактивности, послужившее одной из основ современной атомной и ядерной физики. Не путать с подтвердившимися предсказаниями самих проверенных теорий, типа открытия ЧД или античастиц, это другой случай. Критерий Поппера в случае фундаментальных теорий слабый, больше надежд на случайный эмпирический поиск и новые наблюдения. Так устроена реальность. Важно только помнить именно о прямом противоречии существующим фундаментальным теория. Новые явления могут открываться, наблюдаться, не объясняться этими теориями, но и не противоречить им. Наглядные примеры таких явлений ТМ и ТЭ.
Но возможно, её можно как-то доработать, чтобы она стала научной.
ТС семейство математических моделей без самостоятельной физической концептуальной модели твердо основанной на новых экспериментальных результатах. Сейчас это выглядит псевдофизической интерпретацией этих мат. моделей, и является тем же тыканьем пальцем в небо, только в области теории, а не эксперимента. Подтвержденной (верифицированной) она станет тогда, когда ее предсказания подтвердятся. Периодически такие публикации появляются, но пока не находили подтверждения. Либо в ее рамках будет найдено противоречие в СМ, которое подтвердится в экспериментах. Это уже сценарий фальсификации по Попперу, как в случае поиска суперсимметрии. Но он слабый в таком сценарии, т.к. опять надежда на случай. Суперсимметрия пока не подтверждается, см. как меняется тон коментов к статье) Это специфика именно новых фундаментальных представлений. Иначе не было никаких проблем с физическим познанием, и другими тоже. Все предсказывалось бы исходя только из существующего уровня знаний.
Подтвержденной (верифицированной) она станет тогда, когда ее предсказания подтвердятся.
Насколько я знаю, в тех вопросах, которые мы в настоящее время можем проверить, её предсказания не расходятся с предсказаниями существующих теорий. Поэтому, что она есть, что нет. А для проверки того, что она предсказывает иначе - требуются безумные энергии.
Смертельный номер: передаём данные без физического взаимодействия