Теория конструкторов - Constructor theory

Теория конструкторов это предложение нового способа объяснения в фундаментальной физике, впервые изложенное Дэвид Дойч, а квантовый физик на Оксфордский университет, в 2012.[1][2] Теория конструкторов выражает физические законы исключительно в терминах того, какие физические преобразования или задачи возможны, а какие невозможны и почему. Допуская такие контрфактический формулировок фундаментальной физики, она позволяет выражать новые физические законы, например законы конструкторской теории информации.[3][4]

Обзор

Фундаментальными элементами теории являются задачи, т. Е. Абстрактные спецификации преобразований в терминах входных / выходных пар атрибутов. Задача невозможна, если существует закон физики, запрещающий ее выполнение с произвольно высокой точностью, и возможно иначе. Когда это возможно, тогда конструктор поскольку он может быть построен, опять же, с произвольной точностью и надежностью. Конструктор - это объект, который может вызвать выполнение задачи, сохраняя при этом возможность вызывать ее снова. Примеры конструкторов включают Тепловой двигатель (термодинамический конструктор), катализатор (химический конструктор) или компьютерная программа контроль над автоматизированный factory (пример программируемого конструктора).[3][4]

Теорию разработали физики. Дэвид Дойч и Кьяра Марлетто.[4][5] Он объединяет идеи из разных областей, включая термодинамика, статистическая механика, теория информации и квантовые вычисления.

Квантовая механика и все другие физические теории считаются дочернее предприятие теории, и квантовая информация становится частным случаем суперинформация.[4]

Кьяра Марлетто конструктор теория жизни основан на теории конструкторов.[6][7]

Мотивации

Согласно Дойчу, современные теории физики, основанные на квантовая механика не объясняют адекватно, почему некоторые преобразования между состояниями бытия возможны, а некоторые нет. Например, капля красителя растворяется в воде, но термодинамика показывает, что обратное превращение, когда краситель снова собирается вместе, фактически невозможно. Мы не знаем на квантовом уровне, почему это должно быть так.[1] Теория конструкторов обеспечивает пояснительную основу, основанную на самих преобразованиях, а не на компонентах.[3][4]

Информация обладает тем свойством, что данное утверждение могло сказать что-то еще, и одна из этих альтернатив была бы неверной. Говорят, что неверной альтернативой является "контрфактический ". Обычные физические теории не моделируют такие опровержения. Однако связь между информацией и такими физическими идеями, как энтропия в термодинамической системе настолько сильны, что иногда их идентифицируют. Например, площадь черная дыра с горизонт событий является мерой энтропии дыры и содержащейся в ней информации. Теория конструкторов - это попытка преодолеть этот пробел, предоставляя физическую модель, которая может выражать противоречия, что позволяет рассматривать законы информации и вычислений как законы физики.[3][4]

Контур

В теории конструкторов преобразование или изменение описывается как задача. А конструктор это физическое лицо, способное многократно выполнять данную задачу. Задача возможна только в том случае, если существует конструктор, способный ее выполнять, иначе это невозможно. Для работы с теорией конструкторов все выражается в задачах. Свойства информации затем выражаются как отношения между возможными и невозможными задачами. Таким образом, контрфактические утверждения являются фундаментальными утверждениями, а свойства информации могут быть описаны физическими законами.[4]Если в системе есть набор атрибутов, набор перестановок этих атрибутов рассматривается как набор задач. А вычислительная среда это система, чьи атрибуты меняются, чтобы всегда создавать возможную задачу. Набор перестановок, а следовательно, и задач - это набор вычислений. Если возможно скопировать атрибуты из набора вычислений, среда вычислений также является информационная среда.

Информация или данная задача не зависят от конкретного конструктора. Подойдет любой подходящий конструктор. Эта способность информации переноситься в различные физические системы или носители описывается как совместимость, и возникает как принцип, согласно которому комбинация двух информационных носителей также является информационным носителем.[4]Среды, способные выполнять квантовые вычисления, называются суперинформационные СМИ, и характеризуются специфическими свойствами. Вообще говоря, определенные задачи копирования по своему состоянию - невыполнимые задачи. Утверждается, что это порождает все известные различия между квантовой и классической информацией.[4]

Рекомендации

  1. ^ а б Небеса, Дуглас (6 ноября 2012 г.). «Теория всего говорит, что вселенная - это преобразователь». Новый ученый. Информация о компании Reed. Получено 11 января 2016.
  2. ^ Мерали, Зея (26 мая 2014 г.). «Мета-закон, чтобы управлять ими всеми: физики разрабатывают« теорию всего »"". Scientific American. Издательская группа Nature. Получено 11 января 2016.
  3. ^ а б c d Deutsch, D .; Марлетто, К. (17 декабря 2014 г.). «Конструкторская теория информации». Труды Королевского общества А. 471 (2174): 20140540. arXiv:1405.5563. Bibcode:2014RSPSA.47140540D. Дои:10.1098 / rspa.2014.0540. ЧВК  4309123. PMID  25663803.
  4. ^ а б c d е ж грамм час я Deutsch, D .; Марлетто, К. (24 мая 2014 г.). «Зачем нам реконструировать Вселенную». Новый ученый. С. 30–31.
  5. ^ «КОНСТРУКТОРНАЯ ТЕОРИЯ: Разговор с Дэвидом Дойчем». Край. 22 октября 2012 г.. Получено 20 июля 2014.
  6. ^ Марлетто К. (14 января 2015 г.). «Конструкторская теория жизни». Журнал интерфейса Королевского общества. 12 (104): 20141226. arXiv:1407.0681. Дои:10.1098 / rsif.2014.1226. ЧВК  4345487. PMID  25589566.
  7. ^ Марлетто, Кьяра (16.07.2015). «Жизнь без дизайна». Эон. Aeon Media Pty Ltd. Получено 2016-05-23. Теория конструкторов - это новое видение физики, но она помогает ответить на очень старый вопрос: почему вообще возможна жизнь?

Библиография

внешняя ссылка