Представления о мире скоро кардинально изменятся.
Шквал прорывов в «термодинамике вычислений» несет новое видение законов возникновения и эволюции жизни в мире, который все же оказывается компьютером.

Ускорение прогресса науки и технологий огромно. Предпринятые в начале ХХ в. попытки представить мир через 100 лет, сегодня трогательны и смешны.
Сегодня же, пытаясь предсказать мир всего на 10 лет вперед, мы не менее смешны в своей наивной простоте экстраполяции видимых нами трендов и темпов.

Причина даже не в жутком ускорении темпов развития отдельных наук (в 5, 10, 100 раз). Причина в том, что прогнозы не учитывают характер ускорения междисциплинарных областей, где рост скорости развития области определяется умножением скоростей входящих в нее наук (в 5х5х5х5, 10х10х10х10 и т.п.)

Одной из таких самых фантастических областей стала «термодинамика вычислений», в которую входят элементы статистической физики, информатики, клеточной биологии и, возможно, даже нейробиологии.

«Термодинамика вычислений», в свое основе, отталкивается от работ моего великого коллеги по IBM Рольфа Ландауэра, еще в 1961 предположившего физическую суть информации, требующую потерь тепловой энергии при стирании всего одного бита (FYI мало кто знает, что Ландауэр также предсказал тупик в построении квантовых компьютеров, к которому нам еще только предстоит прийти).
Потом последовало открытие уравнения Ярзинского, описывающего преобразование информации в энергию. А затем и его экспериментальная проверка, показавшая, что при комнатной температуре, в полном соответствии с теорией, один бит превращается в 3 х 10 -21 джоулей …

И вот снова теоретико-экспериментальный прорыв, умножающий скорости междисциплинарной «термодинамики вычислений».
Только что опубликованная работа Вольперта и Грохова доказывает, что помимо интенсивности стирания битов (зависящей от точности/разрядности вычислений), термодинамическая эффективность (изменение энтропии системы из-за потерь тепловой энергии) зависит также от объема памяти и времени вычислений.

А теперь держитесь за стул, а кто стоит, лучше сядьте.
Это открытие, помимо очевидных кардинальных изменений для компьютерных наук и практик – изменение парадигмы охлаждения компов и, в целом, их архитектуры (от exascale до роёв крошечных роботов) – может поменять все наши представления о жизни и о мире!
Желающие могут дочитать мой новый пост здесь
https://goo.gl/jR3w68

#ТермодинамикаВычислений #Физика #Биология #ВозникновениеЖизни

Красота губит наши знания о мире
Мы часто думаем о физиках, как о самых крутых умах планеты, как о бастионах когнитивного совершенства, которые невосприимчивы к догмам и идеологическим предубеждениям обычных людей.
Однако, к концу 2го десятилетия XXI века становится понятно, что это может быть не так.
Если хотите узнать, почему одержимость физиков "красивыми теориями" оказалась огромной ошибкой, уже приведшей к 40-летнему застою в фундаментальной физике.
Почему красота (простота + естественность + элегантность) физических теорий ведет лишь к неразрешимым противоречиям, когда в основу научного миропонимания человечество кладет несовместимые друг с другом теории, типа ОТО и Стандартной модели.
Как стремление к красоте физических теорий способствует развитию математики, но при этом губит физику. И как это можно исправить.

Об всем об этом рассказывает Сабина Хоссенфельдер – диссидент в среде физиков-теоретиков, научный сотрудник Франкфуртского Института перспективных исследований - специалист по квантовой гравитации и автор нового бестселлера «Lost in Math: How Beauty Leads Physics Astray».

Тем, кто не решится потратить время на 300 страниц увлекательной книги, тем не менее, есть смысл хотя бы по-быстрому разобраться, о чем речь, в ускоренном темпе восприняв основные соображения:
1) Новой лекции Сабины: «Как красота сбивает с пути физику» с вступительным словом великого Джеффри Веста (1:29:08)
https://www.youtube.com/watch?v=QdhKfzABsEQ
2) Нового подкаста #28 «Как политика и красота сбивает с пути физику» (49:46) набирающего силу канала Криса Вильямсона «Modern Wisdom» (помимо Youtube, можно слушать на iTunes, Spotfy, Sticher)
https://www.youtube.com/watch?v=CcOeuqaWqoA

Дальнейшую информацию ищите:
• в блоге Сабины https://backreaction.blogspot.com/
• её Twitter: https://twitter.com/skdh
• ну и не забудьте про книгу (вдруг в отпуске время найдется) https://amzn.eu/d/gdpo29c

#Физика #Красота

В течение 3х месяцев ИИ дважды урыл человечество в вопросе интеллектуального превосходства.
И речь теперь уже не о играх, - пусть даже и серьезных, типа шахмат и Го.
На кону превосходство в святыне святых – физике, химии и прочих естественных науках.
В зоне максимального риска потери работы могут оказаться не клерки с водителями, а физики и другие представители естественных наук. И не потому, что ИИ их заменит. Вряд ли до этого быстро дойдет.
А просто людям станет не интересно…
Полная версия статьи:
• на Medium
• на Яндекс Дзен
Время чтения до 3 мин.

#ИИ #Физика

Пандемия способна привести к величайшему открытию цивилизации
Самоизоляция гениев дала миру шедевриальные творческие прорывы. Холерный карантин привел к появлению «Евгения Онегина» Пушкина. Чумной карантин привел Ньютона к великой научной революции.
Но теперь коронавирусный карантин может войти в историю еще более великим прорывом – «Единой теорией всего».

Необходимые пререквизиты
1) Гений.
Это Стивен Вольфрам — физик, математик, программист. Разработчик системы компьютерной алгебры Mathematica и системы извлечения знаний WolframAlpha.
2) Массовая самоизоляция.
Почти всемирная.
3) Самое главное – уникальное инновационное преимущество нынешней пандемии.
Появление в мире Интернета и масштабируемого механизма интеллектуальной коллективной деятельности – краудсорсинга. Вместе они позволяют достичь синергии интеллектуального взлета гения и миллионов творческих умов.

Поставленная цель
Заручившись поддержкой людей, построить «Единую теорию всего», связывающую воедино всю физику, от общей теории относительности до квантовой механики.

Механизм достижения цели
Запущенный вчера всемирный «Проект по поиску фундаментальной теории физики».

Теоретическая база проекта
Еще в 2002 Вольфрам написал манифест о вычислительной природе Вселенной.
1) Все в природе состоит из бесконечно усложняющихся динамических сетей отношений, представляющих собой гиперграфы (сети, в которых точки соединяются линиями отношений). Вселенная — это самая большая и постоянно увеличивающаяся сеть отношений, составляющих пространство и все то, что находится внутри него.
2) Сложные гиперграфы могут имитировать особенности Вселенной, включая материю и энергию, наряду с воспроизведением физических структур и процессов, описанных теорией относительности и квантовой механикой.
3) Сложные развивающиеся гиперграфы можно получить, применяя простые правила к простым отправным точкам. Соединяя их между собой линиями отношений, можно получить граф связей, соответствующий структуре пространства.

Т.о. все пространство может считаться не просто единообразным набором неразличимых точек, а сетью точек, которые связаны между собой непостижимо сложными узорами. Они воспроизводят материю и энергию, а также взаимосвязи, известные как законы физики.

Люди воспринимают мир подобно тому, как рыбы воспринимают океан. Для них это безликая однообразная среда, но на самом деле, вода состоит из молекул, которые имеют взаимосвязь и объединены в огромнейшую сеть по всей планете.

Ключевая идея Вольфрама в том, что вся фундаментальная физика может представлять собой простые сетевые отображения. Это напоминает игру «Жизнь» (имитируемую клеточными автоматами), где простые правила приводят к неимоверной сложности, которую мы видим в окружающем мире. Идея в том, что вся эта сложность возникает и регулируются несколькими простыми правилами отношений. Осталось только верно сформулировать эти правила.

Что делать
Руководство по процессу поиска и формулировки этих правил вчера было выложено Вольфрамом.
В одном из документов руководства Вольфрам отмечает, что он и его команда уже были на пути к раскрытию тайны правил, когда началась пандемия COVID-19. И тогда команда проекта решила воспользоваться краудсорсингом. Раз уж большая часть творцов со всего мира все равно в самоизоляции, у них может возникнуть интерес к этому важнейшему для человечества проекту.

И если он удастся, коронавирус останется в памяти человечества,
- как фантастически удачное несчастье, сподвигнувшее цивилизацию на самое великое открытие в её истории,
- в отместку убивший вдохновителя Вольфрама - создателя игры «Жизнь» Д.Конвея

#Физика

«Но что страннее, что непонятнее всего, это то как авторы могут брать подобные сюжеты. Признаюсь, это уже совсем непостижимо, это точно… нет, нет совсем не понимаю».
Н.В.Гоголь
Такой эпиграф к повести Стругацких “Понедельник начинается в субботу” вполне объясним, т.к. сюжет повести невообразимо-феерически фантастичен.
Но вот теперь этот эпиграф вполне применим к новой научной гипотезе математического физика с мировым именем Дэвида Волперта. Он взглянул на SARS-CoV-2, как бы в перекрестье двух известных научных концепций: принципа Ландауэра и расширенного фенотипа Докинза. И результат этого взгляда оказался не менее феерически фантастичным, чем у Стругацких.

Продолжить чтение (еще на 4 мин.)

- на Medium https://bit.ly/35FxqLS
- на Яндекс Дзен https://clck.ru/NMPyf
#ТермодинамикаВычислений #Коронавирус #Физика #Биология #Эволюция

​​Новая физика несет новое понимание вычислительных возможностей жизни и нежити
Два года назад, в посте о новом открытии проф. Волперта я обещал, что «Представления о мире скоро кардинально изменятся. Шквал прорывов в «термодинамике вычислений» несет новое видение законов возникновения и эволюции жизни в мире, который все же оказывается компьютером». А всего пару месяцев назад, резюмируя новую и странно-страшную гипотезу, предложенную Волпертом в развитие его работ по «термодинамике вычислений», я назвал пост «Нежить делает из нас живой суперкомпьютер».

Оба эти поста посвящены одной фантастически интересной теме – созданию «Новой физики», потенциально способной позволить человечеству:
✔️ превзойти термодинамические ограничения компьютеров (и тогда да здравствует закон Мура – ничто уже не остановит создание все более мощных компьютеров);
✔️ кардинально пересмотреть основы жизни, эволюции, да и вообще мироздания (и тогда прощай современные фундаментальные отношения между физическими правилами реальности и обработкой информации, ибо весь мир – это всего лишь очень большой компьютер).

Фишка в том, что устройства, называемые нами компьютеры – не только устройства для вычислений. Это еще и физические системы, состоящие из физических элементов. Из последнего следует, что работа компьютеров должна выполняться не только в соответствии с вычислительными законами, но и с законами физики.
А тут грандиозная засада – а какой конкретно физики (равновесных или неравновесных состояний вещества)?

Дело в том, что компьютеры (как и живые системы) находятся в неравновесном состоянии. Кто не верит, может просто разрядить в ноль свой ноутбук. Тогда ноут достигнет равновесия и просто перестанет работать. С людьми, увы, аналогично.

Революция в статистической физике (связанная с именами Ландауэра и Беннетта – см. мои упомянутые посты) предоставила нам понимание физики неравновесия. Ну а следом стал вопрос о необходимости пересмотра физики вычислений на основе достижений в области неравновесной физики.

Год назад группа Волперта опубликовала одно из своих первых успешных приложений «Новой физики», описав на основе неравновесных методов скрытую сложность, казалось бы, простейшего процесса физического превращения бита из 1 в 0. Это был прорыв. Но от понимания физики работы одного бита информации до понимания работы компьютера, как до Альфа-Центавра.

Новый прорыв произошел только что. Это статья Волперта и Колчинского «Термодинамика вычислений со схемами». В статье описан процесс масштабирования применения неравновесной физики от битов до схем.

Удастся ли на практике применить это открытие для снижения энергозатрат компьютеров пока не известно. Сам Волперт в этом сомневается (архитектура у наших компьютеров, как говорится «не той системы»).

Ну и черт с ними, с этими кремниевыми гаджетами. Зато понимание неравновесной физики на вычислениях большого масштаба могут открыть тайну тайн – невообразимую для современной техники энергоэффективность вычислений мозга и клеток. Ведь их вычислительная мощность никак не вписывается в привычные законы физики. Значит будем менять законы, как предложил Волперт.
#ТермодинамикаВычислений #Физика #Эволюция

​​«Закон существования Бога» оказался частным случаем более сложного закона.
Открыт 2-й закон термодинамики взаимодействующих систем.
2-й закон термодинамики с давних времен считался самым совершенным и неопровержимым законом физики. Этот закон трансформации сложности в хаос столь велик и значим, что долгое время трактовался, как доказательство существования Бога. Позже он был отвергнут вместе с Богом диалектическим материализмом. А еще позже был снова возведен на высший пьедестал физических законов, а затем и обновленного закона эволюции.
Положения о том, что эволюция – есть сопротивление энтропии, что информация и энтропия определяют механизмы эволюции жизни, - в 21 веке стали основаниями обновленной картины мира. Но как и прежде, в глубине фундамента обновленной научной картины мира незыблемо оставался 2-й закон термодинамики, гласивший – средняя энтропия замкнутой системы - грубо говоря, ее «беспорядок» - всегда увеличивается со временем.
Оставалось, правда, одно противоречие, принципиально портившее этот фундамент. 2-й закон термодинамики ничего не говорит о том, что произойдет, если замкнутая система будет состоять из взаимодействующих подсистем. И если для неживой природы с этим можно было смириться, то для жизни это вообще не подходило.

Ведь жизнь сложна и состоит из различных подсистем - автономных систем в рамках большего целого. Например, микроскопические клетки и их окружение можно разделить на множество различных подсистем: рибосома, клеточная стенка и внутриклеточная среда, окружающая клетку. И получалось, что в основу понимания процессов жизни был заложен закон, рассматривающий любую живую биологическую форму, как одну монолитную систему.
А что было делать? Другого, 2-го закона термодинамики, обобщенного для вложенных взаимодействующих систем, у науки не было. И вот он появился.

Долгие годы работы профессора Дэвида Волперта позволили сформулировать и математически описать прорывное открытие – расширение 2-го закона термодинамики для взаимодействующих систем (т.е. применимого и для живых систем). И оказалось, что для взаимодействующих систем . 2-й закон термодинамики работает иначе, чем для монолитных систем: существует ненулевая нижняя граница при производстве энтропии, которая является следствием способа соединения подсистем. Другими словами, системы, состоящие из взаимодействующих подсистем, имеют более высокий уровень производства энтропии, чем единая однородная система.

Конечно, остается еще много вопросов. Текущий результат не учитывает силу связей между подсистемами. Он также не говорит, что происходит, когда в сеть подсистем встраиваются новые подсистемы. На эти и другие вопросы еще предстоит найти ответы.
Но самое главное в этом прорыве уже произошло. Открыта и математически описана более общая и более объяснительно мощная форма 2-го закона термодинамики, учитывающая специфику биологических систем.
Это открытие, в сочетании с новой теорией термодинамики вычислений Волперта, вплотную подводит науку к открытию новой физики, способной дать новое понимание вычислительных возможностей жизни и нежити. И в том числе, самой важной нежити – систем на основе ИИ технологий.

На приложенном рис. из работы Волперта показаны вероятностные связи между тремя подсистемами – (А) рибосомой, (В) внутриклеточной средой и (С) рецепторами клеточной стенки. A должен использовать B в качестве посредника, т.к. не может взаимодействовать непосредственно с C. Это ограничение и приводит к более высокому уровню производства энтропии.
#Физика #Эволюция

​​«Спящая красавица» Стивена Вольфрама и новая теория относительности.
За горизонтом наука может быть совсем иной, позволяя путешествовать быстрее скорости света.
В недавней лекции Стивена Вольфрама «Наука за пределами горизонта», прочитанной в Институте перспективных исследований UvA, в частности, рассказывается о крупнейшей ошибке физики ХХ века - ошибке в специальной теории относительности (там же он рассказывает и о второй крупной ошибке - в квантовой механике).

Предположение, что пространство и время – это «сплав» 4-х измерений (пространство-время), ошибка Германа Минковского, сбившее физику с пути (и Эйнштейну, кстати, не нравился такой подход).
Как Вольфрам предлагает исправить эту ошибку, можно прочесть здесь. И если Вольфрам окажется прав, это будут значить, что существует способ путешествовать со скоростью, превышающей скорость света.

Хорошая новость – проект разработки новой физики на основе теории Вольфрама уже в работе.

Плохая новость ¬– теория Вольфрама пока не имеет достаточного влияния в современной науке, чтобы произвести в ней смену доминирующей парадигмы.

А от чего зависит степень влиятельности теории в науке?
Как это ни банально звучит – от количества цитирований работы. И тут вся надежда на то, что теория Вольфрама – это «спящая красавица» (см. 1, 2, 3). Так называются научные работы, десятки лет не имеющие значительного цитирования, но потом вдруг их цитирование экспоненциально взмывает в заоблачную высь (как, например, у нынче знаменитой работы Эйнштейна, Подольского и Розена).

«Спящие красавицы» - это колоссальный потенциал гениальности, способный поменять в жизни человечества что угодно: обнулить риски ядерного оружия, отменить пандемии, сделать возможным путешествия к далеким звездам). И потому исследования «спящих красавиц» становятся всё активней по мере осознания роста экзистенциальных рисков.

Главная проблема в пробуждении «спящих красавиц» – преодоления «синдрома Менделя». Он возникает, если какая-то публикация, чтобы быть должным образом признанной коллегами, требует больше времени, чем «нормальные» публикации, и из-за этого публикация становится недооцененной с помощью существующих методов наукометрии.

На наше счастье, в 2020 случился прорыв. Придуман новой метод оценки показателя «красоты спящих красавиц» с учетом оценок, возникающих в соцсетях.
• До сих пор при поиске «спящих красавиц» в базах научных публикаций оценивались лишь такие показатели, как «продолжительность сна», «глубина сна» и «интенсивность бодрствования».
• Теперь же предложено измерять также число просмотров, сохранений, коментов и шеров постов в соцсетях.

Такое расширение традиционных потенциальных признаков «спящих красавиц» показателями социального внимания может сократить «время сна красавиц» в несколько раз.

И тогда, возможно, нам не придется ждать гениальных прорывов до полувека (а в истории было и похуже, - когда через 50 лет теория вообще забывалась – «спящая красавица» впадала в летаргию), если социальные сети всерьез возьмутся за пробуждение «спящих красавиц».

Вот только как переориентировать хотя бы 10% людей в соцсетях на обсуждение «спящих красавиц» (вместо той хрени, что они так страстно обсуждают)?
#Физика #СпяшиеКрасавицы #СоциальныеСети

«Закон существования Бога» для квантовых компьютеров.
Только что опубликована новая прорывная работа проф. Дэвида Волперта «Work, Entropy Production, and Thermodynamics of Information under Protocol Constraints» (1).
Год назад Волперт доказал 2-й закон термодинамики взаимодействующих систем.
Из него следовало, что классический 2-й закон термодинамики, для многих являющийся чем-то типа «закона существования Бога», оказался частным случаем более сложного закона природы - подробней см. (2).
Новая работа Волперта и его соавтора Кольчинского еще более усиливает 2-й закон термодинамики, доказывая, что этот «закон существования Бога» распространяется и на квантовые компьютеры.

Авторы работы обнаружили фундаментальную взаимосвязь между термодинамической необратимостью увеличения энтропии и логической необратимостью вычислений, при которых теряется исходное состояние.

Дело в том, что любые вычислительные системы в процессе вычислений теряют информацию о своем прошлом. Если человек вводит в калькулятор «2 + 2», а затем нажимает «ввод», компьютер выводит ответ - 4. Но при этом машина теряет информацию о вводе, поскольку не только 2 + 2, но и 3 + 1. (и другие пары чисел) могут дать такой же результат. На основании одного только ответа машина не может сообщить, какая пара чисел была введена.
В 1961 году физик IBM Рольф Ландауэр обнаружил, что при стирании информации, например, во время таких вычислений, энтропия калькулятора уменьшается (из-за потери информации), что означает - энтропия окружающей среды должна увеличиваться.

Вольперт и Колчинский продемонстрировали, что два компьютера могут выполнять одни и те же вычисления, но различаться производством энтропии из-за их ожиданий в отношении входных данных. Исследователи называют это «ценой несоответствия» или ценой ошибки.

В своих прошлых работах Вольперт и Колчинский доказали, что «цена несоответствия» является общим явлением, которое можно исследовать в различных системах, не только в теории информации, но также в физике и биологии.

В своей последней работу исследователи показывают, что это фундаментальное соотношение распространяется даже в более широком смысле, чем они думали раньше, и в том числе, на термодинамику квантовых компьютеров.

Из новой работы следует, что между физикой и теорией информации существует глубокая взаимосвязь, для описания которой еще только предстоит открыть «новую физику».

Три года назад, в посте об открытии проф. Волперта, озаглавленном «Представления о мире скоро кардинально изменятся», я написал:
«Шквал прорывов в «термодинамике вычислений» несет новое видение законов возникновения и эволюции жизни в мире, который все же оказывается компьютером» (3).
Спустя 3 года это предположение еще более укрепляется.

Не менее интригующим следствием новой работы является то, что единственный способ добиться минимальных потерь энергии Ландауэра - разработка компьютера с учетом конкретной задачи, которую он должен решать.
Если это так, то век универсальных компьютеров подходит к концу.

Первые отзывы читателей показали, что тема термодинамики вычислений сложна для понимания. И это правда.
Желающим все же разобраться рекомендую часовую лекцию на эту тему, прочитанную Волпертом пару недель назад (4)

Ссылки:
1 2 3 4
#ТермодинамикаВычислений #Физика

​​Либо мы убьем Землю, либо она нас.
Сверхзадача физики в 21 веке.
ХХ век был веком фундаментальной физики. Хотя мы видели огромный прогресс в открытии основных законов, управляющих материей, пространством и временем, с 1980 года он замедлился до минимума, несмотря на огромный объем работы.
К счастью, в других разделах физики есть много захватывающих достижений: например, использование уже известных открытий фундаментальной физики для создания удивительных новых форм материи.
Но главный вызов 21 века люди создали для себя сами.
Это наше доминирующее влияние на биосферу Земли.

Нам нужны совершенно новые идеи, чтобы адаптироваться к Антропоцену.
Мы притворялись, что:
▶️ Земля, по сути, бесконечна;
▶️ наше воздействие на биосферу незначительно;
▶️ экспоненциальный рост - это нормальное состояние.
Действуя, как если бы это было правдой, с неизбежностью привели нас к тому моменту, когда они перестали быть правдой.

Эта тема стала главной в прочитанной на прошлой неделе в Институте Санта-Фе (SFI) лекции Джона Баэза «Видение будущего физики».
• Видео
• Слайды
Баэз — американский физик и математик, проф. Калифорнийского университета UCR. Он работал над спиновой пеной в петлевой квантовой гравитации, приложениями высших категорий к физике и прикладной теорией категорий.

Кроме того, Баэз известен, как автор «индекса сумасшедших идей».
Этот инструмент позволяет автору новой прорывной гипотезы или теории, путем ответа на 37 вопросов, оценить ее потенциальный революционный вклад в физику (да и в любую науку).

Весьма рекомендую этот индекс моим читателям, среди которых встречаются авторы прорывных научных идей.
#Наука #Физика #Антропоцен

Новый фундаментальный закон мироздания.
Что следует из эквивалентности массы-энергии-информации.
Инфоцунами, поднятое новой работой Мелвина Вопсона «Второй закон инфодинамики и его следствия для гипотезы моделируемой Вселенной» [1] теперь докатилось до Euronews [2] и Reuters[3].
Это ожидаемый взрыв интереса.
• Ибо эра фундаментальных открытий в физике (Томсон, Эйнштейн, Резерфорд, Шрёдингер …) закончилась почти полвека назад – еще в 1980м, после чего импульс фундаментальных прорывов как будто иссяк [4].
• А это - реальная заявка на новый прорыв уровня Эйнштейна.

В её основе лежит предложенный Мелвином Вопсоном принцип эквивалентности массы-энергии-информации (M/E/I).
Его суть проста, как все гениальное.
• Принцип эквивалентности массы и энергии (E=mc^2), сформулированный Эйнштейном в 1905 году в рамках специальной теории относительности (был экспериментально подтвержден лишь спустя 20 лет).
• Сформулированный в 1961 году Рольфом Ландауэром и менее известный неспециалистам принцип Ландауэра, устанавливающий связь между потребляемой энергией и количеством информации при вычислениях (был экспериментально подтвержден лишь спустя 30 лет) [5].
• Объединив эквивалентность массы и энергии Эйнштейна и принцип Ландауэра, увязывающий информацию и энергию, Вопсон выдвинул революционную идею: масса, энергия и информация фундаментально эквивалентны.
Особенно важно то, что принцип M/E/I не только органично согласуется с существующими законами физики, но и предлагает новое объяснение таким явлениям, как темная материя, потенциально переосмысливая ее как информацию.

Развитием принципа M/E/I стал сформулированный Вопсоном второй закон инфодинамики - аналог традиционного второго закона термодинамики, утверждающий, что системы и процессы стремятся к наименьшей информационной энтропии в состоянии равновесия. Это понятие контрастирует со вторым законом термодинамики, который утверждает, что энтропия или беспорядок (хаос) в изолированной системе имеет тенденцию увеличиваться с течением времени.
Т.о. получается, что степень термодинамического хаоса в изолированной системе будет лишь расти, а степень информационного хаоса, наоборот, - будет лишь снижаться.
Иными словами, все системы, включая биологическую жизнь, развиваются таким образом, чтобы их информационная энтропия сжималась и сводилась к наиболее оптимальному возможному значению в состоянии равновесия.

Десятки научно-популярных публикаций про второй закон инфодинамики фокусируют внимание читателей на два ее, действительно, сенсационных следствия.
1) Второй закон инфодинамики хорошо согласуется с гипотезой о том, что наша Вселенная представляет собой колоссального размера компьютер, и все мы живём, по сути, внутри компьютерной симуляции.
2) Лежащий в основе второго закона инфодинамики принцип M/E/I:
- во-первых, предлагает новое объяснение таким явлениям, как темная материя, потенциально переосмысливая ее как информацию;
- во-вторых, дает новое объяснение парадокса Ферми: накопление цивилизацией колоссального объема информации ведет к тому, что под ее весом (каждый бит эквивалентен хоть и очень малой, но массе) цивилизация накрывается медным тазом из-за исчерпания энергии для оперирования информацией (следствие формулы Эйнштейна).

Однако мне, самым сенсационным видится иное.
То, что Вопсон разработал метод экспериментальной проверки своей теории [6].
И это значит, что для ее проверки не потребуется, как раньше, 20-30 лет. И мы довольно скоро узнаем:
• живем ли мы в симуляции;
• что скрывает в себе темная материя;
• накроется ли наш мир медным тазом под спудом накопленной информации через рассчитанные Вопсоном 300 лет.
1 https://pubs.aip.org/aip/adv/article/13/10/105308/2915332/The-second-law-of-infodynamics-and-its
2 https://www.youtube.com/watch?v=d6bLqajyxb8
3 https://www.youtube.com/watch?v=K03arHw-gEM
4 https://youtu.be/Pu8jkCqKHpY?t=982
5 https://t.iss.one/theworldisnoteasy/360
6 https://phys.org/news/2022-03-state-universe.html
#Физика #ТермодинамикаВычислений

Открыт способ установить нижнюю границу энергозатрат произвольных вычислительных процессов.
Это новая глава для новой физики, без которой не появится СуперИИ.
• Рост интеллектуальных способностей генеративного ИИ на основе больших языковых моделей определяется их масштабированием.
• А рост масштаба моделей требует роста вычислительной мощности оборудования, на котором модели работают.
• Однако, с ростом вычислительной мощности существует фундаментальная термодинамическая засада – принцип Ландауэра (предельно упрощая, этот принцип утверждает, что для выполнения вычислений необходимо расходовать энергию; и чем больше произвести вычислений, тем больше будет произведено тепла).
• Если преодолеть это термодинамическое ограничение компьютеров, станет возможным создание все более мощных вычислительных систем для все более мощных моделей генеративного ИИ.
• Более того. Преодоление этого термодинамического ограничения может открыть путь к построению оборудования, столь же энергоэффективного, как биологические вычислительные системы (напр. мозг), чья энергоэффективность в 100 000 выше компьютеров.

Но чтобы преодолеть термодинамическое ограничение компьютеров, нужна «Новая физика», пересматривающая физику вычислений на кроссдисциплинарном стыке неравновесной физики и теории вычислений.
Этим и занимается уже 10 лет проф. Дэвид Волперт.
✔️ В 2018 группа Волперта опубликовала одно из первых успешных приложений «Новой физики», описав на основе неравновесных методов скрытую сложность, казалось бы, простейшего процесса физического превращения бита из 1 в 0 (см. [1]). Это был прорыв. Но от понимания физики работы одного бита информации до понимания работы компьютера, как до Альфа-Центавра.
✔️ Новый прорыв произошел в 2020. Волперт и Колчинский опубликовали работу «Термодинамика вычислений со схемами», в которой был описан процесс масштабирования применения неравновесной физики от битов до схем (см. [2]). Это был второй прорыв. Но и он не позволял полноценно применить «Новую физику» к компьютерным вычислениям из-за их непредсказуемости.

Новый 3й прорыв произошел только что.
Волперт и трое его соавторов (физики и компьютерщики) расширили современную теорию термодинамики вычислений. Объединив подходы статистической физики и информатики, они представили математические уравнения, которые показывают минимальные и максимальные прогнозируемые энергетические затраты вычислительных процессов, зависящих от случайности, которая является мощным инструментом в современных компьютерах.

Такого рода вычислительных процессов в компьютерах сколько угодно. Например, - процессы с непредсказуемым завершением.
Представьте мой любимы пример - симулятор игры в “Монету Питерса” (см. [3] или [4]). И допустим, при подбрасывании монеты дано указание прекратить подбрасывание, как только выпадут 100 орлов. Нетрудно понять, что момент останова симулятора случаен, и потому он будет непредсказуем для разных попыток.

Новый прорыв оказался возможным в результате объединения теоретических выводов предыдущих работ Волперта с теорией мартингалов (случайных последовательностей или процессов, которые в будущем остаются постоянными в среднем).

Работа «Термодинамика вычислений с абсолютной необратимостью, однонаправленными переходами и стохастическим временем вычислений» опубликована в Physical Review X (апрель-июнь 2024) [5]

Картинка поста https://telegra.ph/file/547a48d32be26802d8aa2.jpg
1 https://t.iss.one/theworldisnoteasy/511
2 https://t.iss.one/theworldisnoteasy/1087
3 https://www.patreon.com/posts/lovushka-tselei-100101870
4 https://boosty.to/theworldisnoteasy/posts/9b90b927-dea0-4e3f-b010-e7570ae1d9c1
5 https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.14.021026
#ТермодинамикаВычислений #Физика