Fizik Kanunları İmkansızlık Dilinde Nasıl Yeniden Yazılır?

David Deutsch, yapıcı teorisini, hangi dönüşümlerin neden olabileceği veya olamayacağı teorisi olarak tanımladı. Hala yapıcı teorisinin "neden" i nasıl sağladığını anlamaya çalışıyorum.

Öncelikle, kurucu teorisini veya mevcut yaklaşımı kullanıyor olsanız da, biz sadece gerçek yasaların ne olduğuna dair bazı tahminlerle uğraştığımızı açıklığa kavuşturmama izin verin. Ve bu tahminler her zaman yanlış olabilir. Ancak yapıcı teorisini satın alırsanız, anahtar, dinamik yasaları sadece varsaymanın tüm fiziksel gerçekliği yakalamak için yetersiz kalacağıdır. Yapıcı teorisi tarafından verilen ek ilkelere ihtiyacınız var.

Bence David, kurucu teorinin sadece mümkün olan ve imkansız olan şeylerin bir listesi olmadığını vurguluyor. Bu, belirli bir olası ve imkansız görev modelinin neden şu anda fiziksel gerçeklik hakkında bildiklerimizi en iyi şekilde yakaladığının açıklayıcı teorisidir. O zaman, bu açıklayıcı teoriyi sorgulamak isterseniz, yapabilirsiniz. Ancak varsayım, bunu geliştirmek için hangi açıklamayla gelirseniz gelsin, kendisinin olası ve imkansız görevler açısından ifade edilmesi gerektiğidir.

Altta bazı ilkel görevler var mı? Örneğin, hesaplamada, sadece birkaç temel mantıksal işlemden diğer her mantıksal işlem oluşturulabilir. Diğer tüm kurucuların kendilerinden yaratılabileceği birkaç temel kurucu olduğunu hayal ediyor musunuz?

Kısacası, evet, bu henüz gerçekten geliştirmediğimiz bir şey. Büyük fizikçi ve matematikçi John von Neumann, Turing'in evrensel bilgisayarından daha genel olduğu varsayılan bir makine varsaydı. Von Neumann bunu evrensel bir kurucu olarak adlandırdı. Örneğin, kendi kopyalarını yaratmak gibi canlı sistemlerin yapabileceği bazı görevleri düşünürseniz, evrensel bir Turing makinesinin bunu yapamayacağını fark etti. Mac'im, dilediğim halde bazı sıkıcı hammaddelerden başka bir Mac yaratamıyor!

Bu yüzden von Neumann sordu: Kendini inşa edebilecek daha güçlü bir makine olması için bir Turing makinesine ne eklemem gerekiyor? Bir dizi şey eklemeniz gerektiği ortaya çıktı: makinenin ham maddeleri yakalamasına ve bir araya getirmesine izin veren bir dizi alet, montaj talimatlarını okuma yeteneği, vb.

Evrensel kurucu, fiziksel olarak izin verilen tüm görevleri yerine getirebilmesi açısından Turing makinesinin bir analogudur. Ve sahip olduğumuz fizik yasalarına göre bunun mümkün olup olmadığını bilmiyoruz. Ve bilmememizin nedeni, von Neumann'ın bunu ilk kez önermesinden 70 yıl sonra bile, hiç kimsenin orijinal öneriyi alıp fiziğe bağlamamasıydı.

Yapıcı teorisi evrensel kurucuyu fiziksel terimlerle tanımladığında ve evrensel kurucunun mümkün olduğunu söylemenize izin veren ilkeleri anladığında, sorunuza bir yanıt vereceğiz - temel kapıların veya temel olası görevlerin ne olduğunu bileceğiz evrensel kurucunun karmaşık bir görevi yerine getirmeye çalışırken başvurabileceği.

Genellikle temel fizikle başlayıp daha sonra bu fikirlerin bir uygulaması olarak teknolojiyi geliştirdiğinizi düşünüyoruz. Bu neredeyse tam tersi gibi görünüyor - bir teknoloji olasılığı ile başlıyorsunuz ve bu sizi temel fiziğe götürüyor.

Bunun gerçekten harika olduğunu düşünüyorum. Kulağa çok teknolojik gelen bir şeyin özelliklerini inceleyerek - bir bilgisayar veya bir kurucu gibi - aslında fizik yasalarının en derin özelliklerini inceliyorsunuz. Kuantum bilgisi çalışmaya başladığımda beni büyüleyen bir şey.

Başlangıçta kuantum bilgisinin sadece kuantum fiziğinin bilgisayar bilimine tuhaf bir uygulaması olduğunu düşünmüştüm - ama bu doğru değil. Kuantum teorisinin kendisini anlamak için sahip olduğumuz en iyi araçtır. Ölçüm, EPR, dolaşıklık: Kuantum teorisinin kurucu babaları için bile çok kafa karıştırıcı olan tüm bu şeyler, kuantum enformasyonunda çalışan insanlar tarafından düzgün bir şekilde çözüldü ve aynı zamanda evrensel bir kuantum bilgisayarın nasıl inşa edileceği üzerinde çalışıyorlardı.

Kriptografi gibi teknolojide çok faydalı olan bir şey yapabilmen çok güzel, ama aynı zamanda dolanıklığın ve üst üste binmenin temellerini de çalışıyorsun. Yapıcı teorisinde, aynı tür mantığı daha genel bir seviyeye kadar izlemeye çalışıyoruz.

Dolayısıyla, yapıcı teorisinden ortaya çıkabilecek teknoloji, kendisinin bir kopyası da dahil olmak üzere herhangi bir fiziksel nesneyi oluşturabilen, çok amaçlı bir 3D yazıcı gibi bir şey olacaktır. Bu evrensel bir kurucu.

Evet.

Evrensel bir kurucu aynı zamanda evrensel bir kuantum bilgisayar olabilir mi? Yoksa evrensel kuantum bilgisayarları 3 boyutlu olarak yazdırabilmesi mi gerekiyor?

Belirli bir programlanabilir makinenin repertuarları açısından düşünmek daha verimlidir; burada repertuar, makinenin uygun girdi programı verildiğinde gerçekleştirebileceği görevler veya dönüşümler kümesidir. Bu anlamda, bir kuantum bilgisayar olmak veya yeterli malzeme verilmiş bir kuantum bilgisayar inşa edebilmek temelde aynı şeydir - çünkü bir makine bir kez başka bir makine yapabildiğinde, o zaman ilk makine kendi repertuarında ikincisinin repertuarına sahip olur. Evrensel kurucu, fiziksel olarak izin verilen tüm hesaplamalara kendi repertuarında sahiptir, bu da onun evrensel bir bilgisayar olduğu anlamına gelir.

Ve evrensel kurucu canlı sistemleri bile üretebilir mi?

Evet. Yaşam fiziği, bu daha genel evrensel kurucu teorisinin bir alt parçası olarak kabul edilecektir. Ve fizik yasalarının kurucu-teorik temellerinin daha iyi anlaşılmasının size evrensel kurucuyu o alanla ilgili görevleri yerine getirmesi için programlama yollarını nasıl verebileceğini hayal edebilirsiniz.

Örneğin, kuantum biyolojisi için, evrensel kurucuyu, fotosentez gerçekleştiğinde bir bitki hücresinde olanları taklit edecek şekilde programlanmış olarak düşünebilir ve sonra bunu geliştirmenin yollarını düşünebilirsiniz. Belirli görevler için programlanmış evrensel kurucunun belirli örnekleri olan her tür programlanabilir nanomakineyi hayal edebilirsiniz. Ve tüm bunların altında, yapıcı teorisini inceleyerek ortaya çıkaracağımız bu ilkeler dizisi olmalıdır. Vizyon bu.

Öyleyse evrensel bir kurucu yaşayan bir sistem kurabilir, ancak yaşayan bir sistemin kendisi bir tür özel amaçlı kurucu mu?

DNA bir kopyalayıcıdır ve hücreyi inşa etmek için talimatları içerir ve daha sonra hücre, bu talimatları okuyabilen, kendisinin yeni bir örneğini oluşturabilen, talimatları kopyalayıp yeni hücreye yerleştirebilen bir araçtır. Yapıcı teorisinde, özellikle yaşam için tasarlanmamış fizik yasalarına göre, güvenilir bir kendini yeniden üretim istiyorsanız, bunun neden mümkün olan tek geçerli mekanizma olduğunu açıklayabilirsiniz. Yani bu sadece fizik yasalarımıza göre yaşamın işleyiş yollarından biri değil, aynı zamanda işleyebilmesinin tek yolu bu. Bu, Dünya üzerinde sahip olduğumuz kimya ile inşa edilip edilmediğine bakılmaksızın yaşayan sistemlerin bir özelliğidir.

Nihayetinde ihtiyacımız olan şey, hayatı yaşam dışı olandan ayıran şeyin bir teorisi ve şimdiye kadar nicel, öngörücü bir cevap yok. Bu fenomenin altında yatan yasalar nelerdir? Eksik olan biyoloji değildir - biyologlar işlerini çoktan yapmışlardır; bunu evrim teorisiyle güzel bir şekilde çözdüler. Şimdi fizikçilerin sorunu temel fiziğin sınırları içinde çözmeleri gerekiyor. Ve yapıcı teorisinin bu problemin üstesinden gelmek için gerekli araçları sağlayacağını umuyorum.

Kaynak: https://www.quantamagazine.org/with-constructor-theory-chiara-marletto-invokes-the-impossible-20210429/