Програмуючи Всесвіт. Космос – квантовий комп’ютер. Сет Ллойд

Чтение книги онлайн.

СКАЧАТЬ самоузгоджена система фізичних законів, то початковий стан не потребував бітів інформації для опису. Пригадаймо, що для накопичення інформації повинні бути альтернативи, наприклад: 0 або 1, так або ні, цей чи той. Якщо не було альтернатив початковому стану Всесвіту, то для його опису потрібен нуль бітів, і він ніс нуль бітів інформації. Ця початкова нечисленність інформації відповідає точці зору про те, що Всесвіт виник із нічого.

      Зате, щойно Всесвіт виник, він почав розширюватись. У міру розширення він витягав дедалі більше енергії з глибинної квантової структури часу та простору. Сучасні фізичні теорії припускають, що кількість енергії в ранньому Всесвіті росла дуже швидко (відбувався процес «космологічної інфляції» – «роздування»), а от кількість інформації – повільніше. Ранній Всесвіт залишався простим і впорядкованим, його можна було б описати лише кількома бітами інформації. Енергія, що була створена, була вільною енергією.

      Проте ця нечисленність інформації тривала недовго. В подальшому процесі розширення після закінчення стадії «космологічної інфляції» вільна енергія, накопичена в квантових полях, почала перетворюватися в тепло, збільшуючи ентропію та створюючи всі існуючі види елементарних частинок. Ці частинки були гарячими: вони дуже сильно коливалися. Щоб описати ці коливання, потрібно багато інформації. Після того як вік Всесвіту становив одну мільярдну частку секунди (кількість часу, потрібна світлові для подолання метра) минула, кількість інформації, що містилась у Всесвіті, була порядку 100 тисяч мільярдів мільярдів мільярдів мільярдів мільярдів (10⁵⁰) бітів. Це приблизно один біт на кожен атом, що утворює Землю. Щоб зберігати стільки інформації візуально, потрібна була б фотографія завбільшки з Молочний Шлях. Великий вибух також був Інформаційним вибухом.

      Оскільки енергія у Всесвіті змінювала форму, Всесвіт також обробляв і трансформував свої біти, заповнюючи свій «реєстр пам’яті» результатами цієї обробки інформації. Після тієї мільярдної частки секунди Всесвіт виконав приблизно 10000 мільярдів мільярдів мільярдів мільярдів мільярдів мільярдів мільярдів (10⁶⁷) елементарних операцій, або «опів», на бітах, які він передавав. Багато що відбулось. Але що ж Всесвіт обчислював під час цієї початкової мільярдної частки секунди? Письменники-фантасти припустили, що впродовж цього часу, значно коротшого за мить, могли виникати і зникати повністю цивілізації. У нас немає доказу існування цієї публіки, що жила так швидко. Найімовірніше, ці ранні «опи» складалися з елементарних частинок, що хаотично відскакували одна від одної.

      Після цієї мільярдної частки секунди Всесвіт був дуже гарячий. Майже вся енергія, втягнута в нього, тепер мала форму теплоти. Для опису безмежно малих коливань елементарних частинок у цьому стані було необхідно дуже багато інформації. Узагалі, коли вся матерія має однакову температуру, ентропія сягає максимуму. У цей період вільної енергії, тобто порядку, було СКАЧАТЬ