К 2245 году половину массы Земли можно будет преобразовать в цифровые биты.

Физики утверждают, что информация - пятое состояние материи. К 2245 году половину массы Земли можно будет преобразовать в цифровые биты.

Тиби Пуйу

Вся окружающая нас материя существует в виде твердого тела, жидкости, газа или плазмы. Но по мере того, как наша жизнь становится все более оцифрованной, требуется все больше и больше физических веществ, таких как нефть, кремний и углерод, для удовлетворения нашей ненасытной потребности в большей вычислительной мощности и обработке информации.

Принимая во внимание текущую тенденцию ежегодного 50-процентного роста количества производимых цифровых битов, Мелвин Вопсон, физик из Портсмутского университета в Великобритании, предсказал, что количество битов будет равно количеству атомов на Земле примерно через 150 лет. К 2245 году половина массы Земли будет преобразована в цифровую информационную массу, согласно исследованию, опубликованному сегодня в AIP Advances .

Это просто вопрос времени, когда количество цифровых битов превзойдет все атомы на Земле, будущее, в котором мир превратится в суперкомпьютер размером с планету - и все это приводит к заманчивой теории: эта информация ничем не отличается от обычной материи. Фактически, говорит Вопсон, эту информацию следует рассматривать как пятое состояние материи (или шестое, если считать конденсаты Бозе-Эйнштейна ).

«Как информация, математическая концепция может быть физической? К моему удивлению, этот принцип, имеющий теоретический смысл, теперь продемонстрирован экспериментально », - сообщил мне Вопсон в электронном письме.

В новом исследовании Вопсон проводит параллели между общей теорией относительности Эйнштейна, в которой, среди прочего, утверждается, что масса и энергия эквивалентны, применением законов термодинамики Рольфом Лаундером к теории информации, которая приравнивает информацию к энергии, и, наконец, Клодом. Теория информации Шеннона, которая привела к изобретению первого цифрового бита.

«Поскольку и специальная теория относительности, и принцип Ландауэра оказались верными, весьма вероятно, что новый принцип также окажется верным, хотя в настоящее время это всего лишь теория», - сказал Вопсон.

По словам Вопсона, физики всегда расширяли свое понимание того, что составляет Вселенную. По мере того, как ученые совершенствовали свои сенсорные инструменты и теории, они узнали, что Вселенная состоит не только из барионной материи (частиц), но также из излучения, темной материи и энергии, а также пространства-времени. Информация, хотя и кажется более абстрактной, может естественным образом присоединиться к ним, поскольку она является неотъемлемой частью «как неорганической материи, так и жизни».

«Хотя информация проявляется во многих форматах, включая аналоговую информацию, информацию, закодированную в биологической ДНК, и цифровую информацию, наиболее фундаментальной формой является двоичный цифровой бит, поскольку он может успешно представлять или дублировать все существующие формы информации. Это также справедливо для квантовой обработки / квантовой информации / q-битов, поскольку конечный результат квантового компьютера все еще находится в двоичном цифровом формате », - сказал Вопсон ZME Science.

«Эти идеи лучше всего сформулированы в предположении Уиллера о том, что, цитируя, «… Вселенная исходит из информации, заложенной в ней… » или « Это из битов », - добавил он.

«Поскольку существует невероятно большое количество элементарных частиц, составляющих Вселенную, то видимая Вселенная также будет содержать огромное количество цифровых битов, связанных с информационным содержанием этих частиц».

«Принцип Ландауэра показал, что информация физическая. Принцип эквивалентности массы, энергии и информации экстраполировал это и продемонстрировал, что информация на самом деле имеет массу. Поскольку существует много информации, связанной с барионной массой во Вселенной, то должна быть огромная масса, которая соответствует этой информации.

Это основа постулата о том, что информация - это 5-й элемент или 5-я форма материи », - пояснил физик.

Темная материя и информация - это одно и то же?

Но как нечто столь нематериальное, как информация, могло иметь массу? В новой статье утверждается, что такое действительно возможно и может проявляться через гравитационные взаимодействия. Фактически, неуловимая темная материя, которую сейчас ищет каждый достойный внимания физик-теоретик, может быть просто информацией.

«Более 60 лет мы безуспешно пытались обнаружить, изолировать или понять, что такое загадочная темная материя во Вселенной. Его присутствие широко используется для объяснения динамики и стабильности скоплений галактик и кривых вращения галактик. К сожалению, все попытки изолировать или обнаружить темную материю пока не увенчались успехом. Фактически, хорошо известно, что распределение материи во Вселенной состоит на 5% из обычной барионной материи, на 27% из темной материи и на 68% из темной энергии.

Это равносильно утверждению, что около 5% видимой Вселенной известно и 95% из нее мы не имеем понятия, из чего она состоит, то есть темной материи и темной энергии. Если принцип эквивалентности массы, энергии и информации верен и информация действительно имеет массу, цифровая информационная вселенная будет содержать ее много,и, возможно, отсутствующая темная материя могла быть просто информацией », - сказал Вопсон.

Скорость, с которой количество битов равно массе Земли для различных сценариев роста генерации информации. Предоставлено: Мелвин Вопсон.

Значение принципа эквивалентности массы, энергии и информации важно, учитывая скорость, с которой человечество генерирует цифровую информацию. По данным IBM Research, 90% всех данных, созданных людьми до сих пор, были созданы только за последние десять лет.

Фактически, авторы нового исследования использовали консервативные темпы роста для генерации и хранения информации. На самом деле скорость генерации информации выше и может даже ускориться в будущем, как продемонстрировала нынешняя пандемия COVID-19.

Пока цивилизация не рушится из-за изменения климата или термоядерной войны, постоянно расширяющаяся цифровая область, кажется, направляет мир к будущему, в котором наше существование неразрывно связано с компьютерами. Через столетие грань между физической реальностью и виртуальной реальностью может быть настолько размытой, что вы не сможете увидеть разницу.

«Сегодня мы переместили банки в Интернет и используем цифровые деньги, мы храним все на платформах цифрового хранения, а новые отрасли - это серверы хранения цифровых данных и высокотехнологичные корпорации. Я вижу медленный переход в мир, как это изображено во многих научно-фантастических фильмах, где наш базовый комплект шлема виртуальной реальности становится больше похожим на смоделированное киберпространство, возможно, вначале управляемое игровой индустрией, затем выходящим на рынок образования, туризма, секс-индустрии, здравоохранение и т. д.… в конечном итоге эти киберпространства объединяются в киберреальность, где люди могут встречаться и заниматься чем-то, ходить на работу в смоделированном кибер-офисном здании и т. д., пока реальный мир не станет неотличимым от смоделированного мира », - сказал Вопсан.

«Если это происходит одновременно с развитием ИИ и способностью людей достигать трансцендентности в машинах (я считаю, что есть даже движение, называемое трансгуманизмом, то есть люди, которые верят в слияние биологической жизни с компьютерами), то это не так. слишком сложно увидеть, как весь ландшафт изменится в мире, смоделированном цифровым способом. Фактически, все большее число серьезных ученых считают, что мы уже живем в смоделированной вселенной. Проф.

Ник Бостром из Оксфордского университета первым предложил это, известное как гипотеза моделирования. Мне не нравится эта идея, но, к сожалению, некоторые из моих недавних исследований подтверждают это или указывают на этот результат в будущем », - добавил он.

Чтобы вместить больше битов, чем имеется атомов на Земле, способ, которым люди генерируют и хранят информацию, должен коренным образом измениться. На данный момент невозможно сказать, как именно это могло произойти - это проблема, которую ученые, живущие через 100-200 лет, должны будут решить. Некоторые идеи могут включать использование нематериальных носителей информации, таких как фотоны, вакуум и голограммы.

«Всем должно быть интересно, потому что прогнозы показывают, что в ближайшем будущем мы собираемся производить столько цифрового контента, что количество произведенных битов будет равняться всем атомам на Земле. Возникает вопрос: где мы храним эту информацию? Как мы это приводим в действие? Это тревожный сигнал для индустрии больших данных, интернет-гигантов, высокотехнологичных компаний, исследований в области энергетики и окружающей среды. Я называю это невидимым кризисом, поскольку сегодня это действительно невидимая проблема, но прогнозы показывают другую картину », - заключил Вопсан.

Источник: vk.com

Комментарии: