ФИЛОСОФСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ЛАНДАУЭРА: ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПУТЬ К ВЕЛИКОМУ ОБЪЕДИНЕНИЮ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Принцип Ландауэра гласящий, что в любой вычислительной системе, независимо от ее физической реализации, при потере одного бита информации выделяется теплота в количестве по крайней мере W джоулей: W = kBTln2 , создает основу для переосмысления фундаментальной связи между информацией, массой и энергией. Принцип Ландауэра укрепляет и обосновывает информационную метафизическую парадигму естествознания.

Полный текст

Введение Конец ХХ и начало ХХI века ознаменовались утратой интереса практикующих физиков к философским основам естествознания [1]. Возобладал подход: «Shut down and calculate», видными адептами которого были Лев Давидович Ландау, Ричард Фейнман и Фримен Дайсон, невысоко ценившие метафизику [2]. На самом деле, парадигма, сводящаяся к «Shut down and calculate», представляет весьма определенную, но плохо отрефлексированную метафизику, основанную на предположении о жестком разграничении проблем физики и философии и непродуктивности метафизических поисков в решении проблем «чистой физики». В школе Ландау культивировалось полускрытое презрение к философии, имевшее в том числе и оздоровляющий характер, избавляя физиков от марксистской демагогии, подменившей и вытеснившей философию [3]. Утрата интереса к философии, однако, характерна не только для советской и постсоветской физики. Мой израильский опыт показывает, что коллеги-физики вовсе не озабочены основополагающими проблемами естествознания и охотно подчиняются формуле «Shut down and calculate», получая значимые, существенные, доброкачественные, но не эпохальные результаты. Именно такие результаты позволяют доить грантораспределяющие структуры, обзаводиться высокими h-факторами и уверенно продвигаться по карьерной лестнице. За утрату интереса к архэ пришлось и платить. Примерно полстолетия физики не сообщают о результатах, соизмеримых по значимости с открытием теории относительности и квантовой механики [4]. Фундаментальная физика по необходимости подводит к границам познания и подвижной, зыбкой границе, отделяющей физику от метафизики [5]. Между тем к концу XX века наметился перелом, связанный с взаимопроникновением физики и теории информации, перелом метафизический, возвращающий физиков к вопросу о первокирпичике, первооснове мироздания. Этот перелом не в последнюю очередь связан с формулировкой принципа Ландауэра, которому и посвящена настоящая статья. Принцип Ландауэра - путь к Великому Объединению, или еще одна формулировка Второго закона термодинамики? Принцип Ландауэра очень сжато может быть представлен так: «Информация - физична» [6-8]. Попытаемся придать этому утверждению более отчетливое содержание. Теория информации обычно подается в чисто математическом виде, в котором информация вычисляется, а вопрос о физическом носителе информации не ставится [9]. Пожалуй, первым исключением из правил была книга Леона Бриллюэна, вплотную подошедшего к тому, что сегодня в научной литературе именуется Принципом Ландауэра [10]. В самой общей своей формулировке Принцип Ландауэра гласит, что в любой вычислительной системе, независимо от ее физической реализации, при потере 1 бита информации выделяется теплота в количестве по крайней мере W Дж:
×

Об авторах

Эдвард Бормашенко

Ариэльский университет

Список литературы

  1. Владимиров Ю.С. Метафизика. М.: Бином, 2009.
  2. Кузнецов С.И. Стандартные модели: метафизика искаженной реальности // Метафизика. 2018. № 2 (28). С. 22-28.
  3. Каганов М. К столетию со дня рождения Льва Давидовича Ландау // 7 Искусств. 2019. 9 (113).
  4. Smolin Lee. The trouble with physics. Houghton Mifflin Co., Boston, USA, 2007.
  5. Севальников А.Ю. Традиционная метафизики и квантовая механика // Метафизика. 2017. № 1 (23). С. 33-52.
  6. Landauer R. Dissipation and heat generation in the computing process // IBM Journal of Research and Development. 1961. 5. 183.
  7. Landauer R. Information is physical // Physics Today. 1991. 44 (5). 23-29.
  8. Landauer R. Minimal energy requirements in communication // Science. 1996. 272. 1914-1918.
  9. Фурсов В.А. Лекции по теории информации: учеб. пособие / под ред. Н.А. Кузнецова. Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2006.
  10. Бриллюэн Л. Наука и теория информации. М.: Физматгиз, 1960.
  11. Szilard L. Über die Entropieverminderung in Einem Thermodynamischen System bei Eingriffen Intelligenter Wesen // Zeitschrift für Physik. 1929. 53 (11-12). 840-856.
  12. Lutz E., Ciliberto S. Information: From Maxwell’s demon to Landauer’s eraser // Physics Today. 2015. 68 (9). 30-35.
  13. Bormashenko Ed., Shkorbatov A., Gendelman O. The Carnot engine based on the small thermodynamic system: Its efficiency and the ergodic hypothesis // Am. J. Physics. 2007. 75. 911- 915.
  14. Norton J.D. Eaters of the lotus: Landauer's principle and the return of Maxwell's demon // Studies in History & Philosophy Sci. 2005. 36 (2). P. 375-411.
  15. Norton J.D. Waiting for Landauer // Studies in History & Philosophy Sci. B. 2011. 42. P. 184- 198.
  16. Bérut A., Arakelyan A., Petrosyan A., Ciliberto S., Dillenschneider R., Lutz E. Experimental verification of Landauer's principle linking information and thermodynamics // Nature. 2012. 483. 7388.
  17. Jun Y., Gavrilov M., Bechhoefer J. High-Precision test of Landauer's Principle in a feedback trap // Phys. Rev. Lett. 2014. 113 (19). 190601.
  18. Gaudenzi R., Burzuri, E., Maegawa S., van der Zant H., Luis F. Quantum Landauer erasure with a molecular nanomagnet // Nature Physics. 2018. 14 (6). 565-568.
  19. Wheeler J.A. Information, Physics, Quantum: The Search for Links, Proceedings of the 3rd International Symposium on Foundations of Quantum Mechanics in the Light of New Technology. Tokyo, 1989. 354-368.
  20. Herrera L. The mass of a bit of information and the Brillouin’s Principle // Fluctuation & Noise Lett. 2014. 13 (1). 14500.
  21. Vopson M.M. The mass-energy-information equivalence principle // AIP Adv. 2019. 9. 095206.
  22. Bormashenko Ed. The Landauer Principle: Re-Formulation of the Second Thermodynamics Law or a Step to Great Unification? // Entropy. 2019. 21 (10). 918.
  23. Hilt S., Shabbir S., Anders J., Lutz E. Landauer’s principle in the quantum regime // Phys. Rev. E. 2011. 83. 030102(R).

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах