Дизонның мәңгілік интеллектісі: Ғылыми болжамдар мен космологиялық шешімдер
Dyson's eternal intelligence
Дизоннің мәңгілік интеллектісі: ғарыштағы ақылды өмірдің энергияны шектеулі пайдаланып, ғарыш өлімінен қашу мүмкіндігі. Есептеулер, кванттық жүйелер талқыланады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Астрофизикадағы гипотетикалық тұжырым
Hypothetical concept in astrophysics
Дайсонның мәңгілік санасы (Дайсон сценарийі) – 1979 жылы Фримен Дайсон ұсынған гипотетикалық тұжырымдама. Осы тұжырымдамаға сәйкес, ашық ғаламдағы интеллектуалды тіршілік иелерінің өлмейтін қоғамы, ғаламның жылу өліміне ұшырау қаупінен құтылу үшін шексіз есептеулер (төменде сипатталғандай) жүргізу арқылы, тек шектеулі мөлшерде энергия жұмсауға қол жеткізе алады. Бремерманның шегі кванттық жүйенің екі дискретті энергия деңгейін ажырату үшін қажетті уақыттың ең төменгі шегін анықтау үшін қолданылуы мүмкін, бұл кванттық өлшеу арқылы жүзеге асырылады. Бұл өлшеуді аталған жүйе үшін 1 биттік есептеу ретінде қарастыруға болады; алайда, Бремерманның шегін физикалық тұрғыдан түсіндіру қиын, себебі кванттық гамильтондар бар, олар үшін бұл түсіндіру кез келген төмен энергияда шексіз жылдам есептеулерді қамтамасыз етеді. Осы түсіндірмеге сәйкес, уақыт өте келе мұндай өлшеулердің санының жоғарғы шегі арта түседі. Егер өлшеу жүргізілетін кванттық жүйенің энергиясы жоғалса (өлшеу құралынан туындаған энергия шығындарын ескермейтін болсақ), төменде ұсынылған механизмнен алынатын энергия логарифмдік түрде баяулап, бірақ тоқтамайды. Интеллектуалды тіршілік иелері шектеулі мөлшерде энергияны сақтаудан бастайды. Олар осы энергияның жартысын (немесе кез келген бөлігін) есептеулерін қуаттандыру үшін пайдаланады. Энергия таусылғаннан кейін, олар ғалам суығанша энергияны тұтынуды тоқтатып, нөлдік жағдайға енеді. Ғалам жеткілікті түрде суығаннан кейін, интеллектуалды тіршілік иелерінің отын қорының қалған жартысының жартысы (бастапқы энергияның төрттен бірі) қайтадан босатылып, тағы бір қысқа мерзімді есептеу кезеңін іске қосады. Бұл процесс жалғаса береді, энергияның мөлшері азая түседі. Ғалам суыған сайын есептеулер баяулап, бірақ олардың саны шексіз болады. 1998 жылы ғаламның кеңеюінің оң космологиялық тұрақтыға байланысты баяулаудың орнына үдеп бара жатқандығы анықталды, бұл ғаламның кез келген екі аймағының бір-бірінен толығымен оқшауланатынын білдіреді. Дайсон «үдейтін ғаламда бәрі өзгеше» деп атап көрсетті. Алайда, тіпті космологиялық тұрақты нөлге тең болса да, FLRW ғаламдағы материя тығыздығы белгілі бір жылдамдықпен нөлге жақындайды, бұл сақталған энергияның қолжетімсіз болып қалуына әкелуі мүмкін, тіпті ол пайдаланылмаса да.
Dyson's eternal intelligence (the Dyson Scenario) is a hypothetical concept, proposed by Freeman Dyson in 1979, by which an immortal society of intelligent beings in an open universe may escape the prospect of the heat death of the universe by performing an infinite number of computations (as defined below) though expending only a finite amount of energy. Bremermann's limit can be invoked to deduce a lower bound on the amount of time required to distinguish two discrete energy levels of a quantum system using a quantum measurement. One can interpret this measurement as a computation on 1 bit for this system; however, Bremermann's limit is difficult to interpret physically, since there exist quantum Hamiltonians for which this interpretation would give arbitrarily fast computation speeds at arbitrarily low energy. Following this interpretation, the upper bound on the number of such measurements that can be performed grows over time. Assuming that the energy in the quantum system on which the measurement is performed is lost (while ignoring energy that is lost due to the measurement apparatus itself), the energy available from the mechanism suggested below slows logarithmically, but never stops. The intelligent beings would begin by storing a finite amount of energy. They then use half (or any fraction) of this energy to power their computation. When the energy is used up, they would enter a state of zero energy consumption until the universe cooled. Once the universe had cooled sufficiently, half of the remaining half (one quarter of the original energy) of the intelligent beings' fuel reserves would once again be released, powering a brief period of computation once more. This would continue, with smaller and smaller amounts of energy being released. As the universe cooled, the computations would be slower and slower, but there would still be an infinite number of them. In 1998, it was discovered that the expansion of the universe appears to be accelerating rather than decelerating due to a positive cosmological constant, implying that any two regions of the universe will eventually become permanently separated from one another. Dyson noted that "in an accelerated universe everything is different". However, even if the cosmological constant is , the matter density in an FLRW universe would converge to at rate , suggesting that the stored energy would become unavailable even if it is not used.
Мұра
Фрэнк Типлер Дайсонның жазбаларын, әсіресе оның мәңгілік интеллект туралы жазбаларын, өзінің өте даулы Омега нүктесі теориясына зор ықпал еткен деп атады. Типлердің теориясы Дайсонның теориясынан бірнеше маңызды тұрғыда ерекшеленеді, олардың ең бастысы – Дайсонның мәңгілік интеллекті ашық ғаламды қабылдаса, Типлердің Омега нүктесі жабық/қысылатын ғаламды қабылдайды. Егер байқалатын ғаламның кеңеюі үдеп жалғасса, екі теория да күшін жояды.
Frank J. Tipler has cited Dyson's writings, and specifically his writings on the eternal intelligence, as a major influence on his own highly controversial Omega Point theory. Tipler's theory differs from Dyson's theory on several key points, most notable of which is that Dyson's eternal intelligence presupposes an open universe while Tipler's Omega Point presupposes a closed/contracting universe. Both theories will be invalidated if the observed universal expansion continues to accelerate.