Теория информации как часть физики
Понятизация работает с понятиями, которые стабилизируются как некоторые объекты для рассмотрения собранностью, семантика говорит, что мы можем описать эти ментальные представления какими-то символами/знаками, и что эти представления нельзя путать с представляемыми физическими объектами (и что если там много описаний описаний, то в конце такой цепочки всё равно будет описание физического мира, иначе трудно будет договориться).
Теперь нужно разобраться, как именно описания представляются в физическом мире, ибо даже математические объекты имеют описания, как-то представленные в физическом мире. Этим занимается теория информации**, и её надо бы рассматривать как часть физики**. Физика сегодня вся перетолковывается на науку об описании физического мира, то есть науку об информации, а не науку о мире. Само понятие квантовости даётся через теорию измерений в физике через понятие информации, появляющейся при взаимодействии, а физическое взаимодействие оказывается информационным обменом[1]:
2.1 What is "quantum"
When physical interaction is viewed as information exchange, why it is "quantum" becomes obvious: the fundamental quantum of information is one bit, one unit of entropy, that one system exchanges with another. One bit, one quantum of information, is the answer to one yes/no question. Planck’s quantum of action ћ is then naturally regarded as the action (energy time) required to obtain one bit via any physical interaction. The energy required to irreversibly obtain one bit, i.e., to receive and irreversibly record one bit, is given by Landauer’s Principle as ln 2 kBT , with kB Boltzmann’s constant and T temperature [49, 50, 51]. The (minimum) time to irreversibly obtain one bit is then ћ/ln 2 kBT , roughly 30 fs at 310 K. For comparison, the thermal dissipation time (in 3d space) due to timeenergy uncertainty is πћ/2ln 2 kBT [52], roughly 50 fs at 310 K. These values define a minimal timescale for biologically-relevant, irreversible information processing, roughly the timescale of molecular-bond vibrational modes [53] and an order of magnitude shorter than photon-capture timescales [54].
Если отвлечься от содержания информации как представлений (representations, этим занимается семантика), а обсуждать вопросы формы её представления (presentation), то мы будем говорить о данных. Вообще, информационные объекты/документы (такие как книги, магнитные диски, флеш-память, рекламные плакаты) тем и отличаются от всяких других, что мы их рассматриваем дважды:
- Как носители, которые содержат знаки, как физически определяемые объекты. Это представление/presentation информации, форма.
- Как данные, которые содержат какие-то понятия/ментальные образы/математические объекты, обозначенные знаками. Это представление/representation знаками каких-то понятий.
В этом уже довольно сложном для «простых людей с улицы» понимании ещё и много пропущено. Чтобы знаки оказались данными, требуется устройство, которое их будет однозначно считывать (измерять характеристики физических объектов-носителей информации так, чтобы в них можно было определить знаки и копировать на носитель, который будет делать с ними дальнейшие операции). Эти данные должны считываться и копироваться однозначно (иначе при длинных цепочках преобразования данных мы будем получать неоднозначные результаты из-за накапливающихся ошибок чтения и копирования). Единица такого считывания-копирования — это бит, математический объект, принимающий значение ноль или единица. Можно считать, что в математике это базовое понятие, определяемое на уровне теории множеств, но мы уже к моменту изучения физики понимаем, что это не совсем так, бит появляется не на нулевом или первом, а на третьем гомотопическом уровне, когда появляются различия в мат.объектах.
Любой программист имеет интуитивное понимание того, что такое информация и как с ней работать. Но и у программистов начинаются сложности, когда речь заходит о квантовых компьютерах. Суперинформация — это когда измерить знак можно, но откопировать нельзя! Единицей суперинформации является кубит, и (вспоминаем квантового кота Шрёдингера, который находится одновременно в состоянии живого и мёртвого) кубит, пока мы не измерили его значения, тоже одновременно представляет и ноль, и единицу.