Kesikli zaman, sürekli zaman dünyasında mı gizlidir?
Bilim adamları düşünüyor Zaman süreklidir , Kabaca ayrık konuşmaktansa, zamanın "yığınlar" şeklinde değil, "akış", pürüzsüz ve sürekli bir şekilde gelişeceğini düşünün. Bu nedenle, bilim adamları genellikle fiziksel sistem dinamiklerini sürekli zaman olarak modeller Markov süreci "Süreç, matematikçi Andrey Markov'un adını almıştır.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Aslında bilim insanları, proteinleri katlamaktan gelişen ekosistemlere, finansal piyasaları dönüştürmeye kadar bir dizi gerçek dünya sürecini şaşırtıcı bir başarıyla incelemek için bu süreçleri kullandılar. Ancak bilim adamları Sistemin durumunu her zaman ayrı zamanlarda gözlemleyin, sürekli olarak değil Gözlemlendi.
Brocade Park: Örneğin, bir borsa analisti, günün başlangıcındaki piyasa durumunun ertesi günün başında piyasa durumuyla nasıl ilişkili olduğunu tekrar tekrar gözlemleyebilir, böylece koşullu bir olasılık dağılımı oluşturabilir, yani ertesi gün verilen durum ilktir. Günün durumu. İki makaleden biri "Nature Communications" da diğeri "Journal of Physics" te yayınlandı. Santa Fe Enstitüsü ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ndeki (MIT) fizikçiler, sürekli-zamanlı Markov süreçlerini bir dizi halinde yapmak için bunu kanıtladılar. Görünür durum "Üzerinde İkili zaman dinamikleri .
- Markov işlemi, kum yığınlarının birikme sürecini simüle etmek için kullanılır. Resim: Santa Fe Enstitüsü Basını
Bu Markov süreci, görünür durumlara ek olarak gizli durumlar da dahil olmak üzere, aslında daha geniş bir alana genişletilmelidir. Ayrıca, böyle bir zaman çifti arasındaki evrimin sınırlı bir süre içinde olması gerektiğini kanıtladılar. "Zaman adımını gizle "ve bu iki zaman aralığını alt gruplara ayırdı (kesinlikle bu kanıt, evrimin erken dönemden geçe gürültüsüz olduğu her durumda doğrudur, ayrıntılar için lütfen bu makaleye bakın). Ortak yazar David Wolpert ( Santa Fe Enstitüsü) dedi ki: Dinamik sistemde gizli değişkenler var , Bilim adamlarının bu sistemleri incelemek için kullandıkları araçlarda saklıdır. Ayrıca çok sınırlı bir anlamda, zamanın Ayrık zaman adımları Bilim adamları zamanı sürekli olarak modelleseler bile.
Bilim adamları bu gizli değişkenleri ve bu gizli zaman adımlarını fark etmemiş olabilirler, ancak bunlar var ve bu bilim adamlarının okuduğu birçok makalede perde arkası rolleri oynuyorlar ve bu bilim adamlarının yazdığı makalelerin çoğunda neredeyse kesindir. Aynı şey kağıt için de geçerli. Keşfetmeye ek olarak Gizli durum ve zaman adımı Bilim adamları ayrıca ikisi arasında bir değiş tokuş keşfettiler; ne kadar gizli durum olursa, o kadar az gizli zaman adımı gerekir. Ortak yazar Artemi Korczynski'ye (Santa Fe Enstitüsü) göre, bu sonuçlar şaşırtıcı bir şekilde Markov sürecinin bilgisayar analizinde olan zaman ve hafıza arasında bir değiş tokuş sergilediğini kanıtlıyor. Sıklıkla ayrı matematiksel algoritma alanında karşılaşılır.
- Bilgileri 1'den 0'a çevirmek için minimum yapılandırma, üç durum ve üç ardışık zaman adımı gerektirir. Resim: David Wolpert
Bu gizli durumların rolünü açıklamak için, ortak yazar Jeremy a. Owen (Massachusetts Institute of Technology) bir saatlik aralıklarla gözlemleyerek bir biyomoleküler süreç örneği verdi: "a" durumunda bir proteinle başlarsanız, Genellikle bir saat sonra "b" durumuna ve bir saat sonra tekrar "a" durumuna geçer, bu nedenle en az bir "c" durumu olmalıdır: protein dinamiklerini etkileyen gizli bir durum. "Biyomolekül sürecinde var. Henüz görmediyseniz, bulabilirsiniz. Bilgisayardaki bilgileri çevirmenin enerji açısından en verimli yolunu ararken, yazar yanlışlıkla gizli durumlara ve gizli zaman adımlarına olan ihtiyacı keşfetti. Seks.
Bu çalışmada, hesaplamalı termodinamiği anlamaya yönelik daha büyük bir çabanın parçası olarak, aynı anda 1'den 0'a ve 0'dan 1'e gönderme eşlemesini elde etmenin doğrudan bir yolu olmadığı keşfedildi. Aksine, biraz bilgiyi çevirmek için, bit en az bir gizli durumdan geçmeli ve en az üç gizli zaman adımı içermelidir. Enerji işleyen hücreler veya gelişen bir ekosistem gibi girdiden gelen çıktıyı "hesaplayan" herhangi bir biyolojik veya fiziksel sistemin, bit saygısız örneğindeki gizli değişkenlerin aynısını gizleyeceği ortaya çıktı. Bu tür bir model, zamanın sürekli olduğu varsayımına dayanarak doğal bir şekilde görünür ve içinde bulunduğunuz durum bir sonraki nereye gideceğinizi belirler.
Şaşırtıcı bir şekilde, Termodinamiği dikkate almadan bile Faktörler, tüm bu sonuçlar hala geçerli. Bu, Phil Anderson'ın "Daha fazlası farklıdır" sloganını somutlaştıran çok saf bir örnektir, çünkü tüm bu düşük düzeyli ayrıntılar (gizli durum ve gizli zaman adımları) üst düzey ayrıntılarla (görünürden Giriş durumu, görünür çıkış durumuna eşlenir) görünmez. Küçük ölçüde bu ışık hızının sınırı gibidir Sistemin ışık hızını geçememesi çoğu bilim insanı için doğrudan bir sonuç değildir. Ancak bu, her yerde ve her zaman aklınızda geçerli olan izin verilen süreçle ilgili bir kısıtlamadır.
Boko Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: Santa Fe Enstitüsü
Referans dergi makaleleri: "Nature Communications", "New Physics Journal"
DOI: 10.1038 / s41467-019-09542-x
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Sol alt köşede Daha fazla bilgi edinin Boke Garden uygulamasını indirin
