Информация может быть пятым состоянием материи – и доказать, что мы живём в симуляции.
М ы привыкли думать, что материя бывает твёрдой, жидкой, газообразной или плазмой. Но что, если к этому списку стоит добавить ещё одно состояние – информацию?
На первый взгляд это звучит как научная фантастика, но именно такую гипотезу выдвинул физик Мелвин Вопсон, доктор философии из Портсмутского университета( Великобритания). Он не просто рассуждает, а предлагает эксперимент, который может показать, что информация имеет массу и занимает своё место в фундаментальной структуре Вселенной.
Если учёному удастся доказать свою теорию, последствия будут колоссальными. Это поможет понять природу тёмной материи и тёмной энергии, пересмотреть принципы хранения данных, а возможно – даже подтвердить идею, что наша реальность является компьютерной симуляцией.
ЧТО ИМЕННО УТВЕРЖДАЕТ ВОПСОН
Физик считает, что информация – это не абстрактное понятие, а вполне осязаемая субстанция, которая может обладать массой. В его представлении она должна считаться пятым агрегатным состоянием материи – физическим состоянием вещества, зависящим от соответствующего сочетания температуры и давления. Он предложил эксперимент с аннигиляцией частиц, который может подтвердить, что у информации действительно есть масса.
Сведения, данные, материалы, сообщения, новости, факты, знания – это часть нашей повседневной жизни. Но для физика Мелвина Вопсона это стремление выходит далеко за рамки обыденного: он пытается доказать, что любая информация имеет физическое присутствие. Это масштабная задача, которая может привести к новым научным открытиям. Например, к знаниям: как лучше хранить цифровые данные. Но ещё более значимо – его работа может вызвать фундаментальный сдвиг в наших знаниях о самой Вселенной.
« Более того, это покажет, что наша Вселенная математична, и создаст мост между математикой, вычислительными науками и материальным( или физическим) миром », – сказал Вопсон.
« Это может радикально изменить наше восприятие всей физики и других наук. Новый компонент материи во Вселенной может оказаться недостающим звеном для объяснения множества до сих пор не объяснённых явлений, включая тёмную материю и тёмную энергию ».
ПРЕДЛОЖЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
Он описал свой эксперимент в статье марта 2022 года в журнале AIP Advances. Суть такова: в процессе аннигиляции частиц и античастиц( материи и антиматерии) поток позитронов будет направлен на электроны внутри металлической пластины.
Позитроны и электроны – это субатомные частицы с одинаковой массой и величиной заряда, но с разным знаком: первые заряжены положительно, вторые – отрицательно. Металл содержит множество свободных положительных частиц, что повышает вероятность их столкновения с отрицательными.
ОТВЕТЫ НА КРОССВОРД ПРЕДЫДУЩЕГО НОМЕРА
ПО ГОРИЗОНТАЛИ: 1. Партер. 5. Плед. 7. Сполох. 11. Донор. 12. Идеал. 13. Индекс. 14. Езда. 15. Консул. 16. Отход. 18. Макет. 20. Трещотка. 21. Свадьба. 25. Нокдаун. 29. Пленэр. 30. Ежонок. 31. Подиум. 32. Целина. 33. Магистр. 39. Вязанка. 43. Искатель. 44. Обмен. 46. Рента. 48. Тетива. 49. Дюна. 50. Кречет. 51. Книга. 52. Русак. 53. Отклик. 54. Люди. 55. Чартер.
ПО ВЕРТИКАЛИ: 1. Плинтус. 2. Редиска. 3. Едкость. 4. Рост. 5. Предмет. 6. Диаметр. 7. Саке. 8. Плотник. 9. Лесенка. 10. Хулиган. 17. Хата. 19. Клан. 22. Вельможа. 23. Динамики. 24. Бергамот. 26. Операция. 27. Дробилка. 28. Угольник. 33. Маэстро. 34. Галстук. 35. Соловки. 36. Ритм. 37. Скандал. 38. Феррари. 39. Вьюн. 40. Заварка. 41. Недочёт. 42. Аудитор. 45. Банк. 47. Ткач.
www. russiantown. com
ЖИВЁМ ЛИ МЫ В « МАТРИЦЕ »? НАУКА ПЫТАЕТСЯ ОТВЕТИТЬ – ДА информация
Аннигиляция электрона и позитрона должна вызывать выделение энергии, равную их массе, говорит учёный. Но вдобавок к этому, согласно его теории, должна выделяться ещё одна « дополнительная » порция энергии – в момент, когда информационное содержимое частиц стирается. Тогда должны появиться два инфракрасных низкоэнергетических фотона( частицы электромагнитного излучения) длиной волны около 50 микрометров.
Для проведения эксперимента не нужен крупный ускоритель или коллайдер, подчёркивает физик.
« Нам, напротив, нужны сравнительно медленные позитроны, поэтому главная задача – замедлить их. Эксперимент сложный, но вполне реализуемый ».
У инфракрасных фотонов будут чёткие маркеры, поэтому их будет легко отличить от других источников излучения.
Он надеется сотрудничать с другими учёными во время научного исследования. Если эксперимент окажется успешным, это подтвердит гипотезу о том, что информация обладает энергией и массой, а также её связь с физическим миром.
ПРИНЦИП ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ МАССЫ, ЭНЕРГИИ И ИНФОРМАЦИИ
Принцип, предложенный Вопсоном ещё в 2019 году, предполагает: цифровой бит информации( единица хранения данных) – это не просто абстракция, а объект с конечной, измеримой массой( пока он хранит данные). Она крайне мала – 3,19 × 10 – ³ ⁸ килограмм при комнатной температуре.
Если стереть эту частицу информации, исчезнет и крошечная доля массы, а значит, и эквивалентное количество энергии, считает физик. Например, удаление одного терабайта данных с накопителя уменьшило бы его массу на 2,5 × 10 – ² ⁵ килограмма – величину настолько малую, что её можно сравнить лишь с массой протона( ≈1,67 × 10 – ² ⁷ килограмма).
Такие идеи эквивалентности массы и энергии не новы. Ещё в 1961 году Рольф Ландауэр впервые предложил, что бит информации является физическим и имеет определённую энергию. При стирании одного бита выделяется измеримое количество энергии. А ещё задолго до этого Альберт Эйнштейн установил, что масса эквивалентна энергии.
СКОЛЬКО ИНФОРМАЦИИ ВО ВСЕЛЕННОЙ
Если объединить эти две гипотезы( что « бит имеет массу » и « частицы хранят информацию »), можно сделать конкретные предсказания о массе всей информации во Вселенной.
По оценкам, одна частица содержит около 1,509 битов информации, описывающей её свойства – массу, заряд и спин. Умножив это число на приблизительное количество элементарных частиц во Вселенной( так называемое число Эддингтона), учёные получили результат: 6,036 × 10⁸⁰ битов информации во Вселенной( это лишь одна расчётная оценка).
Наука полагает, что наблюдаемая материя во Вселенной также содержит определённое информационное содержание. Например, атомы, состоящие из протонов, нейтронов и электронов, включают не только их массу, но и крошечную массу информации, необходимую для взаимодействия частиц друг с другом и с остальной Вселенной. Вопсон, например, называет это « ДНК частиц ».
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ: ХРАНЕНИЕ ДАННЫХ
У исследования есть и прикладной сторона: подтверждение теории может помочь разработать более эффективные технологии хранения данных, считает Вопсон.
Первое устройство для цифрового хранения – жёсткий диск – было изобретено в 1956 году. Оно записывало информацию в виде двоичных данных, состоящих из единиц и нулей( 0 и 1) или битов( восемь бит образуют байт). Сегодня ширина таких битов – от 10 до 30 нанометров. И чем меньше физический размер бита, тем больше данных помещается на носитель. Объём информации, которую мы создаём сегодня, поражает воображение. « Каждый день на Земле генерируется 500 миллионов твитов, 294 миллиарда электронных писем, 4 миллиона гигабайт данных Facebook, 65 миллиардов сообщений в WhatsApp и 720 тысяч часов нового контента на YouTube », – писал Вопсон в статье для Всемирного экономического форума.
Общий объём данных, « созданных, зафиксированных, скопированных и использованных в мире », в 2020 году составил 59 зеттабайт. ⇒на стр. 54 Один зеттабайт – это 8 000 000 000 000 000 000 000 бит.
5( 273) май 2026 53