Rationality: From AI to Zombies / Рациональность: от ИИ до Зомби: Distinct Configurations

Эксперимент из прошлого эссе содержал два важных урока.

sepremento 02.03.20 в 11:52

Во-первых, мы увидели, что раз потоки амплитуд могут взаимно исключать друг друга и раз наш волшебный измеритель не является линейным относительно квадратов модулей, то конфигурации прочно привязаны к реальности --- нельзя реорганизовать их, как, к примеру, возможные миры. Одинаковы ли конфигурации или различны --- это можно увидеть в эксперименте.

sepremento 02.03.20 в 11:56

Во-вторых, мы увидели, что конфигурации описывают множества частиц. Если два фотона попадают в прибор, это не значит, что существует две стартовые конфигурации. Вместо этого, исходная конфигурация выглядит как "два фотона на входе". (В идеале, всякая конфигурация, о которой идёт речь, включала бы в себя каждую частицу в эксперименте --- в том числе частицы зеркал и детекторов. В нашей Вселенной конфигурации описывают все частицы... везде.)

sepremento 02.03.20 в 12:00

Различие между конфигурациями сводится не к различию между частицами. Каждая конфигурация учитывает каждую частицу. Различие между конфигурациями сводится к различным положениям частиц --- как минимум одна частица должна быть в ином состоянии.

sepremento 02.03.20 в 12:02

Одна важная иллюстрация...

sepremento 02.03.20 в 12:02

диаграмма: один источник фотонов, два полупосеребреных зеркала, два полных зеркала, два детектора и чувствительная штучка.

sepremento 02.03.20 в 12:03

Фигура 1.

sepremento 02.03.20 в 12:03

На Фигуре 1 изображён тот же самый эксперимент, что и на Фигуре 2 в эссе "Конфигурации и амплитуда", но с одним важным отличием: между A и C находится чувствительная штучка S. Ключевой особенностью S является то, что когда фотон проходит через S, то S оказывается в слегка ином состоянии.

sepremento 02.03.20 в 12:06

Давайте скажем, что два возможных состояния S --- это Да и Нет. Чувствительная штучка S сначала находится в состоянии Нет и перейдёт в состояние Да, если через неё пролетит фотон.

sepremento 02.03.20 в 12:07

Тогда изначальная конфигурация такова:

sepremento 02.03.20 в 12:07

"фотон летит по направлению A, S находится в состоянии Нет", (−1 + 0i).

sepremento 02.03.20 в 12:08

Далее, происходит какое-то событие в полупосеребреном зеркале A. В предыдущей версии эксперимента, без чувствительной штучки, две результирующих конфигурации были "из A в B" с амплитудой -i и "из А в C" с амплитудой -1. Но теперь в системе существует новый элемент, а все конфигурации должны учитывать все частицы, а потому каждая конфигурация упоминает новый элемент. Таким образом, амплитуды перетекают из исходной конфигурации в:

sepremento 02.03.20 в 12:11

"фотон летит из A в B, S находится в состоянии Нет", (0 - i)

sepremento 02.03.20 в 12:12

"фотон летит из A в C, S находится в состоянии Да", (-1 + 0i).

sepremento 02.03.20 в 12:13

Дальше, событие на полных зеркалах B и C:

sepremento 02.03.20 в 12:13

"фотон летит из B в D, S находится в состоянии Нет", (1 + 0i)
"фотон летит из C в D, S находится в состоянии Да", (0 - i)

sepremento 02.03.20 в 12:14

А затем некоторое событие в полупосеребреном зеркале в D с амплитудами, которые текут из обеих конфигураций выше:

sepremento 02.03.20 в 12:15

"фотон летит из D в E, S находится в состоянии Нет", (0 + i)

sepremento 02.03.20 в 12:15

"фотон летит из D в F, S находится в состоянии Нет", (1 + 0i)

sepremento 02.03.20 в 12:16

"фотон летит из D в E, S находится в состоянии Да", (0 - i)

sepremento 02.03.20 в 12:16

"фотон летит из D в F, S находится в состоянии Да", (1 + 0i)

sepremento 02.03.20 в 12:17

Когда мы проводили этот эксперимент без чувствительной штучки, потоки амплитуд (1) и (3) с величинами (0 + i) и (0 − i) в направлении конфигурации "из D в E" взаимно исключали друг друга. И в итоге, у фотона, который летел к Детектору 1, не оказалось амплитуды (где-то гораздо выше, в мире экспериментов, наблюдатель никогда не видит фотона в Детекторе 1).

sepremento 02.03.20 в 12:20

Но в нашем случае, два потока амплитуд (1) и (3) теперь связаны с различными конфигурациями. Как минимум один элемент S находится в разных состояниях в (1) и (3). Амплитуды больше не гасят друг друга.

sepremento 03.03.20 в 07:43

И когда мы взмахнём нашим волшебным детектором отношений-квадратов-модулей над четырьмя итоговыми конфигурациями, мы обнаружим, что квадраты модулей всех одинаковы: по 25% вероятности на каждого. А в реальном мире эксперимента, мы увидим, что у фотона равные шансы попасть в Детектор 1 и Детектор 2.

sepremento 03.03.20 в 07:45

Всё вышесказанное работает, даже если мы, исследователи, не интересуемся состоянием S. В отличие от возможных миров, конфигурации нельзя просто так перегруппировать. Законы физики утверждают, что две конфигурации различны и их не заботит наше удобство в понимании мира.

sepremento 03.03.20 в 07:47

Всё вышесказанное работает, даже если мы не станем смотреть на состояние S. Конфигурации (1) и (3) различны, даже если мы не знаем о различии.

sepremento 03.03.20 в 07:48

Всё вышесказанное работает, даже если мы не знаем, что S существует. Конфигурации (1) и (3) различны независимо от того, есть ли у нас для каждой возможности разные образы в сознании.

sepremento 03.03.20 в 07:49

Всё вышесказанное работает, даже если мы в космосе и S отправляет ещё один фотон в межзвёздную пустоту в двух разных направлениях в зависимости от того, прошёл ли интересный нам фотон сквозь S или нет. То есть мы вообще бы не смогли узнать, находилась ли S в состоянии Да или Нет. Состояние S будет вшито в фотон, который она отправит. Фотон будет подразумеваемой невидимостью, а состояние S на практике невозможно определить. Однако конфигурации всё равно будут различными.

sepremento 03.03.20 в 07:53

(Главная причина, из-за которой это может не сработать, это если S подтолкнули, а исходный размах у S в конфигурационном пространстве был больше, чем толчок. Тогда нельзя будет опираться на этот толчок в плане разделения распределения амплитуд в конфигурационном пространстве на различные куски. В реальном мире, всё происходит с участием дифференцируемых распределений амплитуд в непрерывном конфигурационном пространстве.)

sepremento 03.03.20 в 07:59

Конфигурации --- это не степени убеждённости. Их различия --- объективный факт, у которого есть последствия в эксперименте. Конфигурации различны, даже если никто не знает состояния S. Различны, даже если ни одно разумное существо не сможет их определить. Конфигурации различны до тех пор, пока как минимум одна частица во Вселенной находится в ином положении. И это можно показать на эксперименте.

sepremento 03.03.20 в 08:01

Почему я так напираю на это? Потому что раньше, в тёмные времена, когда никто не понимал квантовую механику...

sepremento 03.03.20 в 08:02

диаграмма: один источник фотонов, два полупосеребреных зеркала, два полных зеркала и два детектора

sepremento 03.03.20 в 08:02

Фигура 2

sepremento 03.03.20 в 08:02

Итак, вообразим, будто вы абсолютно не представляете, что происходит и пытаетесь поставить эксперимент как на Фигуре 2. Ни одного фотона в Детекторе 1. Круто.

sepremento 03.03.20 в 08:03

В то же время вы делаете открытие, что если поставить заслонку между B и D или между A и C, то фотоны оказываются в Детекторе 1 и в Детекторе 2 в равных пропорциях. Но только по одному за раз, Детектор 1 и Детектор 2 никогда не срабатывают одновременно.

sepremento 03.03.20 в 08:04

Таким образом, да, похоже, что вы имеете дело с частицами --- фотон всегда находится в одном месте в каждый момент времени, всякий раз, когда вы его наблюдаете.

sepremento 03.03.20 в 08:05

И тем не менее, есть какой-то... загадочный феномен... который не позволяет фотону появиться в Детекторе 1. Этот загадочный феномен зиждется на том, чтобы фотону было дозволено лететь в обоих направлениях. Даже если фотон будет оказываться только в одном из двух детекторов, а это, казалось бы, должно означать, что фотон находится только в одном месте в одно время.

sepremento 04.03.20 в 08:21

диаграмма: один источник фотонов, два полупосеребреных зеркала, два полных зеркала, перегородка и два детектора.

sepremento 04.03.20 в 08:21

Фигура 3

sepremento 04.03.20 в 08:22

Из-за этого весь эксперимент становится довольно причудливым! В конце концов, либо фотон двигается из A в C, либо из A в B, иного не дано. (Или так можно думать, если инстинктивно пытаться представить реальность в виде маленьких отдельных частиц.) Но как только мы перегораживаем тот или иной путь фотону, как на Фигуре 3, мы получаем иные результаты эксперимента!

sepremento 04.03.20 в 08:24

Как будто фотон хочет, чтобы ему можно было пройти обоими путями, даже несмотря на то (как кажется), что он двигается лишь по одному из них. И он как-то может понять, что путь закрыт, даже если не полетит туда --- ведь если бы он полетел, он бы натолкнулся на перегородку и не попал ни в один из детекторов.

sepremento 04.03.20 в 08:26

Как будто бы сами возможности имеют причинно-следственные связи, вопреки всему, что обычно означает слово "реальный".

sepremento 04.03.20 в 08:27

Однако, слишком рано делать подобные выводы, у нас пока нет полной картины событий, которые происходят в эксперименте.

sepremento 04.03.20 в 08:28

диаграмма: один источник фотонов, два полупосеребреных зеркала, два полных зеркала, два детектора и чувствительная штучка

sepremento 04.03.20 в 08:29

Фигура 4

sepremento 04.03.20 в 08:29

Вы решаете поставить сенсор между A и C, как показано на Фигуре 4, чтобы можно было понять, в каком направлении полетел фотон в каждом случае.

sepremento 04.03.20 в 08:30

И загадочный феномен исчезает.

sepremento 04.03.20 в 08:30

В смысле, это же сумасшествие! Несчастный исследователь может заработать из-за этого паранойю!

sepremento 04.03.20 в 08:31

Ну хорошо, в двадцать первым веке мы понимаем, что чтобы "знать" историю фотона, у частиц мозга должна быть корреляция с историей фотона. Если для того, чтобы различить итоговые конфигурации и воспрепятствовать потокам амплитуд взаимно исключить друг друга достаточно поставить маленькую чувствительную штучку S, которая коррелирует с историей фотона, то тогда весь сенсор с его цифровым экраном, не говоря уже о мозге, переместит септиллионы частиц в иные положения и воспрепятствует потокам амплитуд взаимно исключить друг друга.

sepremento 04.03.20 в 08:36

Но если вы ещё в этом не разобрались...

sepremento 04.03.20 в 08:36