Можем ли мы измерить усилия по созданию математической теории с точки зрения энергии?

Сэр Карл Поппер говорит, что продукты нашего разума, такие как речь, музыка, математика... являются вещами сами по себе. Мы создаем их. Мы вкладываем в них усилия. Интересно, чем отличается создание этих вещей от, скажем, подъема камня массой m на высоту h. Мы также приложили измеримые усилия: E=mgh.

Можем ли мы измерить усилия по созданию математической теории с точки зрения энергии?

РЕДАКТИРОВАТЬ

Из обсуждений в комментариях я чувствую необходимость некоторых разъяснений. Термин «математическая теория» может ввести в заблуждение. Мне нравится измерять усилия, затрачиваемые на «математическое доказательство», например доказательство Уайлса Великой теоремы Ферма .

Что ближе всего к тому, что я хочу, так это минимальное количество энергии (мы пренебрегаем диссипативными процессами), которое потребуется компьютеру для доказательства теоремы. Есть несколько примеров автоматического доказательства теорем .

Хорошо, а теперь я размышляю: сводится ли это к вычислению количества битов и преобразований битов, необходимых для выполнения каждого шага доказательства, и связыванию этого с количеством энергии, хранящейся в бите (см . физическое )?

Что плохого в том, чтобы использовать метаболическую энергию человека в качестве прокси? (Или еще один шаг: просто назовите это трудом.)
@RexKerr Ничего, опубликуйте это как ответ и не забудьте отметить метаболическую энергию, необходимую для этого ...
Я не уверен, что это стоит ответа. Это не очень ярко.
@RexKerr это прокси, может быть, верхняя граница ...
Существует такая история о количестве калорий, которые сжигаются во время шахматного матча на чемпионате мира. Это было абсурдно высоко. Возможно, количество сожженных калорий является индикатором усилий по созданию математической теории.
@ Лукас, у тебя есть ссылка на это?
Единственное, что я нашел при быстром поиске в гугле, это: news.stanford.edu/news/2009/june17/classday-061709.html «И если это правильное дерево и правильные шахматные гроссмейстеры посреди турнира, они потребляют от 6000 до 7000 калорий в день, думая, запуская массивную физиологическую реакцию на стресс просто мыслью и делая то же самое со своим телом, как если бы они были каким-то бабуином, который только что вспорол живот своему злейшему сопернику, и это все с мыслями, воспоминаниями и эмоциями».
@RexKerr: Сколько калорий мы сжигаем, когда пытаемся понять математические доказательства? Не так много . Мозг явно занят собой...
@draks... - Действительно. Но вы не можете понять математические доказательства, не запустив свой мозг хотя бы на нормальном уровне метаболизма. (Они в значительной степени бесплатны, поскольку ваш мозг больше занят математическими доказательствами и меньше занят какими-либо другими вещами, о которых он собирался думать.)
Просьба уточнить - вы имеете в виду «построить теорию в математике» или «построить теорию в какой-то произвольной области с помощью математического языка и концепций»? Я вижу различие между построением математической модели явления и формулировкой системы аксиом и теорем, представляющих потенциально неисследованный математический интерес.
Почему недостаточно «количества сожженных калорий»? В конце концов, если вы проведете тщательные измерения внутри компьютера, единственным наблюдаемым физическим результатом вычислений будет тепло.
@ Пол, возможно, математическая теория вводит в заблуждение. Я имел в виду, например, сколько усилий требуется, чтобы найти доказательство Уайлса Великой теоремы Ферма . Сколько энергии хранится в этом доказательстве?
@ user4894 использование компьютеров звучит как хорошая идея. Я думаю, что должно быть минимальное количество энергии (на данный момент забывая о производстве тепла). Есть несколько примеров автоматического доказательства теорем ...
мой встречный вопрос почему?
@vzn, чтобы понять, сколько энергии хранится в моем мозгу?

Ответы (4)

Подозреваю, что могли. Хотя такая мера может быть не особенно информативной или полезной. Подумайте, например, что некоторые мозги могут использовать больше или меньше энергии, чем другие мозги, при выполнении тех же задач. Тем не менее, кажется, ваш вопрос спрашивает, можно ли измерить количество усилий, затраченных на создание одной математической теории, путем измерения количества энергии, затраченной на создание этой теории.

Словарь английского языка American Heritage определяет работу как

Физическое или умственное усилие или деятельность, направленная на производство или выполнение чего-либо.

В точном использовании термин « работа » обозначает количество силы, приложенной на расстоянии, и обычно выражается как Fd . Но в любом случае произведение этой формулы всегда представляет собой количество энергии. Соответственно, это произведение обычно выражается в джоулях.

Перевод джоулей в калории прост: 1 джоуль = 0,239 калории.

Таким образом, калории = джоули = работа = умственное усилие, и, таким образом, согласно гипотетическому силлогизму, калории = умственное усилие.

Как уже говорили другие, мы можем измерить количество калорий, потребляемых мозгом за определенный период времени. Тогда можно было бы измерить количество калорий, потребляемых мозгом математика при разработке своей теории (и, возможно, чтобы сделать измерение более информативным, сравнить его с количеством калорий, потребляемых его мозгом в состоянии покоя).

Итак, ответ таков: да, мы можем измерить количество усилий, затраченных на создание математической теории, с точки зрения энергии.


Я собираюсь абстрагироваться и назвать мозг коробкой. Чтобы получить минимальное количество энергии, вам нужно определить свойства коробки и ее начальное состояние. В частности,

  • С какой информации начинается
  • Как устроена эта информация
  • Как протекают мыслительные процессы коробки
  • Каковы физические свойства коробки (например, ее электрическое сопротивление)

Вам нужна эта информация, чтобы ответить на ваш вопрос. Можно было бы предположить какого-нибудь «совершенно эффективного математика», но в любом случае вам нужно было бы указать свои параметры.

Суть в том, что мышление использует энергию. Вы заметили, что количество используемой энергии зависит от человека, создающего доказательство. Так,

  1. Если вы хотите измерить энергию, которую будет использовать конкретный человек, вы можете измерить разницу между работой и отдыхом, как я предложил.
  2. Если вы хотите измерить абсолютный минимум энергии, необходимой любому возможному мозгу для создания данного доказательства, то ваш ответ будет бесконечно близок к 0 — просто предположим, что нейроны с идеальной проводимостью или состояние мозга, как это было бы за мгновение до завершения доказательства .
  3. Если это слишком абсурдно, то вам придется оговорить свои начальные условия и параметры так, чтобы они описывали более типичный мозг.

Тем не менее, также важно указать, какая информация у нас есть, чтобы ответить на вопрос? Обладаем ли мы совершенным знанием? Если да, то вы знаете, сколько энергии каждый человек потратил бы на разработку данного доказательства, контроль энергии, потребляемой в состоянии покоя и обдумывание доказательства. Разница, умноженная на время, потраченное на размышления о доказательстве и только о доказательстве, и будет энергией, затраченной на создание доказательства. Учитывайте количество энергии, затраченное каждым человеком на формулировку доказательства, выберите наименьшее значение, и вы получите минимальное значение для всех существующих людей.

Спасибо за ваши усилия. Меня больше интересует минимальное значение. Калории, используемые мозгом, кажутся верхней границей...
Разница между отдыхом и работой даст вам вашу фигуру.
Предположим, вы умнее меня (так и должно быть, вы Хэл ), тогда моя разница может быть выше, чем ваша. Меня интересует минимализм...
Вопрос эллиптический: «Можем ли мы измерить усилия ___ по созданию математической теории». Я предположил, что вы спрашивали об усилиях, затраченных на создание, а не об усилиях, необходимых для создания. Я скорректировал свой ответ для вас.
Извините за путаницу, нужно правильно. Твоя идея с коробкой хороша, но на самом деле меня не интересуют никакие мозги. Мне нравится связывать значение энергии с математическим доказательством, независимо от того, какой мозг на самом деле выполняет доказательство и тем самым генерирует больше или меньше накладных расходов.
Собственно, я проголосовал.
Вы не можете связать энергию с математическим доказательством, независимо от того, какой мозг (или что-то еще) проводит доказательство. Если бы вы сделали все это на сверхпроводящих схемах, энергия не использовалась бы. Таким образом, вы можете ответить на свой вопрос только в отношении определенных параметров. Более того, ваш ответ будет зависеть от того, как информация устроена в мозгу (или что-то еще) в момент, когда он начинает работать над доказательством — как физическое расположение того, что соответствует информации, так и относительная структура информации будут влиять на ваше восприятие. отвечать. Обойти это невозможно.
Тем не менее, вы могли бы сказать, что можно произвести математическое доказательство без энергии (опять же, используя сверхпроводящую схему), поэтому возможно, что все доказательства требуют одинакового количества энергии (0). Поэтому, если вам нужно минимальное значение и, по-видимому, вы хотите отличить более сложные доказательства от менее сложных, используя это значение, вам может потребоваться использовать что-то еще. Возможно, при прочих равных можно было бы использовать «расстояние, пройденное» электронами. Рассмотрите возможность использования суммы расстояний, пройденных каждым электроном, участвовавшим в доказательстве теоремы .
Хэл, спасибо за ваши мысли. Думаю, мне нужно вернуться в лабораторию и подумать обо всем этом. Возможно, энергия не является правильной мерой сложности доказательства...
Это интересная идея (очевидно из обсуждения, которое она породила). Но я согласен, учитывая все переменные, я думаю, вы, вероятно, могли бы придумать лучшую меру.

Конечно, не все части мышления, необходимые для решения математической головоломки, сознательны. Вы можете разгадать главный трюк во сне и дать полный ответ, когда проснетесь. Это очень распространено, на самом деле. В любом случае, мы можем измерить мышление, сознательное и бессознательное, по крайней мере теоретически, потому что на самом деле мозг — это своего рода мышца. Если вы изучите эволюцию беспозвоночных животных, то увидите, что одни и те же клетки работали как кожа, мышцы и нейроны (например, у Porifera и Cnidaria). Когда вы делаете ЭЭГ, вы регистрируете электрическую активность в мозгу. Он потребляет энергию в виде «АТФ» (и ЦТФ, ГТФ, ТТФ...), полученного из глюкозы. Все это в биохимии измеряется в Дж/г, кал/г, кал/моль или подобных физических величинах. Итак, путь для вашего предприятия готов.

Спасибо за ваш вклад. На самом деле меня интересует минимальное значение, которое может быть достигнуто даже, например, на синтетическом мозгу, таком как компьютер...

Создание доказательства или теории — это командная работа, прерывистый процесс, происходящий в течение многих лет. Вы имеете в виду общую энергию или только количество, использованное последним человеком на последнем этапе процесса? Проблема заключается в том, чтобы установить базовый уровень, зная, когда начинать измерения и какие знания, события и другие теории были необходимы для создания нового знания. Создатель теории мог использовать знания, открытые годы или столетия назад. Включаем ли мы энергию создания этого знания? Включаем ли мы знания, которые были необходимы, но не имели прямого отношения к делу?

Я столкнулся с похожей проблемой, когда рассматривал поток энергии между поколениями видов, стоимость взросления особи или сколько энергии «теряется» из генофонда, когда добычу поедает хищник.

Я согласен с другими здесь, что получить грубую приблизительную верхнюю границу определенно возможно, если учесть, сколько энергии использует мозг, и оценить, как долго кто-то работал непосредственно над доказательством. Найти точную нижнюю границу можно с помощью ИИ, у которого есть полный доступ к внутреннему состоянию его разума и вы можете отделить, какие направления мысли были необходимы для создания теории, а какие не имеют значения. Чтобы получить среднее или минимальное значение, пришлось бы запустить многие сотни симуляций ИИ, создающего доказательство, и каждый запуск должен был бы представлять собой совершенно уникальный способ получения доказательства. Даже это не было бы «минимумом» в мультиуниверсальном смысле по всем физически возможным способам получения доказательства. Выполнение вычислений с использованием перевернутых битов при обнаружении одного доказательства не даст минимума.

Интересный момент о построении доказательства. Спасибо...

Нет. Из-за проницательности. Нет. Потому что «это пришло ко мне». (сказал гений)

Проблема с проницательностью как исключением из предпосылки вашего вопроса заключается в том, что «в мгновение ока» вся проблема или творение могут быть обнажены в уме. Другие могут никогда не достичь точки «продуктивности», присущей тому, кем «является» другой человек, а если бы они это сделали, это могло бы потребовать +1000-кратного расхода энергии. В творчестве нет равных условий игры. Некоторые творения являются не продуктом усилий, а самовыражением.

Ожидание того, что энергия необходима для творения, противоречит лучшим из лучших и результатам их работы. И наоборот, при поедании яблока сжигается больше калорий, чем содержится в нем, при истинном творении получается больше энергии, чем тратится. И я не свожу затраты энергии на мозговую деятельность или физические явления, упоминая яблоко. Я не верю, что затраты энергии на создание и решение проблем даже минимально ориентированы на мозг. Мозг — это не место, где происходит работа или расходуется энергия, это инструмент. Да, там затрачивается энергия на то, чтобы инструмент функционировал, но это совсем другой пункт, совершенно не относящийся к корню и соответствующей выполняемой деятельности.

Нет. Потому что галлюциногены разрушат всю основу математики.

Хорошо известно, что состояния, в которые вступают ЛСД, пейот, МДМА, ДМТ, псилоцибин и т. д., меняют правила игры для тех, кто размышляет над чрезвычайно сложными проблемами или занимается радикальными творческими начинаниями. Те же самые проекты могут потребовать в 100 раз больше времени и энергии или быть недостижимыми без сознательного расширения. И я обойду поток заявлений о том, что галлюциногены являются изменениями, а не стандартными факторами, сказав: «Вы не знаете, что вы не знаете, что вы не знаете». Если озарение является фактором расхода энергии, то же самое можно сказать и о других средствах достижения нового плана сознания.

Нет. Потому что время относительно, оно находится за пределами физического плана... а время гибко.

Как быстро расходуется энергия? В одно мгновение? Как долго это мгновение? Сколько энергии тратится в течение этого безмерного промежутка времени? Вопросы продолжаются снова и снова, делая невозможным количественный расчет расхода энергии, если время когда-либо является фактором в расчетах, потому что участник и наблюдатель в этом эксперименте находятся как вне рамок физического пространства и времени, так и в них. . Больше, чем сомнения, которые я поднимаю, время эластично, а уровень удовольствия и вовлеченности изменяет затраченную сумму. Концепция «время летит, когда вы развлекаетесь» не просто фигуральна или субъективна, это изменение, которое невозможно рассчитать, которое меняет вид или количество затрачиваемого времени и энергии. Это уровень, который стирает грань между средой и участником, а также между участником и наблюдателем. и между энергией и временем, и между пространством и энергией, и между энергией и пространством и т. д. «Ложки нет» — это пробка для количественной оценки расхода энергии на творчество или решение проблем. Статически нечего измерять.

Нет. Потому что: Энергия экзогенна. Нет. Потому что: Энергия эндогенна.

В зависимости от вашей точки зрения на творение или проблему, место творения и местонахождение энергии не всегда находятся в одной и той же системе. Это может продолжаться вечно, пытаясь перечислить место, где расходуется энергия и где происходит творение, но я закончу этот неполный список, сказав, что ум — это один уровень реальности, одно место, где происходит усилие. Это черпает энергию с других уровней, и там есть скорость обмена, и, как я сказал выше о сотворении, обратном поеданию Применить, сам этот обмен энергией может исказить ваши расчеты, сравнивая притоки энергии совершенно другой системы с расчетом, основанным на на более низком или другом качестве или природе энергии.


И о компьютерах и вычислениях: латеральное мышление и аналог в технологии также являются препятствием для количественной оценки того, что вы хотите измерить, потому что приведенные выше отрицательные ответы также применимы к программированию. Программист с более глубоким, высшим или светлым сознанием, как бы вы это ни называли, создает технологию, которая гораздо более латеральна, чем грубая сила в ее исполнении и работе. Здесь снова невозможно измерить то, что не может быть определено статически, потому что это связано с характером создателя, а не с факторами окружающей среды, стоимостью работы инструмента, обстоятельствами и т. д. Подавляющее большинство того, что вы хотите мера находится «за завесой» самости или скрыта неспособностью выйти за пределы трансцендентного и вернуться с «данными». Когда эго потеряно и любовь фокуса воспламеняется, индивидуальное превращается в творца больше, чем проявляется творение. Это не дорого, это эволюционно. Это как если бы поле стало местом, где зародилось творение, а не возникло зародившееся творение. Целое зацикливается на себе в каждой точке, что неизмеримо. Весь мир изменился к моменту начала вычислений, и снова, пока они происходят, и снова, когда они закончились, и бесконечное количество раз между этими точками.