Можем ли мы представить все объекты во Вселенной в виде маленького куба? [закрыто]

Если вы имеете в виду «Может ли куб содержать всю информацию обо всех объектах во Вселенной?», то явно нет. Как указывает Аллан в комментарии, сам куб находится во вселенной, поэтому куб должен содержать всю информацию, содержащуюся в кубе, а также дополнительную информацию о том, что находится вне куба. Поэтому нам придется добавить информацию, которой еще нет в кубе. Но тогда есть еще больше информации для записи. У нас есть проблема с бесконечной рекурсией.

Даже игнорируйте проблему рекурсии, если она содержит «всю информацию», тогда она должна будет записывать точное положение и состав каждого атома. Даже если бы у вас были передовые методы хранения данных и вы могли бы записать все, что нужно знать о каждом атоме на одном атоме, вам все равно нужно было бы столько атомов внутри куба, сколько атомов во Вселенной. Даже если не принимать во внимание сам куб, ваш куб должен содержать столько же массы, сколько существует во всей остальной Вселенной.

Если вы имеете в виду нечто большее, например: «Куб содержит сводку информации обо всем во вселенной. Не точное положение каждого атома, а более общие описания». Тогда ответ однозначно да. По крайней мере, если предположить, что вы суммируете на уровне, который находится в пределах объема памяти куба. В этом смысле я мог бы хранить информацию обо всем во вселенной на одном листе бумаги карандашом: я просто пишу «есть большая вселенная со звездами и планетами». Там я описал все во вселенной. Конечно, чем больше деталей вы хотите записать, тем больший объем памяти вам потребуется. Общая сумма, которая вам нужна, зависит от того, насколько подробно.

Жесткий Нет

Каждый объект потребует моделирования каждого атома, что потребует как минимум , то есть на теоретическом пределе сжатия данных, равное количество атомов. Итак, вам нужна другая вселенная, чтобы сделать идеальную модель вселенной.

Нет, мозги не решают проблему

Вы упоминаете в нескольких комментариях, что можете представить всю вселенную, учитывая бесконечное время. Предположим, что это правда, у вас сейчас отдельная проблема, как вы все это помните? Для этого вам нужно где-то хранить эту информацию. Максимально возможная плотность информации определяется границей Бекенштейна , если вы не можете уместить информацию в эту границу, что вы не можете сохранить всю информацию, даже если вы можете ее обработать.

Что касается нейронов, соединение между нейронами не дает больше данных. 5 нейронов могут хранить 10 бит информации, если каждый нуэрон имеет вес в один бит между ними, но для этого вам нужно иметь 10 бит и 5 нейронов. 5 нуэронов имеют одинаковое количество возможных комбинаций, поэтому они имеют одинаковую емкость данных, но занимают больше места из-за нуэрона.

На самом деле у этого есть научный ответ: граница Бекенштейна , которую в статье описывают как « ...верхний предел для... информации I, которая может содержаться в заданной конечной области пространства, имеющей конечное количество энергии— или, наоборот, максимальное количество информации, необходимое для точного описания данной физической системы вплоть до квантового уровня Это означает, что информация о физической системе или информация, необходимая для точного описания этой системы, должна быть конечной, если область пространства а энергия конечна » .

Для удобства в нем также говорится: « Случается, что граничная энтропия Бекенштейна-Хокинга трехмерных черных дыр точно насыщает границу », или, в переводе на простой английский, черная дыра находится точно на пределе Бекенштейна. Никакое представление всей информации (в смысле теории информации), содержащейся в черной дыре, не может быть представлено чем-либо с меньшей массой плюс объемом, чем сама черная дыра.

Поэтому, даже если мы исключим сам куб из вселенной , поскольку куб явно имеет меньшую массу плюс объем, чем даже одна черная дыра (иначе было бы непригодно или даже безопасно приближаться к нему, не будучи сдавленным гравитацией), он не может содержат достаточно информации, чтобы представить состояние одной черной дыры, не говоря уже о всей Вселенной. КЭД.

Бонусный комментарий:

Сколько информации мы могли бы представить в гипотетическом кубе 10×10×10 метров кверента? Публикация Physics SE по адресу https://physics.stackexchange.com/questions/2281/maximum-theoretical-data-density предполагает, что максимально возможный предел составляет порядка ~ 10 ^ 66 бит на кубический сантиметр, поэтому куб может содержать не более ~ 10 ^ 75 бит независимо от того, из какого типа материи или энергии он состоит или насколько он плотен. Это 10^62 терабайт данных.

Ну, это звучит как много данных, поэтому возникает следующий вопрос: какую часть Вселенной мы можем представить с таким количеством данных? Возвращаясь к статье в Википедии о границе Бекенштейна, мы находим приблизительную формулу I = 2,576 × 10 ^ 43 бит / (кг × м) × масса (в кг) × радиус (в метрах). Если мы подставим массу, радиус и массу) Земли (6,371 × 10^6 м и 5,972 × 10^24 кг соответственно), мы получим результат около 9,8 × 10^74 бит, что находится на расстоянии выплеска 10 ^ 75 бит, которые может хранить куб 10 × 10 × 10 метров кверента. Итак, ответ таков: вокруг одной Земли и, может быть, немного ее окружения.

(Однако следует отметить, что это не особенно полезно, поскольку Земля не статична, и поэтому информация, содержащаяся в кубе, устаревает сразу после создания куба.)

Скажем, куб содержит 10 exp14 нейронов, которые связаны с другими нейронами. В этой сети существует ошеломляющее количество возможных путей. Начиная с первого нейрона, вы можете достичь 10exp14-1 других нейронов. От этих нейронов вы можете добраться до 10 exp14-2 нейронов (при прямом пути). Из них в досягаемости 10exp14-3. Таким образом, количество путей, по которым может пройти сигнал (или различные параллельные сигналы, хотя это немного меньше), равно:

10exp14x10exp14-1x10exp14-3x10exp14-4x...x10exp14-100x...x10exp14-1000000x...x4x3x2x1

Это 1 с 10exp(10exp14) нулями!

Число элементарных частиц «всего» 10exp83. Это мелочь по сравнению с приведенным мной числом.

Это означает, что куб возможен.