Предпосылки для понимания голографического принципа?

Я действительно очарован страницей Википедии о голографическом принципе - «описание объема пространства можно представить как закодированное на границе более низкого измерения с областью» кажется мне невозможным. Я хотел бы иметь возможность лучше понять концепции на этой странице. В частности, я очень плохо разбираюсь в физической информации, теории струн, квантовой гравитации или физике черных дыр. Мой опыт связан с машинным обучением, и я изучал общую теорию относительности и основы квантовой механики, работая над несколькими книгами в свободное время.

Мне интересно, может ли кто-нибудь дать рекомендацию о том, что мне следует изучить или прочитать дальше, чтобы лучше понять голографический принцип. Может быть, это глупая просьба, но любой способ понять эти концепции с помощью компьютерного программирования или моделирования может стать для меня хорошим путем к пониманию. Пожалуйста, прокомментируйте, если дополнительные детали будут полезны.

Буссо ( youtube.com/watch?v=GHgi6E1ECgo ), затем Сасскинд

Ответы (1)

Понимание того, как на самом деле работает голографический принцип, все еще является активной областью текущих исследований, поэтому пока не ждите полностью удовлетворительного ответа — даже эксперты все еще пытаются его понять!

С вашим опытом хорошей отправной точкой может быть изучение игрушечных моделей, основанных на тензорных сетях, где странность голографического принципа «объясняется» с точки зрения свойств определенных квантовых кодов исправления ошибок. (Тема квантовых кодов с исправлением ошибок, в свою очередь, относительно доступна с чисто математической точки зрения без особых знаний физики.) Ранняя статья о таких игрушечных моделях

  • https://arxiv.org/abs/1503.06237 , «Голографические квантовые коды с исправлением ошибок: игрушечные модели для объемного/граничного соответствия»

Несмотря на то, что эта статья написана для аудитории, которая уже знакома с исследованиями голографических принципов, она написана в дружелюбном стиле и цитирует некоторые другие справочные источники, которые могут оказаться полезными. Более свежий обзор, который может быть полезен сам по себе или, по крайней мере, может цитировать некоторые другие полезные ссылки,

  • Раздел 4 («Квантовая коррекция ошибок и локальность массива») в https://arxiv.org/abs/1802.01040 , «Лекции TASI о появлении массива в AdS/CFT».

Эти игрушечные модели (частично) касаются того, как что-то, определенное в пространстве более низкого измерения, может вести себя как что-то в пространстве более высокого измерения, но они не касаются напрямую того, что может быть ядром вашего вопроса, а именно, как что-то определенное в более низком пространстве. -мерное пространство, возможно, может кодировать все , что находится в многомерном пространстве. Важным моментом здесь является то, что наши эксперименты в четырехмерном пространстве-времени имеют ограниченное разрешение, и количество вещей , которые мы можем решить с помощью наших нынешних экспериментальных возможностей, и близко не соответствует количеству вещей , которые можно закодировать с помощью предполагаемого более низкого уровня. объемный голографический двойной.

Даже в принципе, мы, вероятно, никогда не смогли бы решить что-то большее, чем это. Причина хорошо сформулирована Капланом (2016) в разделе 1.1 «Лекций по AdS/CFT снизу вверх», http://sites.krieger.jhu.edu/jared-kaplan/files/2016/05/AdSCFTCourseNotesCurrentPublic. pdf (по состоянию на 14 октября 2018 г.), который говорит об этом так: «Если бы вы попытались решить расстояния порядка длины Планка п л 10 35 метров, вам потребуется энергия порядка планковской массы..., после чего вы начнете создавать черные дыры. Мы вполне уверены в этом, потому что универсальная притягивающая природа гравитации позволяет проводить воображаемые эксперименты, в которых мы могли бы создавать черные дыры, не проходя через режим физики, которого мы не понимаем. Дальнейшее нагнетание энергии просто приводит к появлению все больших и больших черных дыр, и наивной редукционистской программе [попыток решать проблемы во все меньших и меньших масштабах] приходит конец. Таким образом, кажется, что для понимания квантовой гравитации нужно больше, чем просто найти теорию «вещества», которое меньше планковской длины — на самом деле не существует четко определенного понятия меньшего, чем п л ."

Дело в том, что голографический принцип не говорит о том, что мы можем использовать пространство более низкой размерности для кодирования всех сколь угодно малых вещей, которые математически могут поместиться в пространстве более высокой размерности. На самом деле он говорит (в вольном переводе), что мы можем закодировать достаточно вещей , чтобы соответствовать тому, что мы можем наблюдать в физическом мире, и — это самое интересное — что мы можем закодировать их таким образом, чтобы они действительно вели себя так , как будто они жили в реальном мире. пространство более высокой размерности. Эта последняя часть — это то, для чего предназначены игрушечные модели с «исправлением ошибок», и именно на это намекают слова «массовая локальность» в заголовке раздела обзора 2018 года, процитированного выше.

Для меня AdS/CFT — это всего лишь частный случай GR=QM Сасскинда. Нет необходимости в том, чтобы система низкой размерности кодировала систему более высокой размерности, вместо этого это соответствие между квантовым состоянием (с его информационным шаблоном) и сетью квантовых вычислений для создания этого состояния. Не уверен, что это понимание разумно или нет.