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2007年1月16日

Aaronson论量子力学的本质

Urs Schreiber发布

斯科特·阿伦森是一位杰出的思想家和说明家,你可以通过以下方式说服自己他的博客.

他是少数几个成功从目前困扰高能物理界的模因中提取出真正有智力兴趣的东西的人之一,这种模因被称为“人类学原理”.

如果你想在聪明人中看到很多困惑,可以在谷歌上搜索“人道主义原则”。然后回去读这件斯科特·阿隆森(Scott Aaronson),以了解不同之处。

如果你碰巧在过去的几个月里关注了博客圈的薄弱环节,并且需要一些很棒的娱乐,你不应该错过随附的博客条目.

但我在这里写这篇文章并不是为了讨论人择原理,而是为了讨论量子力学。

在这里的这个博客上,我们时不时地从一般抽象的胡言乱语中思考量子力学的本质。最近,例如在条目中常见应用程序也在讨论开始时在这里.

Scott Aaronson是一位研究量子计算的复杂性理论家。因此,他对量子力学的本质有自己的看法。在他最新的演讲稿他在给,他向他的学生解释为什么我们应该有各种各样的理由对量子力学的本质感到惊讶。智力享受。甚至——也许特别是——对门外汉来说。

本质上,他解释道如果我们将考虑普通经典概率论的任何推广,那么量子概率是所有备选方案中最自然的。

就个人而言,我相信如果我们要真正地理解“为什么是量子力学?”,它将涉及远远超出斯科特·阿朗森在那里提到的考虑,也就是说,更多的是按照约翰的思路量子困境但他肯定提到了一些值得注意的问题。

其中,有点模糊但有趣的是,与费马最后一个定理的关系。

但他提到的最有力的见解可能是量子力学的非线性变形可以在多项式时间内解决NP问题。

为了欣赏这一点,你可能想读一下Aaronson的相信的理由.

附笔。

约翰在TWF 235型.

发布于2007年1月16日下午2:13 UTC

此条目的TrackBack URL:https://golem.ph.utexas.edu/cgi-bin/MT-3.0/dxy-tb.fcgi/108

27条评论和0条回溯

回复:Aaronson谈量子力学的本质

Aaronson的文章无疑是我很长一段时间以来读到的关于人类原理的最聪明、最开明的文章。它实际上让我微笑和思考,我想自从我读了这本书之后,我就再也没有这样做过卡尔·萨根的话:

人类原理的措辞有点狭隘,令人震惊。是的,只有某些自然规律和常数与我们的生活方式相一致。但基本上,制作岩石需要相同的定律和常数。那么,为什么不谈论一个设计成有一天岩石能够形成的宇宙,以及强弱石质原理呢?如果石头能够哲学化,我想《石器原理》将处于知识的前沿。

这是来自淡蓝色圆点(1994),为了好奇。

我认为这也与我听说的脑力放松有关大卫·布林2006年ICCS也就是说,我们生活在模拟环境中的可能性比生活在现实世界中的可能性高1000倍(因为后奇异性人们可以随意运行上千个模拟),但我今天早上没有摄入足够的咖啡因,无法确切地了解如何进行。

发布人:布莱克·斯泰西2007年1月16日下午4:04|永久链接|对此的答复

回复:Aaronson谈量子力学的本质

牛津大学令人印象深刻的“人类未来研究所”主任尼克·博斯特罗姆(Nick Bostrom)写了一篇论文-你生活在电脑模拟中吗?-以类似的主题。

摘要:

本文认为,以下命题中至少有一个是正确的:(1)人类物种在达到“后人类”阶段之前很可能灭绝;(2) 任何后人类文明都极不可能对其进化史(或其变体)进行大量模拟;(3) 我们几乎可以肯定生活在计算机模拟中。因此,除非我们目前生活在模拟环境中,否则相信有一天我们很有可能成为运行祖先模拟的后人类的想法是错误的。还讨论了该结果的其他一些后果。

11月,《新科学家》杂志刊登了一份概要。

发布人:大卫·科菲尔德2007年1月16日下午5:17|永久链接|对此的答复

博斯特罗姆晚年;Re:Aronson谈量子力学的本质

亲爱的David,

我也非常喜欢Aaronson的演讲稿。但作为对布莱克评论的评论,我有礼貌地持不同意见。

David Brin做了那次演讲,因为我邀请他担任我在2006年ICCS-2006年主持的三次会议之一的主席。他同意我击败博斯特罗姆几年后将这一概念印在《人类命运与时间的终结》中[量子,第39期,1991/1992年冬季?,推力出版社,马里兰州盖瑟斯堡朗波特台8217号,邮编:20877;ISSN 0198-6686。格雷戈里·本福德(Gregory Benford)博士也承认我的文章是他未来电子-正电子智能的来源,我特别预测了正电子智能是模拟我们的。布林对博斯特罗姆的看法也比我更为偏见,正如他不知何故声称的跨人文主义运动的创始人一样。作为一名科学家,我支持按出版年份优先,而不是按公关程度和大众媒体被愚弄的程度优先。

发布人:乔纳森·沃斯邮报2007年1月18日凌晨3:20|永久链接|对此的答复

回复:Aaronson谈量子力学的本质

[…]我们生活在模拟环境中的可能性比生活在现实世界中的可能性高1000倍[…]

我对这样的陈述的问题是,我一开始似乎知道它们的意思,但当我仔细思考之后,我意识到也许我根本无法给它们任何确切的含义。

Scott Aaronson所做的最棒的事情是,他也有类似的想法,但随后设法从中推导出一个定理,该定理等同于两个复杂性类,即

(1)后BQP=聚丙烯\mathbf{PostBQP}=\mathbf{PP}

作为一个简单的结果,他得到了一个推论:聚丙烯\mathbf{PP}“十字路口关闭”。

(这在最后三段)

这是一个诚实的定理,它现在是我们数学知识体系的一部分。

发布人:urs公司2007年1月16日下午5:38|永久链接|对此的答复

回复:Aaronson谈量子力学的本质

因此,这也是我对当前在高能物理中提及人类原理的时尚的主要抱怨:

人们很少会经历足够的努力正式化他们想在“人道主义原则”下理解什么。

作为Scott写入:

通常,这个问题被框定为“人类原理是科学的合法组成部分吗?”但这是一个错误的问题。我希望能说服你,在有些情况下,我们都愿意应用人类原理,而在其他情况下,没有人愿意应用它[……]

斯科特提醒我们,我们应该对人类原理的有意义解释进行一致性检查:

如果人类原理的有效性能够给我们解决问题的方法,那么它的任何应用都是无效的NP公司\矩阵{NP}-多项式时间内的完全问题。

发布人:urs公司2007年1月16日下午5:46|永久链接|对此的答复

回复:Aaronson谈量子力学的本质

urs写道:

我对这样的陈述的问题是,我一开始似乎知道它们的意思,但当我仔细思考之后,我意识到也许我根本无法给它们任何确切的含义。

这和我对这些困惑者的抱怨是一样的。例如,在这种情况下,我们如何定义贝叶斯先验?

发布人:布莱克·斯泰西2007年1月16日下午6:41|永久链接|对此的答复

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例如,在这种情况下,我们如何定义贝叶斯先验?

更糟糕的是:我们如何决定“生活在模拟中”意味着什么。

没有红色药丸可用,即。

发布人:urs公司2007年1月16日下午7:14|永久链接|对此的答复

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今天,在量子力学方面,根据评论约翰关于威克旋转在热静力学(统计力学)和量子力学(量子力学)之间的转换,是他们在哲学上的不同对待。

正如Lawrence Sklar在介绍物理与机会(CUP,1993),有四种物理理论受到哲学的关注。GR被视为已经解决了原则,即使还没有解决,哲学上相关的问题(例如,实体主义与相对主义)也已达成一致。质量管理也是一个成熟的理论,但哲学问题(例如,与动态演化相比,测量过程)不太明确(即,我们不太确定什么是令人满意的答案)。基本粒子理论被认为没有被很好地描述,也没有被哲学上彻底地处理(但考虑了还原论的问题)。最后,统计力学被描述为一个“方法的大杂烩”,该理论没有受到太多哲学审查,但在某种程度上,它甚至没有明确提出哪些问题。

但我仍然不清楚这个问题关于量子热力学。

发布人:大卫·科菲尔德2007年1月16日下午6:26|永久链接|对此的答复

回复:Aaronson谈量子力学的本质

David Corfield写道:

最后,统计力学被描述为一个“方法的大杂烩”,该理论没有受到太多哲学审查,但在某种程度上,它甚至没有明确提出哪些问题。

也许与统计力学有关的一些问题隐藏在关于弱涌现与强涌现

发布人:布莱克·斯泰西2007年1月16日下午6:39|永久链接|对此的答复

回复:Aaronson谈量子力学的本质

我一直致力于量子系统本质上是并发系统的想法。它们可以在有向代数拓扑(或双拓扑)工具下进行检查(例如,参见在这里或在谷歌上搜索)。

建模最有趣的问题是量子纠缠:在这一现象的基础上,人们抽象出一个基本上对应于一组并发过程的量子态。研究如何在这一一般假设下恢复地方现实主义是很有意思的。

人们可以进一步探讨这个问题,并询问量化是否源于这样一种想法,即鉴于量子系统被视为并发系统,多维状态空间中存在自然禁止的区域,其中每个维度代表一个并发过程,由这些过程在本地共享“资源”这一事实定义没有两个进程可以在同一“时间”对共享资源“起作用”。禁区对应于量子极限中自然的离散化。

因此,本质上是一个巨大的避免死锁系统。

如果你愿意的话,请随意删除这条评论……我只是想分享一下我一直在思考的这些基本观点。但即使人们不能把这些想法看得太远,至少在我看来,它们可以作为量子系统计算机模拟的框架。

谢谢
克莉丝汀

发布人:克里斯汀·丹塔斯2007年1月16日晚上10:17|永久链接|对此的答复

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Christine,我假设有向代数拓扑在并发系统中的应用是赫利希和沙维特这是在90年代末完成的,并获得了2004年哥德尔奖。

你可能想与普拉卡什·帕南加登作为一名理论计算机科学家,他似乎曾在并发和分布式系统以及量子计算方面工作过,并且拥有强大的兴趣广义相对论的因果结构及其与计算机科学中出现的抽象概念的联系。

发布人:Chris W.于2007年1月17日凌晨1点58分|永久链接|对此的答复

回复:Aaronson谈量子力学的本质

Chris W.写道:

我认为有向代数拓扑在并发系统中的应用是Herlihy和Shavit工作的成果,该工作于90年代末完成,并获得了2004年哥德尔奖。

就通用几何方法在并发中的应用而言,这种想法可以追溯到70年代。请参见Goubault,E.几何与并发:用户指南但是,你可以引用赫利希和沙维特的工作作为证据,证明这一主题最近得到了很多关注,并在该领域取得了重要进展。这篇论文看起来很漂亮,但我从未仔细研究过。

Panangaden也发表在gr qc上,以及我想,这是他最有趣的论文之一……我不知道这在多大程度上得到了关注,但听起来是一个原创且有前景的研究方向。

顺颂商祺,
克莉丝汀

发布人:克里斯汀·丹塔斯2007年1月17日上午11:51|永久链接|对此的答复

回复:Aaronson谈量子力学的本质

您好,Christine,您可能已经知道,作为一个研究领域的并发系统的创始人之一,Carl Petri曾提出这样的观点,即并发的适当语义需要足够广泛,才能涵盖物理。

从我最近读到的Anima ex Machina公司他在博客中更新了这一立场,以一种更“外向”的宇宙即Petri网的姿态。他可能是对的!(斯莫林也可能如此——我看到了你的亚马逊评论!)在我链接的同一页上,你还可以从去年柏林的一次会议上找到塞思·劳埃德和其他一些人关于这个主题的想法。

你可能也很熟悉沃恩·普拉特他显然对这类话题有着深刻的思考(尽管他的出版物可能过于密集)。

当我还是格拉斯哥的CS学生时,他们常常问我们一些问题,比如“大模拟”论点,只是为了吓唬我们。我一直不明白为什么这会让一个顽强的理论物理学家感到困惑——当然,他们(在理论上)会对塔底的乌龟感兴趣,也就是说,真正的模拟应该是模拟自己?!

我期待着看到量子lambda-calculus课程与这种事情的结合。量子计算似乎依赖于任意决定的复数振幅——但在这一过程中,我们费了好大的劲才把真和假定义为态射,我们现在肯定不会被允许拿出高精度的复数了吧?如果你在设计一种编程语言,他们需要以某种方式定义和计算自己……谁“计算”了他们所依赖的振幅?

发布人:Allan E,2007年1月17日,上午2:09|永久链接|对此的答复

回复:Aaronson谈量子力学的本质

你好,艾伦,

您可能已经知道,并行系统作为一个研究领域的创始人之一卡尔·佩特里(Carl Petri)曾提出这样的观点,即并发的适当语义需要足够广泛,才能涵盖物理。

根据尼尔森和庄,

“量子计算和量子信息教会了我们对计算进行物理思考(……)我们也可以学会对物理进行计算思考。”

这一观点很有吸引力,我相信物理学正朝着这个宽泛的观点发展。我不知道这会给我们带来多大的影响。

关于Petri网,这些和其他经典并发模型已被推广到po-spaces的概念(“部分顺序”中的“po”)。请参见Sokolowski,S.,定向拓扑和并发概述.

最佳,
克莉丝汀

发布人:克里斯汀·丹塔斯2007年1月17日下午12:21|永久链接|对此的答复

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关于你最后一段中的问题,我不知道该如何回答……为了让这个想法真正奏效或有意义,在一个广泛的想法和一个人必须面对的技术细节之间存在巨大差距!但谢谢你指出这一点,我必须考虑一下。

发布人:克里斯汀·丹塔斯2007年1月17日下午12:31|永久链接|对此的答复

回复:Aaronson谈量子力学的本质

让我看看我是否理解您的意思。如果一组并发进程之间存在关联,则必须对它们进行约束以避免死锁。也许必要的约束会导致系统中状态之间的相关性和反相关性,以及与量子态之间的相关性类似的状态跃迁。这些相关性还意味着系统避免了部分状态空间。

你似乎是假设只要并发进程的数量是有限的,并且相关的状态空间是有限的。我是否应该假设您已经想到了一组并发进程的连续模拟?

这里有一个简单而相当具体的模型,您可能需要检查一下。考虑状态空间包含一组n个布尔变量和并发进程n个两个变量的布尔转换函数,为每个变量生成“后续”状态。过程(转换函数)共享资源的重要意义在于,每个函数都对两个变量进行操作,其中至少一个变量可以被另一个函数用作输入。在这样一个系统中,什么会构成僵局,需要什么来避免?系统的行为是否必然存在随机成分?也就是说,转换结构是否必须经常重新安排自己,以一种无法确定描述的方式?我意识到这是一个非常粗略的问题表述。

顺便说一下,关于代数拓扑的相关性,这个简单模型中的转移函数集可以看作是定义了一个抽象的单形复数;布尔变量是顶点,函数定义边。(但请记住,这些函数有一些内部结构,因为我们有16个不同但相互关联的布尔函数可供选择。(顺便说一句,在这种情况下,过渡函数的集合可以被松散地视为边[1-D!]的“气体”,它与布尔状态变量的“气体”并行演化,并且必然耦合到布尔状态变量的“气体”。)

还有一点:布尔变量当然正在经历连续“时间步”的转换。人们可能会问,是否可以定义这些转变或“事件”的因果顺序。也就是说,给定一个这样的事件,人们能说它之前以一种定义明确的方式出现了另一组事件,随后又出现了另一群事件吗?目前尚不清楚如何从过渡函数中导出这样的描述,尽管人们可能会合理地预期这应该是可能的。

(我在这里想补充一下因果集顺便说一下,关于基于因果集的离散性与洛伦兹不变性的兼容性,请参见不破坏对称性的离散性:一个定理[2006年5月1日]。)

发布人:Chris W.,2007年1月17日,上午4:26|永久链接|对此的答复

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尊敬的Chris W。,

感谢您的精心评论。你的第一段很好地概括了大意。

是的,我们可以假设“日程安排”也可以假设空间是无限维的。我认为这里重要的是假设局部偏序–“po-space”……(我对遍历移动感兴趣……)此类空间的示例如下:

*Sokolowski,S.,对部分有序立方体中任意尺寸的孔进行分类。技术代表2000-1,堪萨斯州立大学,计算与信息科学,2000年8月。在此处链接.

*Raussen,M.,Dipath基本类别的几何研究。未出版,2001年。(抱歉,现在找不到链接)。

*Gaucher,P.,关于高维自动机的球状同调。Cahiers de Topologie et Geometrie Differentielle Categoriques XLIII-2(2002),107156。链接到此处.

谢谢你提出问题。我想我们现在都有一些粗略的想法!这没问题,事实上,很高兴知道这是一个非常开放的研究领域。

你的评论让我思考了几个月!暂时没有什么可添加的价值,但非常感谢。

克莉丝汀

发布人:克里斯汀·丹塔斯2007年1月17日下午12:49|永久链接|对此的答复

回复:Aaronson谈量子力学的本质

如果测量没有产生期望的结果,那就自杀吧,然后只考虑那些你还活着的波函数分支。

利用这种想法的论点令人想起一些配方睡美人问题当你可能成为多个人时,推理事件是一件棘手的事情。(有趣的是,睡眠美容问题描述了这样一种情况,而不必真的拥有多个自己的副本。)

大概一半和三分之一的人在不同复杂性类别的平等性问题上存在分歧。

发布人:丹·皮珀尼2007年1月17日12:25 AM|永久链接|对此的答复

回复:Aaronson谈量子力学的本质

如果测量没有产生期望的结果,那就自杀吧,然后只考虑那些你还活着的波函数分支。

利用这种观点的争论让人联想到睡美人问题的一些表述。

我总是发现“杀死你自己-你自己-失去量子”的策略显然是错误的,(在阅读了《睡美人》的问题后)我觉得正确的答案很清楚(但不明显,我不得不考虑它)1/2。

所以我想我一直在与人类原理的反对者结盟(至少是强有力的形式)。很高兴知道,因为我从来不知道我是否相信这个原则!

发布人:托比·巴特尔斯2007年1月17日凌晨1:43|永久链接|对此的答复

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好吧,正如链接所示,我是一个老半人,我通常认为平庸原则(它超越了同义反复的人类原则)的论点是没有意义的。不管贝叶斯统计值多少,我也对它持悲观看法。

只需添加一个数据点。

发布人:亚伦·伯格曼2007年1月17日凌晨1:48|永久链接|对此的答复

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嗯,经过进一步考虑,我改变了主意!在我一半的结论中,我没有正确考虑我(睡美人)被唤醒的信息。所以我现在是第三名。

但我仍然不相信量子自杀策略!这是因为相应的信息——我会活下来的——明显缺失了。(我活在其中一些波函数的分支没有帮助。)

发布人:托比·巴特尔斯2007年1月18日晚上10:30|永久链接|对此的答复

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当你可能是多个人时,推理事件是一件棘手的事情。

为了记录在案,也许值得指出的是,当Aaronson在演讲中谈到“如果……自杀”时,他是在用一个涉及人们及其生活的离奇故事来娱乐观众。

我认为问题是,有一个确切的说法,应该用这个来说明,但这并不涉及人们及其生活。

就像有一个复杂性类NP公司\矩阵{NP}最初的描述是“假设你有一台概率计算机,每次都能猜出正确的路径选择”,Aaronson引入了一个复杂性类后BQP\mathbf{PostBQP}这是这样描述的:“假设你有一台量子计算机,你碰巧知道你正在对它进行测量,并得到了期望的结果”。

也许人们应该把这称为受到启发的根据人类原理。它归结为考虑后验概率。

发布人:urs公司2007年1月17日下午4:33|永久链接|对此的答复

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大概一半人和三分之一人在不同复杂度等级的相等性上存在分歧。

我宁愿认为区别在于他们认为问题意味着什么准确地说这就是我的观点:一旦我们试图弄清楚这些故事的真正含义,所有的谜团都会消失。

以下是一种使“睡美人”问题精确化的方法:

编写计算机程序,A类A类,它首先在中生成一个随机数{0,1}\{0,1\}并将其存储在变量中核糖核酸\数学{rnd}.

如果该数字为1,则程序将向给定端口发送ping。

如果数字为0,则首先显示程序向给定端口发送ping,然后,它进入100个循环的for-loop,其他什么都不做,然后再向给定端口发送另一个ping。

现在你的任务是编写另一个程序,B类B类,每个ping运行一次。

B类B类可以返回0或1。你的任务是编程B类B类这样,此返回值与随机数的相关性核糖核酸\数学{rnd}由存储A类A类很高(没有读出)。

周围有没有人愿意提供他对“睡眠美容问题”的另一种解释?

发布人:urs公司2007年1月17日下午6:40|永久链接|对此的答复

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这里没有“半身人”,但对于另一个“第三者”的重新解释和更多内容,包括对苏斯金德关于风景的论点的批评,请参阅拉德福德·尼尔(Radford Neal)的用完全非诱导条件反射解决人类推理难题重新解释见第17页第3.4节。

发布人:大卫·科菲尔德2007年1月25日下午7:20|永久链接|对此的答复

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参见Radford Neal的用完全非诱导条件反射解决人类推理难题.

感谢您的推荐!我不知道数学arXiv中有关于人类推理的东西。

发布人:urs公司2007年1月25日下午7:32|永久链接|对此的答复

Aaronson论人类原理

为了避免我们遇到聪明的危险,并且在听到“人类原理”一词后仍然感到困惑,也许值得指出的是,在自杀实验者的所有形象背后,斯科特·阿隆森(Scott Aaronson)讨论了一个确切的事实:

第3页,共页量子计算、后选择和概率多项式时间复杂性类的定义后BQP\mathbf{PostBQP}给出了:

定义1 后BQP\mathbf{PostBQP}是语言类L(左){0,1} *L\substeq\{0,1\}^*对于它,存在一个统一的多项式大小的量子电路族{C类 n个} n个1\{C_n\}_{n\geq1}这样,对于所有输入x个x个,

(i) 之后C类 n个C_n(_n)适用于各州|00|x个|0\cdot 0\rangle\otimes|x\rangle第一个量子位被测量为|1|1级.

(ii)如果x个L(左)x\在L中,然后以第一个量子位为条件|1|1级,第二个量子位是|1|1级至少有可能2/2/3.

(iii)如果x个L(左)x \n在L中,然后以第一个量子位为条件|1|1级,第二个量子位是|1|1级概率最大1/1/3.

本声明中没有自杀或睡美人。所有人看到的都是一个被提及的后验概率。

发布人:urs公司2007年1月17日下午6:08|永久链接|对此的答复

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