# Парадокс Эпр в нейронной терминологии квантовой механики

Александр Владимирович Карасев

В нейронной терминологии квантовая механика описывается не дифференциальными уравнениями, а компьютерными программами в базе данных. Такой подход позволяет более четко отделить алгоритмы распространения волновой функции от операций редукции, которые производятся вне категорий пространства-времени. Конкретизация области действия операций редукции дополнит осмысление не только парадокса ЭПР, но и вообще квантовой когерентно-сти в целом. Открывается перспектива логически единого описания квантового мира как взаи-мосвязанной базы данных, состоящей из реляционных таблиц различной размерности и адреса-ции.

Парадокс ЭПР в нейронной терминологии


квантовой механики


А.В.КАРАСЕВ


В нейронной терминологии квантовая механика описывается не дифференциальными уравнениями, а компьютерными программами в базе данных. Такой подход позволяет более четко отделить алгоритмы распространения волновой функции от операций редукции, которые производятся вне категорий пространства-времени. Конкретизация области действия операций редукции дополнит осмысление не только парадокса ЭПР, но и вообще квантовой когерентности в целом. Открывается перспектива логически единого описания квантового мира как взаимосвязанной базы данных, состоящей из реляционных таблиц различной размерности и адресации.


Система обычная. Нажал на кнопку и дома.


Кин-дза-дза


Представим себе, что в будущем удастся-таки создать искусственный интеллект. Для этого, видимо, потребуется сначала организовать некоторую обучающую внешнюю среду, своеобразную вселенную для развития, обучения и, возможно, эволюции субъекта ИИ (в дальнейшем - Субъект). Эта вселенная должна иметь ту же самую логическую организацию, что и будущий Субъект. Например, если создание ИИ предполагается на основе нейронных сетей, то и внешняя среда должна иметь нейронную структуру.

Развившись и обучившись, данный Субъект, конечно же, первым делом определит и исследует самые элементарные, самые простейшие свойства, доступной ему в ощущениях объективной реальности. В идеале, эти свойства, очевидно, должны соответствовать нашей физике, потому что самая цель данного проекта - помощь в решении задач из нашего же мира. Иначе мы вряд ли вообще поймем друг друга. Поэтому будем считать, что наш Субъект построит в итоге и свою теорию относительности и собственную квантовую механику. Вот тут перед ним и возникнет проблема противоречия этих теорий.

Самым простым примером будет, конечно, редукция волновой функции, которая мгновенно исчезает во всем пространстве, локализуясь в одной точке, точнее, в области детектора. Однако кто видел эту функцию - то ли была она, то ли нет ее вовсе. Гораздо нагляднее парадокс ЭПР, который мы сейчас рассмотрим в терминологии нейронной сети как прообразе будущих систем искусственного интеллекта.

В нейронной терминологии волновая функция представляется в виде таблицы нейронных сигналов, которая обновляется на каждом такте нейрокомпьютера через матрицу нейронных связей, что соответствует непрерывной динамике волновой функции во времени.


Ф(y,t+dt)= Сумма <y|S(t,dt)|x> Ф(x,t)

x

где <y|S|x> - матрица связей, между нейронами x и y.

Такую сеть удобно описывать на языке баз данных SQL [1,2]. Конечно, сам Субъект и не догадывается об этих нейронах, ему мнится движение частиц в материальной среде, свойства которой определяются матрицей S.

В экспериментах ЭПР [3] фотоны в одинаковых состояниях поляризации летят в противоположных направлениях по оптоволокну. В этом случае нейросеть предельно проста и представляется двумя одинаковыми цепочками, пропускающими сигнал от нейрона к нейрону без возбуждения и искажения. Матрица нейросвязей тождественно равна единице в обоих направлениях. Важно, однако, не забывать, что нейроны, представляющие оптоволокно, хотя и не возбуждаются во время эксперимента, но все-таки существуют, хотя они и совершенно незаметны, как бы прозрачны. То есть любой нейрон из этих цепочек можно при желании заменить другим фрагментом нейросети, который будет легко возбуждаться от любого минимального сигнала и давать на выходе макроскопический поток сигналов, воспринимаясь Субъектом как фотоприемник. Именно эта возможность замены, возможность собственными руками прощупать каждый участок оптоволоконного кабеля, и создает иллюзию пространственного разделения источника и приемника фотонов. Сигнал передается от нейрона к нейрону за один такт нейрокомпьютера. Количество таких тактов создает иллюзию некоторого промежутка времени необходимого для прохождения фотонов по оптоволокну. В итоге оба фотона одновременно приходят на одинаковые поляризаторы (начнем с простейшего случая, сейчас важен только сам механизм редукции) в том же когерентном состоянии поляризации, что и при излучении.

А вот дальше происходит редукция волновой функции, которая в традиционной терминологии вообще никак не описывается - только самыми общими словами. Была, дескать, волновая функция, и вдруг раз - и нет ее. Одна дельта-функция осталась. В нейронной терминологии редукцию можно включить в общий алгоритм смены состояния, тем самым сделав ее доступной анализу и исследованию.

Анализаторы поляризации фотонов представляются в виде фрагментов нейросети с единственным входным адресом и двумя разветвлениями, завершающихся описанными выше фотоприемниками. Алгоритм нейрокомпьютера выбирает - какой из фотоприемников будет возбужден. Выбор этот происходит равновероятно из записей таблицы, соответствующих квадрату модуля амплитуды волновой функции. Волновая функция фотонов на анализаторах представляется в виде следующей таблицы

Amp

Имя таблицы (амплитуда вероятности)

Имена граф:

Rel

(+ или -)1 - входной адрес одного из двух анализаторов.

Pol

(+ или -)1 - поляризация

i

0 или 1 - мнимая единица

S

(+ или -)1 - сигнал нейрона


Каждая запись данной таблицы (нейронный сигнал) - это элемент возбуждения или торможения (S =(+ или -)1) анализатора, итоговый сигнал на входе которого определяется количеством соответствующих записей.

В итоге, если в таблице Amp есть n записей с некоторым значением идентификатора Pol=+1, у которых i=0 и m записей, у которых i=1, это соответствует амплитуде состояния поляризации

?Ф(+1)>=n+im

Соответственно, наличие p записей, у которых Pol=-1, i=0 и q записей, у которых Pol=-1, i=1, описывает амплитуду альтернативной поляризации

?Ф(-1)>=p+iq

Очевидно, что при этом амплитуда поляризации не зависит от адреса анализатора (Rel) - это общая величина для совокупности обоих анализаторов. Так в нейронной терминологии выражается когерентность измерений поляризации.

Для описания редукции вместо общих слов традиционной терминологии предлагается следующее утверждение:

Наряду с алгоритмом изменения нейронных сигналов через матрицу связей нейросети, который соответствует непрерывной динамике волновой функции в отсутствии наблюдаемых событий, существует операция изменения нейросигналов, соответствующая редукции состояния квантового объекта при наблюдаемом событии.

На языке SQL эта операция выражается командой типа


Update Amp Set Pol=+1, S=+1


что означает - заменить в таблице Amp значения граф Pol (поляризация фотона) и S (нейронный сигнал) на +1.

Но эту команду следует дополнить указанием - значения каких именно строк таблицы подлежат изменению. Именно здесь нейронная терминология предлагает дополнительную логическую возможность, которая отсутствует в традиционном описании. На языке SQL эта возможность выражается опцией Where, которая определяет область действия команды.


Update Amp Set Pol=+1, S=+1 where rel=(+ или -)1


То есть измеряемое значение поляризации меняется в обоих анализаторах на одном такте нейрокомпьютера, что создает у Субъекта иллюзию одновременности этих событий, и, следовательно, противоречия СТО. Однако, более глубокие размышления над природой и свойствами наблюдений пространства-времени [4] покажут, что никакого противоречия нет, потому что СТО обоснована только для пространственно-временных алгоритмов, а операция редукции к таковым не относится. Попытаюсь применить общую методологию Пуанкаре к данному случаю в нейронной терминологии квантовой механики.

Иллюзии пространства и времени возникают у Нейросубъекта только благодаря сочетанию следующих двух свойств:

-- Способности совершать собственные движения, сохраняя при этом целостность личности и памяти;

-- Способности запоминать собственные движения в ассоциативной памяти, так чтобы компенсировать этими движениями внешние изменениями.


Неподвижный или неспособный сопоставлять собственные движения с внешними изменениями Субъект никогда не смог бы построить никакого понятия о пространстве, все внешние изменения казались бы ему переменами состояния, вроде температуры или давления. Однако нейронный субъект - по самому замыслу проекта ИИ - конечно должен иметь обе указанные способности.

Построив собственное пространство, Нейросубъект обнаружит очевидную неприятность - он не может одновременно быть в двух различных местах. Такова расплата за возможность движения в пространстве. Сначала Субъект попробует исправить этот недостаток, используя твердые тела как эталоны пространства. Например, линейка, концы которой одновременно соединяют две точки. Однако вскоре он обнаружит, что достаточно стабильных вещей в доступном ему Нейромире не существует. Его вселенная, состоит не из вещей, но из событий. Поэтому фундаментальные эталоны он может устанавливать не свойствами вещей, но интервалами между событиями. Конечно, относительно устойчивые взаимосвязанные фрагменты нейросети (та же линейка, или, например, оптоволоконный кабель) могут казаться ему довольно твердыми телами, и он может использовать их как измерительные эталоны, но лишь весьма приблизительно - при малых скоростях и классических интервалах.

Единственной достаточно постоянно существующей в этом потоке событий вещью является только собственная память Субъекта, благодаря которой он может ассоциировать свое пребывание в одной и той же точке пространства в различные моменты. Это своеобразная компенсация за невозможность движения во времени. Поэтому ему остается единственный способ корректного построения геометрии пространства-времени - ощупывать пространство тестовым излучением, фиксируя ответные сигналы, И тут его ждет новый сюрприз.

Он поймет, что никакой сигнал не может быть бесконечно быстрым, потому что передача сигнала даже между соседними, непосредственно связанными нейронами, требует одного такта нейрокомпьютера, то есть некоторого ощутимого промежутка времени. Он никогда не сможет добраться до собственно нейронной ткани, но, конечно, заметит, что некоторые участки пространства (там, где нейронные связи простые, а нейроны не возбуждаются) пропускают сигналы с максимальной скоростью. Он назовет это областью пустого пространства, а максимальную скорость сигнала - скоростью света. Если же он обнаружит, что где-то сигнал проходит еще быстрее, то переопределит значение скорости света, а прежние области объявит не вполне пустыми, но заполненными темной материей, квантовым вакуумом или придумает что-нибудь еще.

Заложенные в основу проекта нейросети свойства однородности внешней среды приведут Субъекта к выводу о постоянстве скорости света по всей вселенной, а стремление к объективной, не зависящей от наблюдателя физике - к принципу относительности и, следовательно, к положению о равенстве максимальной скорости в инерциальных системах отсчета - независимо от движения источника света.

В итоге у нашего Нейросубъекта попросту не останется выбора кроме как принять скорость света за эталон равный единице. Других фундаментальных эталонов у него нет и быть не может. Симметричную и объективную геометрию пространства-времени.он может построить только на преобразованиях Лоренца.

Однако геометрия геометрией, но насколько СТО согласуется с теми понятиями пространства и времени, которые изначально формируются у Нейросубъекта при распределении ощущений в его ассоциативной памяти? Каково соотношение между объективным пространством-временем Лоренца и субъективным психологическим пространством-временем отдельного Субъекта? Конечно, и в Нейромире некоторое время будет господствовать убеждение в том, что геометрия Лоренца - единственно истинная и тот, кто не признает этого - просто невежда. Что постоянство скорости света - не предмет условного соглашения, но фундаментальный экспериментальный факт. Что никакого психологического времени не существует, но есть лишь буква t в преобразованиях Лоренца.

Однако будем надеяться, что и в Нейромире найдется свой Пуанкаре, который покажет, что геометрию в отдельности экспериментально проверить невозможно. Экспериментально проверяется лишь совокупность геометрия + физика. На практике геометрия выбирается из соображений красоты и удобства, которые оформляются в виде свойств симметрии и связанных с ними законов сохранения, а уж физика в любом случае просто обязана обеспечить соответствие с экспериментом - это и есть ее главная задача. Наш Субъект, конечно, будет пытаться измерить скорость света. Но, поскольку быстрее света ничего нет, вполне корректно измерить эту скорость невозможно. Любые измерения уже изначально предполагают, что скорость света постоянна, и, в частности не зависит от направления. Синхронизация часов также производится световыми сигналами. Поэтому, фактически измеряется не скорость света в отдельности, но проверяется общая непротиворечивость всего комплекса наших теоретических воззрений и представлений. Тем более, когда эти представления применяются в областях принципиально недоступных экспериментальной проверке - в далеких туманностях в зареве Большого взрыва. Тогда приходится просто, как дядя Вова в поисках Ашхабада в галактике Кин-дза-дза сказать - нет, давай будем считать, что все законы природы и мировые константы неизменны в пространстве, времени и по направлениям.

Будем надеяться, что коэффициент соответствия теории и практики у Нейросубъекта не составит менее наших теперешних 4.75%. Основанием для такой надежды служит убеждение в том, что будущие конструкторы искусственного интеллекта, чтобы обеспечить хотя бы основу будущего взаимопонимания, в самый фундамент проекта положат не физику и не математику, но общие принципы красоты и симметрии.

Таким образом, на более глубоком уровне понимания теория относительности будет представляться нашему Субъекту отнюдь не незыблемым принципом мироздания, но всего лишь удобным способом объективного и симметричного описания и сравнения последовательности событий, при отсутствии стабильных масштабов пространства и времени, когда не за что уцепиться, кроме скорости света, заряда электрона и других мировых констант. Преобразованиям Лоренца будут соответствовать только проявления непрерывных, локальных перемещений и изменений, когда нейронные сигналы передаются между непосредственно связанными нейронами на последовательных тактах нейрокомпьютера. В классическом пределе эти сигналы переходят в обычные перемещения частиц, которые можно компенсировать последовательностью собственных движений Субъекта, или хотя бы представить таковые движения в воображении. Операции редукции собственными движениями компенсировать нельзя, они производятся сразу для всей нейросети на одном такте нейрокомпьютера и поэтому относятся не к пространственным изменениям, но к изменениям состояния объекта.

Попытки осмыслить редукцию часто приводят к сверхсветовым частицам, обратным во времени волнам и другим причудливым пространственно-временным конструкциям. Потому что в традиционной терминологии нет ничего, кроме пространства и времени, волн и частиц. А в нейронной терминологии эти понятия вторичны, они возникают у Субъекта в процессе классификации потока нейронных сигналов и алгоритмов. Поэтому здесь более нагляден тот факт, что операции редукции не относятся к собственно пространственным операциям и, следовательно, лежат за пределами области действия СТО. Здесь можно просто сказать - ну существуют такие операции и все.

Очевидно, что в операции редукции Update опция where определяет область когеренции событий. То есть можно сказать так - те события, которые подлежат одной области where являются когерентными, иные же - нет. Казалось бы, то же самое. Однако сразу открывается возможность логически единого квантового описания чуть ли не всей Вселенной. То есть построения единого алгоритма нейросети, в отдельных фрагментах которой будут наблюдаться события, приниматься решения. И в то же время другие фрагменты будут пребывать как бы во взвешенном, неопределенном состоянии. В современной терминологии квантовая механика остается описанием одной, отдельно взятой системы между двумя последовательными событиями. Нейронная терминология позволит распространить это описание на весь мир в целом, то есть создать единую квантовую картину мира в виде взаимосвязанной базы данных, состоящей из реляционных таблиц различной размерности и адресации. В этой картине интересно было бы пересмотреть представления о скрытых измерениях пространства, о струнах и мембранах путем введения дополнительных таблиц, или даже дополнительных нейронных слоев нетривиальной адресации, непосредственно не участвующих в повседневных проявлениях, но обеспечивающих свойства квантовых взаимодействий. Таким образом, явное выражение области действия редукции в виде опции where является мощным логическим дополнением всей схемы квантовой механики, возможно именно тем самым дополнением, которое подразумевалось в словах о том, что квантовая механика неполна.

Возможно ли все же как-то использовать редукцию для передачи информации? Для этого надо уметь активно управлять операцией Update. Например, если наблюдатель измеряет давление жидкости или газа, то он по закону Паскаля довольно точно знает, что это давление одинаково одновременно во всем объеме - сколь бы тот ни был велик. Но такое знание еще не есть информация. Для передачи информации нужно уметь активно влиять на это давление, так чтобы передавать кодированные сигналы.

Для этого рассмотрим, как в нейронной терминологии описывается выбор события - в данном случае измерения поляризации фотона. Составляется новая таблица - спектр вероятности события, из которой равновероятно выбирается только одна строка. Чтобы вероятность события определялась квадратом модуля амплитуды возьмем 2 раза одну и ту же таблицу Amp и составим новую таблицу, которая и будет спектром вероятности:

Select

From Amp A, Amp B

Выбрать все комбинации записей из двух идентичных копий (A и B) таблицы Amp,

Where A.pol = B.pol

у которых совпадают поляризации

And A.i = B.i

и графа мнимой единицы


В итоге, если в таблице Amp есть n записей с некоторым значением идентификатора Pol=+1, у которых i=0 и m записей, у которых i=1, в спектре вероятности будет n**2 + m**2 записей, что соответствует квадрату модуля комплексного числа

Соответственно, для поляризации Pol=-1 будет p**2 + q**2 записей

Очевидно, что область действия команды Select является как бы дополнением к области команды Update, что является нейронной формулировкой принципа неопределенности. Отсутствие в области действия команды Select адресов анализаторов означает, что спектр выбора поляризации один и тот же для обоих анализаторов сразу. То есть измерения поляризации когерентны.

В неуправляемом объекте выбор строки из таблицы спектра вероятности происходит случайно и равновероятно. Именно такие объекты мы и называем физическими, а вероятность события для них определяется квадратом модуля волновой функции. Но если Нейросубъект научится целенаправленно выбирать требуемую строку, он сможет действительно мгновенно передавать информацию, кодируя поток фотонов на противоположном анализаторе, где будет приниматься нечто вроде телеграммы.


Подчеркнем, что такой способ передачи информации будет принципиально нефизическим в том смысле, что он (в отличие от обычного телеграфа) не связан с распространением какой-либо материи и поэтому не может существовать в неживой природе. Электромагнитные волны существуют независимо от того, модулирует их кто-нибудь или нет. А для ЭПР-телеграфии обязательно наличие достаточно интеллектуальных субъектов, способных изнутри взломать программу, на которой они сами же и написаны. Без этого процессы редукции будут хаотичны, а из хаоса никакой информации не достанешь.

Возможна ли операция Update для всего Субъекта в целом, то есть телепортация? Сохранит ли субъект телепортации память, настолько, чтобы внятно рассказать о том, что видел в далеких нейронных фрагментах и отличить свой рассказ от галлюцинации? Существуют ли более сложные, более глубокие нейронные алгоритмы, чем те, что соответствуют диаграммам Фейнмана?

Исследования физических (то есть примитивно алгоритмизированных) объектов в этих вопросах абсолютно бесполезны. Ответить на эти вопросы Субъект сможет лишь тогда, когда сам построит свою собственную модель нейронного мира и собственными руками прощупает алгоритмы хотя бы простейшей ассоциативной памяти. Только тогда же он сможет и понять, как его субъективные воспоминания связаны с общей памятью нейросети.

И здесь самое печальное. Для того, чтобы пространство-время Нейросубъекта соответствовало нашему, необходимо обеспечить процесс старения и конечности существования отдельных личностей. Бесконечно существующая, нестареющая личность вряд ли вообще сможет построить понятие необратимого времени. Или это понятие не будет соответствовать нашему. Недаром решающий мысленный эксперимент о свойствах пространства-времени - парадокс близнецов - основан не на показания физических часов (их всегда можно подкрутить), но на процессе старения. Его не подкрутишь. То есть самые фундаментальные часы нейромира - не физические и даже не психологические, а биологические. Как они устроены? Как психологическое и биологическое время связано с физическим? Количеством распределенных в памяти впечатлений? Почему одни стареют быстро, а другие медленно? Вот вернется такой не постаревший близнец, а ему скажут - да ты просто хорошо сохранился. Бывает ведь и такое.

Напомню, что мы рассмотрели простейший случай ЭПР экспериментов - одновременная регистрация фотонов на параллельных поляризаторах. В случае, например, некоторого угла между поляризаторами все, конечно, усложняется. Однако, поскольку состояние объекта описывается комплексной амплитудой, нейронный алгоритм соответствует истинно квантовой теории, а не какой-либо теории скрытых дополнительных параметров. То есть должны выполняться неравенства Белла, которые как раз и опровергают подобные теории. Однако сейчас нас интересует не это опровержение, а сам механизм редукции, ради рассмотрения которого собственно и привлекается нейронная терминология. Все остальное гораздо проще описывается традиционным образом.

Нейронная терминология придумана не для решения практических задач, а для осмысления общих принципов квантовой физики и осознания ее места в единой картине мира [5,6].


Литература


1. Карасев А.В. Трехмерное пространство и спин электрона в нейронной терминологии. Квантовая Магия, 2011, том 8, вып. 2.

2. Карасев А.В. Эгоистичный ген в транзакционной интерпретации квантовой механики. Квантовая Магия, 2010, том 7, вып. 2.

3. Aspect А. Теорема Белла: наивный взгляд экспериментатора, (Пер. П.В.Путенихина), Квантовая Магия, 4, 2135 (2007)

4. Пуанкаре А. О науке.- М.: Наука, 1990.

5. Карасев А. В. Нейронная картина мира. Вестник новых медицинских технологий. 2002. том 9. N 2.

6. Карасев А.В. Обоснование витализма в нейронной терминологии квантовой механики. Квантовая Магия, 2012, том 9, вып. 1.


1


7