Teoría del constructor - Constructor theory

La teoría de constructores es una propuesta para un nuevo modo de explicación en física fundamental en el lenguaje de la teoría ergódica , esbozada por primera vez por David Deutsch , un físico cuántico de la Universidad de Oxford , en 2012. La teoría de constructores expresa leyes físicas exclusivamente en términos de las cuales las transformaciones físicas, o tareas , son posibles versus cuáles son imposibles y por qué. Al permitir tales enunciados contrafácticos en la física fundamental, permite que se expresen nuevas leyes físicas, como la teoría del constructor de la información.

Visión general

Los elementos fundamentales de la teoría son las tareas: las especificaciones abstractas de las transformaciones como pares de atributos de entrada y salida. Una tarea es imposible si existe una ley de la física que prohíbe que se realice con precisión arbitrariamente alta, y es posible de otra manera. Cuando sea posible, se puede construir un constructor para ello, nuevamente con precisión y confiabilidad arbitrarias. Un constructor es una entidad que puede hacer que ocurra la tarea mientras conserva la capacidad de causarla nuevamente. Los ejemplos de constructores incluyen un motor térmico (un constructor termodinámico), un catalizador (un constructor químico) o un programa de computadora que controla una fábrica automatizada (un ejemplo de un constructor programable).

La teoría fue desarrollada por los físicos David Deutsch y Chiara Marletto . Reúne ideas de diversas áreas, incluida la termodinámica , la mecánica estadística , la teoría de la información y la computación cuántica .

Se afirma que la mecánica cuántica y todas las demás teorías físicas son teorías subsidiarias , y la información cuántica se convierte en un caso especial de superinformación .

La teoría constructora de la vida de Chiara Marletto se basa en la teoría constructora.

Motivaciones

Según Deutsch, las teorías actuales de la física basadas en la mecánica cuántica no explican adecuadamente por qué algunas transformaciones entre estados del ser son posibles y otras no. Por ejemplo, una gota de tinte puede disolverse en agua, pero la termodinámica muestra que la transformación inversa, del tinte volviendo a agruparse, es efectivamente imposible. No sabemos a nivel cuántico por qué debería ser así. La teoría del constructor proporciona un marco explicativo construido sobre las transformaciones mismas, en lugar de los componentes.

La información tiene la propiedad de que un enunciado dado podría haber dicho algo más, y una de estas alternativas no sería cierta. Se dice que la alternativa falsa es " contrafactual ". Las teorías físicas convencionales no modelan tales contrafactuales. Sin embargo, el vínculo entre la información y las ideas físicas como la entropía en un sistema termodinámico es tan fuerte que a veces se identifican. Por ejemplo, el área de un agujero negro 's horizonte de sucesos es una medida tanto de la entropía del agujero y de la información que contiene. La teoría de constructores es un intento de salvar esta brecha, proporcionando un modelo físico que puede expresar contrafácticos, permitiendo así que las leyes de la información y la computación se vean como leyes de la física.

Esquema

En la teoría del constructor, una transformación o cambio se describe como una tarea . Un constructor es una entidad física que puede realizar una tarea determinada repetidamente. Una tarea solo es posible si existe un constructor capaz de realizarla, de lo contrario es imposible. Para trabajar con la teoría del constructor, todo se expresa en términos de tareas. Las propiedades de la información se expresan luego como relaciones entre tareas posibles e imposibles. Los contrafactuales son, por tanto, declaraciones fundamentales y las propiedades de la información pueden describirse mediante leyes físicas. Si un sistema tiene un conjunto de atributos, el conjunto de permutaciones de estos atributos se considera un conjunto de tareas. Un medio de computación es un sistema cuyos atributos se permutan para producir siempre una tarea posible. El conjunto de permutaciones y, por tanto, de tareas, es un conjunto de cálculo . Si es posible copiar los atributos en el conjunto de cálculo, el medio de cálculo también es un medio de información .

La información, o una tarea determinada, no depende de un constructor específico. Cualquier constructor adecuado servirá. Esta capacidad de información para ser transportada en diferentes sistemas físicos o medios se describe como interoperabilidad y surge como el principio de que la combinación de dos medios de información es también un medio de información. Los medios capaces de realizar cálculos cuánticos se denominan medios de superinformación y se caracterizan por propiedades específicas. En términos generales, ciertas tareas de copia en sus estados son tareas imposibles. Se afirma que esto da lugar a todas las diferencias conocidas entre la información cuántica y clásica.

Referencias

Bibliografía

enlaces externos