Физикам удалось измерить минимальное количество тепла, рассеиваемого системой при стирании одного бита информации. Опыт имеет прямое отношение к подтверждению второго начала термодинамики, поиску границ эффективности компьютеров и способов обхода этих пределов.
Выдающийся эксперимент провели исследователи из трёх университетов Франции и Германии. Они построили ячейку памяти на основе микроскопической коллоидной частицы и впервые измерили энергию, безвозвратно рассеиваемую в окружающую среду при уничтожении информации в ней. Это количество тепла оказалось близким к значению, предсказанному 51 год назад.
Рассеиваемое схемой тепло определяет минимум мощности, необходимой данной машине для работы. Этот предел (по теории он составляет примерно 10-21 Дж на каждый стираемый бит) определяется принципом Ландауэра, являющимся своеобразным отражением второго закона термодинамики и закона неубывания энтропии.
В соответствии с ними необратимое стирание информации является диссипативным процессом.
В самом деле, если в начале опыта мы имеем ячейку, которая с равной вероятностью может содержать 0 или 1, у нас имеется некая ненулевая энтропия (мера беспорядка).
Если далее мы сотрём информацию, переведя значение бита в 1, вне зависимости от исходного его состояния, энтропия ячейки памяти станет равной нулю (у нас ведь появляется полная определённость). При этом информация разрушается, поскольку у нас нет возможности узнать предыдущее значение ячейки (перезапись бита куда-либо – не считается).
По законам термодинамики эта потерянная энтропия должна быть передана внешней среде в виде тепла. Однако измерить его на опыте было очень сложно, так как речь идёт об очень малой величине.
Этот подвиг и удалось совершить французским и немецким экспериментаторам. Как повествует Physics World, они взяли кварцевую бусинку диаметром два микрометра и поместили её в воду.
На бусинку был направлен лазерный луч оптического пинцета. При этом свет был отрегулирован так, что были созданы две потенциальные ямы, в которые мог свалиться этот шарик. Условно они были названы «левая» и «правая». Им присвоили логические значения 0 и 1.
Управляя глубиной каждой из ям по отдельности, а также высотой барьера между ними, учёные могли влиять на вероятность нахождения бусинки в правом или левом положении, а значит — записывать в ячейку информацию и стирать её.
Так, если барьер был невелик, хаотичное тепловое движение могло перебрасывать бусину из одного положения в другое с равной вероятностью, далее если яма «1» делалась глубже, чем яма «0», то бусина с большей вероятностью попадала в правое положение. Теперь можно было тут же увеличить высоту энергетического барьера и зафиксировать это новое состояние ячейки памяти.
За всеми перемещениями шарика следила высокоскоростная камера, показания которой и помогли вычислить тепловую энергию, передаваемую от движущегося шарика воде (за счёт сил трения) в момент перескока из одной потенциальной ямы в другую.
Экспериментаторы провели этот опыт сотни раз с разными значениями времени перехода шарика из одной позиции в другую. Полученные данные оказались хорошо согласованными с принципом Ландауэра. (Подробности опыта изложены в Nature.)
Это достижение поможет прояснить сразу несколько вещей. Во-первых, таким путём физики пытаются понять, что будет происходить по мере снижения размеров частей микросхем и приближения их к масштабу, на котором затрачиваемая мощность будет сравнима по порядку с тепловыми флуктуациями.
Во-вторых, опыт поможет взглянуть свежим взглядом на попытки обойти лимит Ландауэра. А тут намечается несколько путей.
Например, учёные рассуждают о возможности организовать обратимые вычисления (Reversible computing), в которых энтропия всей системы не возрастает.
Кроме того, не так давно теоретики показали, что в квантовых компьютерах стирание битов может приводить к отрицательным значениям энтропии ячейки и охлаждению системы, вместо рассеивания тепла. Этот трюк является в некотором роде обходом принципа Ландауэра.
Наконец, как атаку на второе начало можно воспринимать реализованный японцами полтора года назад двигатель Сциларда (он же – вариация демона Максвелла), который превращает информацию в энергию. Правда, законы термодинамики и тут устояли, несмотря на работоспособность системы.
Итак, внимание, Знатоки, Вопрос: до какой температуры разогреется винчестер емкостью 5 терабайт при форматировании :D
"до какой температуры " — ответ, практически на до какой не разогреется (от данного процесса).
В принципе же Ландауэра речь идёт именно о сбросе состояния рассматриваемых ячеек в одно заранее определённое положение — например «все на 1».
Кстати, пример некорректный, ведь «форматирование» — не равно «стирание».
----------------------------------------
Смотря какое. Полное равно. Быстрое = изменение таблицы явно не равно...
Что если энергетический эффект любого процесса можно посчитать исходя из количества информации, необходимой чтобы описать изменения реальности, произведенные данным процессом? Даже если это всего-лишь трение досточки о досточку?
Я давненько не мониторил эту тему, так что подкиньте ссылок на описание практических реализаций по восстановлению данных затертых 7-кратной перезаписью спец.паттерном. Плииииз. :)
А на счет не белый шум — верно. Я ведь не просто так взял в кавычки. Увы, но программно получить его невозможно, а реальный ГСЧ на писюки не ставят. Так что все что программистам доступно — ПГСЧ и сбор энтропии. Будь им доступен белый шум, все криптографы радостно возовопили бы... :)
----------------------------------
Где учились передёргивать колоду? :) Може 10-кратной я говорил а месье запамятовал? :))
Вы восстанавливаете информацию не разбирая винчестера? Т.е. пользуясь только штатным пользовательским интерфейсом?
Современные винчестеры не поддерживают LowLevelFormat. Да и необходимость в нём отпала.
Вот возьмите и расскажите как собираетесь в реальных условиях считывать информацию с потертого, ну хотя бы с помощью fastcopy, винта.
>Да и необходимость в нём отпала.
----------------------------------
Ну это вы погорячились, Иван. То что вам никто не рассказал как получить доступ к API прошивки, это не значит что LLF не нужен или не поддерживается. Это ведь сама суть винчестера, без которой это просто замысловатый кирпич. :)
>замысловатый кирпич. :)
------------------------------------
Это, прямое чтение/запись, ведь сама суть винчестера, без которой это просто замысловатый кирпич. :)
(Тьфу ты, по кнопке промазал)
Применение в жестких дисках заводской разметки магнитного диска на сектора привело в стандарте ATA-3 к отказу от команды «Format track» с кодом 50h. По этой же причине процедура низкоуровневого форматирования (Low-Level format) была исключена из BIOS’а современных материнских плат. Несмотря на это, в сети до сих пор упорно существует миф о возможности программного низкоуровневого форматирования, который порождает создание программ — «дурилок», просто заполняющих жесткий диск нулями, очищая его от информации.
Так что спасибо за поправку. :)
>стертую информацию?
--------------------------------------
Это следствие технологии, а не задумка проектировщика (так же как и «испарение» данных с конфискованных SSD). Полностью удалить файл можно только спецутилитами. Они правильно перезаписывают данные посекторно, перед удалением файла. Спецпаттерн более эффективен для противостояния анализу, чем песни. Чем более хаотичен сигнал, тем лучше. При существующих технологиях магнитной записи, размеры доменов таковы, что остаточная намагниченность стала мифом. Информацию проще трояном утянуть чем восстановить с потертого винта. Это хорошо понимают копирасты, поэтому ловят не винты, а трафик.
# dd if=/dev/zero of=/dev/sda
Извлечете что-либо кроме нулей — Вам нобелевку дадут ;)
А если серьезно, сложно смирить свою интуицию с тем фактом, что два куска железа одного изотопного состава весом в 56 грамм могут иметь разницу потенциальных энергий в 600 джоулей просто в зависимости от расположения изотопов в решетке. Интуиция упрямо говорит, что информация — субъективная вещь, да еще к тому же может быть неактуальной, неполной и даже недостоверной.
Уверен, эти ее показатели еще предстоит включить в формулу, описывающую преобразование теряющейся энергии в приобретающиеся гранты бусинкой в воде:)
По теме: работа очень перспективная. Тут не только микромир затрагивается. Скажем, в сети мне попадалась где-то идея о связи принципа Ландауэра с... тёмной энергией Вселенной. Мол при изменении космологических границ и количества доступной наблюдателю информации энтропия то ли растёт, то ли падает, не помню, что проявляется в силах расталкивания. Ну упрощённо как-то так.
А уж если приложить Ландауэра к квантовым компам, там такие логические дебри начинаются... :-)
И еще о мозге, как чудовищно сложной системе, не подчиняющейся второму закону термодинамики и, как следствие, меняющей законы физики в представляемой области пространства-времени (да, даже времени), чтобы сберечь общую энтропию неизменной. Да, так, что попахивает дальнодействием и нарушением причинности.
Даже девайс, использующий этот эффект есть — Mind Lamp:)
И еще о мозге, как чудовищно сложной системе, не подчиняющейся второму закону термодинамики и, как следствие, меняющей законы физики в представляемой области пространства-времени (да, даже времени), чтобы сберечь общую энтропию неизменной. Да, так, что попахивает дальнодействием и нарушением причинности.
------------------------------------------
Именно. О чём я не первый год... Феномен наблюдателя...
Что же касается энергетических характеристик информации, то на этот вопрос должна отвечать термодинамика, а не информатика, то есть минимум энергии должен совпадать с неким основным уровнем вешества, отвечающего минимуму энергии. Естественно, что любая неоднородность структуры по сравнению с основным уровнем будет сопровождаться увеличением энергии, но это увеличение будет характеризоваться не количеством информации, а свойствами вещества.
А может и достаточно, только для существования вне пространства-времени. Кто его знает, что там — вне пространства-времени? :)
Отчасти прав. При определённых условиях, скорей всего, можно будет выделить и 0,5 бита. Поскольку оценка информации осуществляется разными наблюдателями. То, что для Боба будет выглядеть 2 битами, для Алисы может выглядеть как 1. И соответственно если для Боба будет 1 бит, то Алиса может и вовсе не получить никакой информации. Или получить с вероятностью в 50%.
Вопрос. Какая энергия изменилась? Доминошки стали легче? Тяжелее? И на сколько?
---------------------------------
Относиьтельно кого-чего? Пятнышки на доминошках это что для кого? :)
С учётом низкого кпд процесса и большой массы доминошек можно уверенно сказать, что вы потратили намного-намного больше джоулей, чем следовало бы из минимума Ландауэра. Точно также, как и реальный компьютер при вычислениях тратит на много порядков больше энергии, чем мог бы в теории.
В описанном же опыте учёные приблизились именно к теоретическому минимуму затрат на вычисления. Их интерес — поиск нижней границы на «переворот домино», определяемой термодинамикой.
в конце концов если покопаться в числе ПИ, то в бесконечном множестве цифр можно найти любую секретную информацию
------------------------------------------------------
Верно. Но замечу что она «наблюдателезависима».
=====================================
(надо только знать, где искать :)
-----------------------------------------------------
Вот-вот....
Иван Петиров. Дело не в том тяжёлые доминошки или лёгкие. Дело в том что «пятнышки» инфа не для всякого наблюдателя и уж точно разная по «битности» для разных наблюдателей...
Читал-читал, и хочу вас поддержать.
Действительно, физика с информацией не работает. Разве что квантовую за уши притянуть — все-таки там иногда говорят о «наблюдателе», но никогда об информаци. Вот такой тупой там наблюдатель.
Физика работает с энтропией, а энтропия и информация непосредственно друг в друга не переходят. Это легко доказать отсутствием закона сохранения информации.
Ну и конечно — здравый смысл. Наибольшей энтропией обладает белый шум и ... оптимальный код, когда последовательность минимальной длинны несет максимальное количество информаци.
Доказать опять же просто: труднее всего, т.е. теоретически невозможно, сжать белый шум.
И вообще, информатика корректна по отношению к физической картине мира, потому что она сразу, с первых шагов открестилась от физического носителя — как причастного к своим делам. Он для нее только носитель
Основополагающая теорема теории связи — Теорема Шеннона, о кодировании, начинается со слов: «для источника информации без памяти ...». Ну и где здесь носитель?
И наконец о стирании — там в статье все написано Леонидом Поповым: есть +; есть -, все есть. А что касается магнитного диска — я вообще не пойму в чем проблема: разве энергия преодоления гистерезиса — это тайна покрытая мраком. Думаю нет, иначе как считать напряженность магнитного поля на головке для записи/стирания?
Это легко доказать отсутствием закона сохранения информации.
---------------------------------------
Да что вы? Хокинг и Ко только и твердят о сохранении информации скажем....
А теперь оглянемся вокруг — не изменилось ли чего? :), А у Вас? )))
Вот видите — все сохранилось.
А вы не читали сам принцип Ландауэра? Стирание информации сопровождается выделением энергии. Кристаллизация это тоже диссипация энергии с уменьшением энтропии. Но чтобы преднамеренно что либо кристаллизовать, упорядочить надо затратить гораздо больше энергии, чтобы преодолеть второе начало, холодильники этим и занимаются. Стирают информацию)
вы хотите сказать что в числе Пи после запятой, при бесконечной записи цифр есть например телефонная база МТС?
каждая новая цифра после запятой не связана никак с предыдущими, соответственно энтропия довольно высока, если не равна 1. А вот в структурированной информации вероятность следующего символа сильно зависит от предыдущего, соответсвенно при всей трансцендентности числа Пи, кроме знаков после запятой нет никакой полезной информации.
При изменении носителя информации может выделяться или поглощаться энергия, информация же понятие идеальное, и существует только как часть нашего сознания.
А как к этому относиться, каждый решает сам. Поскольку никто не знает даже что такое масса-энергия, не говоря уже о том, что такое пространство-время, то массово-информационные трансмутации для кого-то дело теорфизики, а для кого-то — философии и даже веры:)
А может и не спутали. :)
То, что физическая работа реального носителя сопровождается затратами энергии и потерями тепла — очевидно.
Неочевидно, что к изменению энтропии системы может привести потеря информации как таковой (вне зависимости от способа реализации памяти), именно потому они и говорят о _нижнем_ пределе затрат энергии.
Здесь, на мой взгляд, есть определённая ступенька в осознании. Потому что на горизонте и правда маячит что-то фундаментальное, вроде планковской длины или поляризации вакуума.
Нет, не может. Но имхо смысл разный. Тут нужно за деревьями увидеть лес.
Для меня как раз интерес представляет зыбкий переход от абстрактного (мы знаем или не знаем состояние ячейки) к физическому следствию — меняется энтропия в системе.
Если, конечно, сама трактовка проведённого опыта верна, получается, что абстрактное знание может иметь физические последствия на уровне термодинамики (тут показателен опыт с двигателем Сциларда, ссылка в тексте).
Вот тут и есть интересный момент. Хотя всякие википедии твердят, что энтропия в информации и в термодинамике — это разные вещи, авторы работы как-то так вот перескакивают от стирания битов к вполне реальной теплоте.
Вероятно, чтобы докопаться, нужно лезть в дебри принципа Ландауэра, но тут я настолько подкован, увы.
Ведь только технология может работать с предметом, у которого нет не только общепринятого, но и просто научного определения: что такое информация: смысл кода или сам код?
Данные -> Информация -> Знание
В белом шуме море данных, но нет информации
Это означает, что речь идет не об энергии информации, а об энергии запоминающих устройств на элетронных переходах.
_Вообще-то уже есть определения:
Данные -> Информация -> Знание
В белом шуме море данных, но нет информации
Вы сами видите — путаница.
Хорошо было бы та: код — любая посследовательность символов априрно установленного алфавита, информация — то, полезное, что можно извлечь из этого кода.
Но тогда причем здесь принцип Ландауэра?
Правильно здесь кто-то сказал (примерно так): надо перестать путать сигналы и символы.
_код это информация, а смысл кода это полезная информация
Корова — это молоко, а молоко — это когда оно в стакане.
Соответственно, принцип Ландауэра: минимальный размер коровы, для 1 стакана молока равен ....
---------------------------------------
Никакой путаницы. Вот с кодом есть, так как код уже несет в себе преобразование. Поэтому есть код который информация, но есть и код который знание. Если немного детальнее развернуть своими словами, то:
данные — состояние среды возникающее на границе взаимодействия среды и, одно или нескольких, объектов. Данные могут быть приняты любой детекторной сетью.
Информация — данные прошедшие первичную обработку и упаковку для хранения в БД.
Знания — обработанная информация в целях получения алгоритма действия..
Информация — данные прошедшие первичную обработку и упаковку для хранения в БД.
-------------
Так что хранится в БД: информация, код или знания? — думаю, что кроме 0 и 1 ничего, даже в пустой БД. Тогда может быть энергия Ландауэра :)
--------------------------------------------
Если грубо, то все. И с утверждением что «сон — процесс перевода данных из оперативной в постоянную память» не согласен, т.к. Не выдерживает линейной критики. Простая линейная запись имеет почти такую же скорость как и запись в буфер — технология одна. Так что замедление при работе с постоянной связана с другими процессами, идущими параллельно. Индексация, сортировка и упаковка совсем не дешевые процессы как с точки зрения вычислительных, так и временных ресурсов.
Формат хранения не имеет значения, тем более что их не один, а как и в нашей ВТ (а с кого пример-то брали?), у людей многоуровневая система форматов — для каждой кошки, свое лукошко.;)
Формат хранения не имеет значения, тем более что их не один, а как и в нашей ВТ (а с кого пример-то брали?), у людей многоуровневая система форматов — для каждой кошки, свое лукошко.;)
------------------
Конечно, дело не в формате, но и не в линейной перезаписи. (вас опять давит компьютерная метафора)
Мозг ничего не вычисляет — ему это очень трудно, он просто работает.
Говоря о преводе в долговременную память, я применил общепринятую терминологию, но имел ввиду другое.
Вы же сами говорите — система многоуровневая. Это и уровни иерархии, и по интервалам времени — как на бирже.
В данном случае, сон — это прямые и обратные рекурсии. За один проход трудно установить все связи, вот в течении сна (он может проходить и без сновидений — как говорится: «мозг отдыхает», а на самом деле отдыхает сознание — «эмерджентность»), новые сведения увязываются с прежними. Что и воспринимается исследователями, как переход в долговременную память.
И если память активная — то этот процесс действительно приводит к снижению энтропии, что интерпретируется как «отдых».
Если не давать мозгу спать, рост энтропии за счет прямого усвоения информации (без рекурсий) в конце концов, приводит к потери обратимости памяти, а следовательно, т.е. утрате усвоенных сведений. (Что мы не раз наблюдали во время вычислительных экспериментов на модели простой ассоциативной памяти, и с аппаратом Активной памяти)
---------------------------
Это не метафора а словарный запас давит. Что поделать, издержки профессии
>Мозг ничего не вычисляет
------------------------------
Именно что вычисляет. Оперирование цифрами — частный случай вычисления. Осознание нами движения объекта с помощью зрения — результат работы аналогового вычислителя, рассчитывающего разницу (вычитание) двух кадров. Неподвижные объекты человек, как и лягушка, видеть перестает.
Определение скорости на слух то же вычисления. Если арифметика дискретна, то это не вводит запрета на выисления с функциями в качестве операндов. (как пример компаратор) . Другой вопрос, что эти вычисления не концентрируются в одном месте — сеть распределенная. В качестве локальных вычислителей может выступать любой нервный узел. Тот же глаз, точнее нейронная структура глазного яблока детектирует (вычисляет) сам факт наличия движение.
>сон — это прямые и обратные рекурсии
------------------------------
Я почти уверен, что обычный сон — эхо в эмоциональном слое от работы в интеллектуальном. Все наши нейронные образования носят эволюционный, эмерджентный характер и поэтому имеется обратная, паразитная, связь между ними. Собственно благодоря этому, определенной автомномности и при наличии связанности как потомка с родителем, и возможны осознанные сновидения.
>если память активная — то этот процесс действительно приводит к >снижению энтропии
-----------------------------------
Энтропия ну никак снижаться не может. Хоть термодинамическая, хоть информационная, но она в пределе не убывает. Другой вопрос, что помимо энтропии есть негэнтропия. Для системы оцениваться должен их баланс, а не единичный процесс. Вот баланс может быть как положительным, так и отрицательным. При простом запоминании данных, растет энтропия системы, т.к. каждый новый включенный элемент добавляет собственную энтропию. Без обработки, которая может увеличить негэнтропию, система деградативна. Ведь обработка порождает из данных информацию, которая обладает эмерджентностью и соответственно расширяет негэнтропию. Каждый акт генерации информации, вне зависимости от повторного использования отдельного набора данных, порождает свой собственный «квант» негэнтропии. Поэтому-то в усложняющейся системе баланс всегда положителен.
>аппаратом Активной памяти
------------------------------------
Тут для меня есть неясность, так что если не трудно, уточните о какой концепции активной памяти речь? Часом не за авторством Хофман?
«Осознание нами движения объекта с помощью зрения — результат работы аналогового вычислителя, рассчитывающего разницу (вычитание) двух кадров» конец цитаты.
----
Вычислить действительно можно, но вы молодец — аналоговые вычисления. Да, такие машины были — аналоговые, я с них начинал. Но это не вычисления, а моделирование.
Мне представляется, что разницу совсем необязательно вычислить, ее можно непосредственно увидеть — как мы видим «время» (а не цифры) на стрелочном циферблате.
Кстати я очень долго сопротивлялся этим «цифрам», вместо «времени», и все-таки сдался — ношу стрелочные наручные часы.
Ну а о том, что внутри вашего поста — сегодня, но по-позже.
Дмитрий Михайлов 22 марта, 17:35
«Энтропия ну никак снижаться не может. Хоть термодинамическая, хоть информационная, но она в пределе не убывает. Другой вопрос, что помимо энтропии есть негэнтропия». (конец цитаты)
Здесь какая-то каша. Такое впечатление, что в вас говорит «чайник» (в хорошем смысле), который все понимает больше, чем может сказать.
Во-первых, энтропия — она и в Африке, энтропия: хоть термодинамическая, хоть информационная (разница только в размерности), хотя... :).
Во-вторых: негоэнтропия — «это мы не понимаем» (Кин-дза-дза). Т.е. гипотезу такую знаю, но поскольку механизм ее реализации ни кем не показан — не понимаю.
А снижение показателя энтропии при накоплении информации было реально получено в вычислительном эксперименте на концептуальной модели активной памяти. Т.е. это не плод умозаключений, а экспериментальный факт.
И действительно, С. Роуз призывает рассматривать АП как «живой организм»: «память — это „Я“, существующий в мире смысла» — эти слова принадлежат именно ему.
Исследуя познавательную деятельность животных, Роуз пришел к выводу, что живой памяти небезразлично, что будет с ее информацией, и какой в ней заключен смысл.
Т.е. Активная память «понимает» смысл хранимых данных, и за счет этого может сохранять их в более компактном коде.
Не думаю правда , что скоро придется на практике преодолевать этот предел:)
Выходит , нужно потратить не менее 1 джоуля , что бы записать сто миллионов терабайт.
Или же не менее 1 ватт/часа для записи 360 млрд терабайт
У вас для корректности опыта должны быть равные порции этих молекул и равные порции ячеек, содержащих некий набор из 0 и 1. РАР там не РАР — без разницы — у вас имеется носитель на N бит и всё, что означают эти биты — никого не волнует.
Далее — «не несёт определённой» — это как? Если там есть нули и единицы — значит что-то он несёт, пусть даже для потребителя эти нули и единицы будут бессмысленны. Значит этот случай — копия первого.
Третий вариант — с нулями — некорректен. Ведь вы точно знаете, что вам ничего менять не надо. А смысл описанного в статье принципа в том, что не зная состояние ячейки вы просто приказываете ей стать единицой (или нулём — это неважно), далее — следующей и так по всей памяти.
Теперь как будем стирать? До абсолютного нуля вы ничего не охладите, можете только приблизиться. При этом сама аппаратура, которая будет заведовать всем описанным хозяством, будет потреблять и греться — ещё фактор помехи.
В общем, в нынешнем-то опыте учёные едва разобрались с единственной микрометровой бусинкой, убрав все посторонние моменты. А для вашего опыта нужно создать что-то вроде квантового компьютера на миллиардах отдельных йонов, пойманных в оптические ловушки и охлаждённых до микрокельвинов.... Сомнительна реальность такого эксперимента.
А если его осуществить — что он даст? Первые два случая неотличимы, третий — некорректен по постановке. Так мне кажется. Но я тут не спец.
И еще при записи 1 бита систему со встроенной архивацией то-есть работа с записью в груповые системы который не дугу системе он убивает кучу потенциальных битов...
Мы же хотим посчитать энергию.
А теперь вспоминаем, что тело после смерти носителя становится легче на 7-21 грамм (ну есть такая теория).
И путем некоторых математических подсчетов можем высчитать объем информации составляющих личность разных людей...
Ы?
Да и САБЖевая статья косвенно предполагает, что после смерти носителя, информация содержащаяся в мозгу уничтожается (или покидает тело — какому как нравится), а следовательно переходит в энергию.
В конце концов, мозг человека содержит неимоверный объем информации в своих нейронных связях.
Вы говорите об энергии обслуживания одного бита...
...в реальной неидеальной вычислительной системе. Можно сказать так. Что в общем и не совсем точно...
Одно и то же, для умного и для дурака может обладать совершенно разной информационной емкостью.
Вспомните детский стишок:
— Где ты была сегодня киска?
— У королевы у английской.
— Что ты видала при дворе?
— Видала мышку на ковре.
Или я чего-то не понимаю, или это просто поразительный факт, который поразительнее всех остальных поразительных фактов, что мне известны.
Я так понимаю, факт интерференции электрона с самим собой, возникновение вирутальных частиц, нелокальность квантовой спутанности и факт постоянного движения всех объектов со скоростью света в пространстве-времени поразительными для вас уже не являются?
Когда мы говорим об информации, мы должны понимать, что 1 бит это довольно малый объем информации, и он довольно постоянен, поскольку для информации критично постоянство на продолжительном промежутке времени. Мы смело можем предположить, что этот бит в нашем термодинамическом пространстве имеет какое то воплощение, даже если он у нас в мозгу, то все равно поддерживающий его нейрон приобрел какое то статическое состояние, или появилась связь, или постоянно поддерживаются импульсы. Если это малое количество информации, ему достаточно низкой энтропии в физической реализации, но не нулевой, поскольку хоть какую то информацию мы имеем. Т.е. мы понимаем, что есть какая то связь между виртуальным и реальным миром. И вот Ландауэр предложил известный принцип. Чтобы хоть как-то количесвтенно описать эту связь. Понятно, что это минимальное значение, понятно что во всех наших системах, мы будем иметь многократное превышение затраченной энергии. И на само стирание будет затрачиваться энергия гораздо большая, чем выделится в пространство при физическом понижении энтропии в данной точке пространства. При удалении информации на жестком диске, мы не отнимаем у винта способность хранить. В тех же секторах будет информация, она может быть строго противоположной начальной, меандровой или хаотично не повторяться. Мы потратим много энергии на изменение информации, но не на исчезновение ее.
При исчезновении информации, ее проекция на реальный мир начнет терять энтропию, что может выглядеть как кристаллизация — информация о движении или колебаний молекул в решетке, исчезает полностью при абсолютном нуле, но при этом энергия рассеивается в тепло в окружающее пространство.
Возвращаясь к вашему вопросу, могу согласиться, что теоретически затратим меньше энергии на инверсию, потому что просто поменяем бит, а не разрушим носитель бита.
Этой фразы достаточно, что бы классифицировать статью, как бред собачий.
Но вот заголовок «Experimental demonstration of information-to-energy conversion..» — это из Nature, между прочим
www.nature.com/nphys/journal/v6/n12/full/nphys1821.html
А в нашей заметке по ссылке можно увидеть, почему можно-таки говорить о _таком_ превращении, но при этом не нарушать законы термодинамики.
Ведь если бы в качестве носителя использовались энергетические уровни отдельного атома и как «ноль» считался бы более высокий энергетический уровень, то при «стирании» единицы (более низкого энергетического уровня) происходило бы поглощение энергии.
Разве «ноль» и «единица» это не более чем условности, так же как положение костей на абаке соответствует той или иной цифре?
Может быть ещё измерить энергию которая выделяется при перемещении костяшек на счетах и сделать из результатов этого «фундаментальные» выводы?