He oído que, en clásica y la mecánica cuántica, la ley de conservación de la información que contiene.
Siempre me pregunto donde mis archivos borrados y carpetas que han pasado en mi equipo. Debe estar en algún lugar creo. Cualquiera puede, en principio, recuperar incluso si he sobrescrito mi disco duro?
La información está contenida en el calor emitido por el borrado de la información. Landauer' Principio establece que el borrado de la información en un cálculo, siendo un termodinámicamente irreversible proceso, debe dar calor proporcional a la cantidad de información que se borran con el fin de satisfacer la segunda ley de la termodinámica. La información emitida es irremediablemente revueltos y aunque la recuperación de la información original es imposible en la práctica. Codificación de información es lo que el aumento de entropía que realmente significa en la llanura inglés. Charles H. Bennett y Rolf Landauer desarrolló la teoría de la termodinámica de la computación. Los principales resultados se presentan en La termodinámica de la computación-una revisión.
El borrado de la información y la irreversibilidad asociada son macroscópicas/termodinámica de los fenómenos. En el nivel microscópico, todo es reversible y toda la información que siempre se conserva, al menos de acuerdo a las actualmente aceptadas teorías físicas, a pesar de que esto ha sido cuestionado por la gente notable como Penrose y yo creo que también por Prigogine. La reversibilidad de básica de las leyes de la física sigue de Liouville's_theorem para la mecánica clásica y unitarity de la evolución en el tiempo del operador de la mecánica cuántica. La reversibilidad implica la conservación de la información, ya que el tiempo de reversión puede reconstruir cualquier aparentemente la pérdida de información en un sistema reversible. El aparente conflicto entre macroscópica de la irreversibilidad y microscópicas reversibilty es conocido como Loschmidt la paradoja, aunque en realidad no es una paradoja.
En mi entendimiento de la sensibilidad a las condiciones iniciales, el efecto mariposa, reconcilia macroscópica de la irreversibilidad con la reversibilidad microscópica. Supongamos que el tiempo se invierte, mientras que usted está luchando con un huevo. El huevo debe, a continuación, sólo descifrar como en una película corriendo hacia atrás. Sin embargo, la menor perturbación, dicen por golpear a una sola molécula con un fotón, se inicia una reacción en cadena que moléculas chocan con las moléculas diferentes de lo que debería haber. Estos a su vez tienen diferentes interacciones, a continuación, que de otra manera serían y así sucesivamente. La trayectoria de la perturbado sistema divergen de manera exponencial a partir de la hora original invertido trayectoria. En el nivel macroscópico de la unscrambing inicialmente continuar, pero una región de rescrambling comenzará a crecer desde donde el fotón golpea y se trague todo el sistema dejando completamente de huevo revuelto.
Esto muestra que el tiempo invertido estados de no-equilibrio de los sistemas son estadísticamente muy especial, sus trayectorias son extremadamente inestable e imposible para preparar en la práctica. La más leve perturbación de un tiempo invertido de no-equilibrio del sistema hace que la segunda ley de la termodinámica para descansar en.
El anterior experimento de pensamiento, también ilustra el cerebro de Boltzmann paradoja en que hace parecer que, en parte, un huevo revuelto es más probable que surjan de forma espontánea posicionamiento de un huevo revuelto que por la ruptura de un intacta, ya que si trayectorias que conducen a un huevo intacto en el futuro son extremadamente inestable, por la reversibilidad, por lo que debe trayectorias procedente de uno en el pasado. Por lo tanto la gran mayoría de los posibles pasado historias que conduce a un parcial revueltos estado debe hacer de manera espontánea a través de descifrar. Este problema no se ha resuelto satisfactoriamente, en particular de sus implicaciones cosmológicas, como puede verse en la búsqueda de Arxiv y Google Scholar.
Nada en esta depende no clásica efectos.
Para agregar a Daniel Maher Excelente Respuesta y, refiriéndose a la misma referencia, Charles Bennett, "La Termodinámica de la Computación: Una Revisión", Int. J. Theo. Phys., 21, Nº 12, 1982.
Un simple resumen de Daniel respuesta y también a tu pregunta "donde tiene la información que se ha ido?" - después de la eliminación, está ahora codificado en el *estados físicos de la materia (estados cuánticos de "cosas"), que hace que el equipo y también de su entorno. Como dice Daniel, de la física a un nivel microscópico, es reversible, así que usted puede imaginar el proceso de eliminación como una "película" (aunque con una muy complicada trama), donde los cambios de estado en la eliminan los chips de memoria influye en la materia de todo el sistema para que éste cambia de estado sutilmente. La naturaleza no se olvide de que consiguiera en su estado en cualquier momento - o, más formalmente, el estado del Mundo es un uno a uno (bijective) en función de su estado en cualquier otro momento. Así, usted puede, en principio, ahora ejecute su película hacia atrás y ver las configuraciones de la materia alrededor de los chips de memoria de la restauración de sus valores anteriores.
En el papel que Daniel y yo cite, Bennett inventa perfectamente reversible mecánica puertas ("bola de billar equipos") cuyo estado puede ser votados sin el gasto de energía y, a continuación, utiliza mecánicos tales puertas al pensamiento-estudiar experimentalmente la Szilard Motor y mostrar que el Límite de Landauer no surge de la costo de la búsqueda de un estado del sistema (como Szilard originalmente había asumido), sino a partir de la necesidad de continuamente "se olvide" de los ex estados del motor.
El sondeo de esta idea con más cuidado, como también se hace en Bennett papel: Uno puede, de hecho, la concepción no-biológicos simples máquinas de estado finito para darse cuenta de que el Demonio de Maxwell - esto ha sido realizado en el laboratorio! ver al final - y como el Demonio convierte el calor para el trabajo, debe grabar una secuencia de bits que describe de qué lado de la del Demonio de la puerta (o motor a pistón, para un equivalente de discusión de la Szilard motor) moléculas se. Para un número finito de memoria de la máquina, uno necesita, finalmente, para borrar la memoria para que la máquina pueda seguir trabajando. Sin embargo, la "información" en última instancia, no es abstracto - debe estar escrito en algún tipo de tinta", se podría decir - y que es la tinta de los estados de la física de los sistemas. Las leyes fundamentales de la física son reversibles, por lo que uno puede, en principio, calcular cualquier estado anterior de un sistema desde el pleno conocimiento de cualquier estado futuro - nada se pierde. Por lo tanto, si la máquina de estados finitos de la memoria se borra, la información codificada que la memoria se deberá de presentar, grabado de alguna manera, como los cambios en los estados de un sistema físico que componen y rodean a la memoria física. Así que ahora los estados físicos se comportan como una memoria: finalmente, los estados físicos pueden codificar no hay más información, y el aumento de la termodinámica la entropía de ese sistema físico debe ser arrojados fuera del sistema, con el trabajo los gastos exigidos por la Segunda Ley, antes de que el Demonio puede seguir trabajando. La necesidad de este trabajo es nacido de la necesidad de eliminar la información, y es la justificación definitiva para Landauer del principio.
Volviendo a su equipo: usted puede incluso hacer un poco de el sobre los cálculos de lo que podría suceder si usted podría reversible de la tienda en cada paso de un cálculo en un intento de obtener todo el Límite de Landauer, véase Emilio Pisanty la delimitación del contenido de la información del cerebro humano. Usted termina para arriba con su cabeza de despegar en una escena que evoca un Dr Que la regeneración (después de que Christopher Eccelston) con haces de iones de streaming desde el cuello! También tenga en cuenta, sin embargo, que incluso reversible de las computadoras necesitan para borrar la información para iniciar sus miembros, que en el comienzo de cualquier cálculo. El no inicializado los estados deben ser codificados en los estados de los sistemas físicos demasiado durante el proceso.
Más allá de los cabezales de soplado desde estupendamente thermalised materia, existe también la Berkenstein Enlazado desde el campo de los agujeros Negros Termodinámica (ver la página en la Wiki con este nombre), que es la cantidad máxima de información que puede ser codificado en una región del espacio con radio $R$ que contiene la masa-energía $E$, es la siguiente:
$$I\leq \frac{2\,\pi\,I\,E}{\manejadores\,c\,\log 2}$$
donde $I$ es el número de bits que contiene en estados cuánticos de esa región del espacio. Esta envolvente se deriva haciendo un experimento en el cual Berkenstein imaginado bajar objetos en los agujeros negros ver a esta pregunta y, a continuación, se deduce que el anterior obligado por el supuesto de que la segunda ley de la termodinámica tiene. Funciona a $10^{42}$ bits para especificar el estado cuántico de un promedio de tamaño del cerebro humano. Esto es para ser comparados con las estimaciones del total de la Tierra de equipo capacidad de almacenamiento, que es diversa reckonned a ser del orden de $10^{23}$ bits (véase la Wikipedia "Zettabyte" de la página, por ejemplo) como de la escritura (2013).
Así, en última instancia, un equipo borrado de su memoria todo cómputos y separándolos del resto del Universo podrían llenar toda la información de codificación de la capacidad de cualquier región finita del espacio.
También puede que quieras echar un vistazo a un par de artículos que escribí en mi sitio web
y
La supresión de los datos sólo permite que otros datos se guardará en el lugar que los datos que se hayan guardado previamente. En otras palabras, la eliminación no es lo que parece, se acaba de liberar el espacio que fue ocupado de otra forma. Si guarda algo en la parte superior de este espacio(sobrescribir), entonces es más difícil recuperar HD a través de las herramientas de recuperación. Así que sí es posible recuperar si se sobrescribe pero la probabilidad de recuperación de los datos disminuye a medida que el espacio está continuamente se sobrescribe.
Me gustaría empezar diciendo que hay al menos 3 definiciones de "eliminar" (ordenador o disco duro) de la información. El primero es hecho por la "rápida eliminar". Este proceso cambia el "índice" que tiene la ubicación de los datos y las marcas de los asociados espacio de almacenamiento como "disponible", pero los datos en sí no se ve afectada, por lo que puede ser fácilmente "recuperado" siempre y cuando no se sobrescriben. Si la nueva información que está escrito, entonces el viejo se pierde información.
El segundo método es el formato de "eliminar". Este proceso se sobrescribe todos los sectores y todas las pistas con el mismo "personaje" (la letra a, por ejemplo), por lo tanto la destrucción de la información anterior.
El tercer método, que considero que es el "real borrar," se hace por medio de un electroimán de corriente ALTERNA. Este método "scrambles" ferromagnético que las moléculas en la superficie del disco, la destrucción de la anterior orientación de las moléculas que había, lo que realmente la destrucción de cualquier significado (o información) que tenían.
Siento que el tercer método es el verdadero eliminar, porque cuando el disco está fabricado, las moléculas tienen un azar de la orientación, y el uso de un electroimán de corriente ALTERNA viene el más cercano a la variación aleatoria de las moléculas, de nuevo.
Conservación de la información en la mecánica cuántica es una hipocresía, como es así que en la mecánica clásica. Es que no se conserva en el mismo sentido como la energía, el cargo, o de impulso. Cuando los sabios como Hawking y Penrose discutir si hace "información" sobrevivir a la destrucción en un espacio-tiempo de la singularidad, que significa algo completamente diferente del concepto familiar para un ingeniero de la información.
La reconciliación de las leyes de conservación con la incertidumbre cuántica no es una cosa fácil. Pero la energía, la carga, y el impulso son observables. Podemos especular acerca de estados cuánticos con mayor o menor incertidumbre específicos, observables, pero que podemos medir. Pero que cantidades se observan en la mecánica cuántica, ¿cómo se comportan? La clasificación de las magnitudes físicas como intensivo y extensivo, es bien conocido. ¿Alguna cantidad se comportan como el valor medio a lo largo de muchas partes del espacio, o no se acumulan? Hablemos sobre la tradicional denotations como sobre el espacioy de uso intensivo del espacio-grandes cantidades, porque la misma línea de pensamiento se puede aplicar a la alternativa cuántica realidades generadas por un cuántica de la medición, en lugar de partes de espacio 3-dimensional. Cantidades observables deben ser multiverso-intensivo. Esto no implica la media aritmética de los valores (en el sentido de la teoría de la probabilidad o QFT), pero la idea de que la medición de un observable con valor incierto hace que sus posibles valores separados en diferentes ramas del futuro, y no crear nuevos valores.
Supongamos que hemos tenido una partícula inicialmente con la incertidumbre de impulso y después del experimento este impulso original se hizo más seguro. Posiblemente hay otros casos, con otros valores de impulso, pero diferentes "versiones" de experimentador no puede comunicarse; cada uno de ellos ve su valor (o rango de valores) de la original de impulso. No dividir el impulso original en partes en el sentido de que, además, se reparten varios valores de lo que era posible en el estado cuántico inicial, posiblemente con diferentes probabilidades. Por lo tanto, el impulso es multiverso-intensiva, aunque el espacio-extensa. Es por eso que podemos observar de forma consistente.
Ahora, hablemos de nosotros había un estado de ordenador cuántico (que supuestamente contenía una "información") y el efecto de la medición. Fue la "información" conserva? Sí y no, dependiendo del punto de vista. La Mecánica cuántica tiene ahora varias "versiones" de experimentador en superposición (así fue), mientras que cada "versión" sólo ve su propio pedazo de su estado original (por lo que no fue). ¿Por qué no pueden comunicarse? Un quantum informatist diría que mierdadecoherencia sucedido. Así, la "información" es el multiverso-extensa. Se conserva para la Mecánica Cuántica, pero una gran parte de ella... desaparecido para nosotros, los observadores. No podemos observar esta cantidad de forma coherente. No hay ningún sentido práctico en la discusión sobre su conservación.
Bien, ¿qué hacer antes mencionados cuántica sabios significa, en efecto? Se discute si son estos estados cuánticos con sus traidores superposición fiable en situaciones donde el espacio-tiempo se destruye a sí mismo. Que puede ser o no ser; cambia poco en los problemas de sobrescribir la unidad de disco o, por ejemplo, la muerte humana.
Puedo retirar una mitad del horno (y al parecer errónea), declaración sobre la extensividad.
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