В статье Криса Филдса «Наука наблюдения» рассматривается вопрос, что такое наблюдатель в науке. В конечном итоге, наука основана на наблюдениях, но редко кто задумывается над тем, что такое, собственно говоря, является наблюдением. Статья является неплохим введением в тему, хотя, как и следовало ожидать, вопросов остается больше, чем ответов.
В мире классической механики наблюдение кажется чем-то само собой разумеющимся — наблюдатель просто записывает состояние изучаемой системы. В случае квантовой механики все становится сложнее и появляются термины типа «коллапс волновой функции» или «переход от квантового к классическому миру». Тем не менее, по мере приближения к классическому миру вопрос, что такое наблюдение перестает волновать ученых.
Филдс в качестве точки отсчета берет следующие утверждения:
- Людвиг Больцман: В наблюдениях присутствует неопределенность и необходимо потратить энергию для уменьшения этой неопределенности.
- Клод Шеннон: Конечную последовательность наблюдений можно закодировать конечным числом битов.
- Рольф Ландауэр: Наблюдения можно использовать, если они будут записаны в рамках необратимого процесса в физической среде.
- Эдвард Мур: Теорема о том, что конечное число измерений не позволяет с полной определенностью установить, какая система наблюдается.
На этой основе Филдс формулирует несколько вопросов, которые один за другим рассматриваются в разделах статьи.
Что такое наблюдатель?
Физика, начиная с Галилея: Наблюдатель — это система координат. Наблюдателю отводится исключительно пассивная роль.
Первый наблюдатель с активной ролью: демон Максвелла.
Активная роль наблюдателя в квантовой механике (цитата Бора): «Свободный выбор экспериментальной установки для которой формализм квантовой механики предлагает соответствующие рамки.»
Какая система может быть наблюдателем? Разные варианты:
- Любая физическая система;
- Наблюдатель находится вне физики;
- Чаще всего этот вопрос просто игнорируется.
Что наблюдается?
В физике наблюдается система, а в биологии окружающая организм среда.
Филдс находит обычное обсуждение наблюдения в физике слишком упрощенным — система наблюдения и наблюдатель заданы извне. Поэтому Филдс рассматривает пример, когда аспирантке дается задание пойти в лабораторию и сделать так определенное измерение. Таким образом, вначале требуется найти то, что требуется измерить.
Вывод: Наблюдатель не могут быть абстрактной сущностью, например, системой координат или частью гамильтониана.
Вывод: Соотношение между физикой и науками о жизни меняется от редукционизма (физика объясняет, что такое жизнь) к тому, что науки о жизни (которым принадлежит наблюдатель) задают граничные условия для физических систем.
Какая информация собирается?
Филдс говорит о том, что всегда требуются дополнительные усилия, чтобы найти необходимую систему для наблюдения. На этом пути он вводит для типа наблюдателя.
«Не зависящий от контекста»: Дополнительные усилия пропадают. Например, робот запрограммирован к перемещению в район наблюдения и проведению определенных измерений. В этом случае робот игнорирует все остальное, кроме заданных измерений.
«Использование контекста»: Часть дополнительных усилий не пропадают зря. Например, аспирантка в лаборатории по мере нахождения необходимого оборудования, знакомится с другими установками.
Далее Филдс переходит к простейшим биологически системам и рассматривает их с точки зрения проводимых измерений и передачи сигналов.
Что такое память?
Наблюдения должны быть сохранены. Филдс рассматривает концепции памяти.
Для чего проводится наблюдение?
Наблюдения требуют энергии, соответственно возникает вопрос, для чего это необходимо.
Эволюция — выживание и размножение, прагматика.
Другой вариант — концепция Уилера: вселенной, основанная на участии.
Филдс рассматривает работу бактерию и задает вопрос о том, можно ли сказать, что процессы наблюдения можно найти только с точки зрения третьего лица (внешнего наблюдателя), или можно сказать, что процессы наблюдения присущи самой бактерии.
Если наблюдения можно приписать самому организму, то это прямой шаг к введению интенциональности на уровне организма.
Спектр наблюдателей
Филдс рассматривает вопрос, что можно считать наблюдателем. Есть спектр мнений, но согласия не видно.
Онтология, основанная на наблюдателе
Филдс переходит к рассмотрению мира с точки зрения первого лица, а далее он рассматривает теорию интерфейса Дональда Хоффмана. Внутренний мир наблюдателя оказывается границей его наблюдений. Филдс проводит аналогию с голографическим принципом в физике.
Информация
Fields, C., Sciences of Observation. Philosophies, 2018, 3(4), p. 29.
См. также обсуждение у Иванова-Петрова Проблема наблюдателя:
https://ivanov-petrov.livejournal.com/2220268.html
Обсуждение
https://evgeniirudnyi.livejournal.com/218929.html
10.03.2024 Научное доказательство невозможности науки
‘Мы показали, что существуют принципиальные ограничения на саморепрезентацию, которые вытекают из фундаментальных физических соображений и, следовательно, применимы ко всем физическим системам. … Наши результаты показывают, что, хотя метапроцессоры, генерирующие самоописания, могут способствовать решению проблемы объяснения для искусственных нейронных сетей, они не могут ее решить. Действительно, мы можем ожидать, что искусственные нейронные сети — и, в частности, многослойные системы — будут выдумывать или “галлюцинировать” самооправдания точно так же, как это делают люди. … С когнитивной точки зрения общее объяснение может быть дано в терминах “no-go” результатов, которые предполагают, что индивиды являются черными ящиками для самих себя, в которых по крайней мере частично интроспективное самопознание растворяется и заменяется эвристикой модели себя и конфабуляции (ложных воспоминаний). … Мы осознаем, что аналогичные нашим результаты имеют значение для этических и юридических теорий ответственности и намерений, для политической нейронауки и даже для фундаментальных вопросов личной идентичности и “смысла жизни”.’
Fields, C.; Glazebrook, J.F.; Levin, M. Principled Limitations on Self-Representation for Generic Physical Systems. Entropy 2024, 26, 194.