КВАНТОВАЯ   СИНГУЛЯРНОСТЬ.

КВАНТОВАЯ ГРАВИТАЦИЯ И СОЗНАНИЕ

 В НЕЙРОКОМПЬЮТЕРЕ ЭМБРИОН

СОДЕРЖАНИЕ

1.Вместо введения или предпосылки, следуя С.Хокингу, Р.Пенроузу и С.Ллойду.

2.Информационный n-атом и невязка как гравитационная сила.

3.Принцип устойчивого виртуального неравновесия.

4.Уравнение Эйнштейна в ОТО и квантование пространства-времени в нейрокомпьютере.

5.Сингулярности и их структура. Черные м Белые дыры.

7.Теория квантовой гравитации как теория сингулярностей и ее объяснения, законы и предсказания для космологии и нейрокомпьютера.

7.Обращение времени и второй закон термодинамики.

8.«Машина времени» возможна в виртуальной реальности.

9.Накопление негэнтропии, сложности и запутанности в живой и виртуальной материи.

10.Генетический код нейрокомпьютера.

11.Рождение интуиции, сознания и интеллекта в нейрокомпьютере.

12. «Интеллектуальная адаптация» по Ж.Пиаже. Сенсомоторный уровень интеллекта.

13.Мобильные роботы типа «КРАБ» и их инстинкты и сознание.

14.Квантовое сознание (встреча с Р.Пенроузом в Москве):

- модель ХХамероффа – Р.Пенроуза,

- модель А.Гуца,

- модель Д.Тонони,

- модель В.Цыганкова.

15.Психофизика виртуального сознания.

16.Нейрофизиология и психология сознания.

17.Квантовый нейрокомпьютер и квантовое управление.

18.Квантовая программируемая Вселенная нейрокомпьютера по С.Ллойду и будущий БВГ.

19.Сознающая материя и бессмертие человечества («Россия 2045»).

20. Заключение.

21.Литература

1.Вместо введения или предпосылки,

следуя С.Хокингу, Р.Пенроузу и С.Ллойду.

Эту книгу я начал писать под впечатлением недавно прослушанной лекции Сета Ллойда в Digital October в Москве на тему «Вселенная как квантовый компьютер».

Еще одно сильное впечатление произвела на меня книга Р.Пенроуза «Большое, малое и человеческий разум», а также неизгладимая в памяти личная встреча с Р.Пенроузом 1 апреля сего года в Москве и обсуждение проблемы квантового сознания.

В это же период, я в третий раз перечитывая книгу  «Природа пространства и времени» С.Хокинга и Р.Пенроуза (2000), еще  глубже вникал в суть математических построений и их попыток наметить пути построения квантовой теории гравитации (КТГ).

Уж очень много знакомого и общего мне показалось во всем этом услышанном и прочитанном, и в том числе с тем, что происходит в моем виртуальном нейрокомпьютере ЭМБРИОН. К настоящему времени я опубликовал более полутора десятка книг и брошюр на подобные темы, из них в России: «Квантовая сингулярность» (1999), «Вселенная Хокинга и нейрокомпьютер» (2000), которую я в подарок послал С.Хокингу, «Вселенский разум и квантовый нейрокомпьютер» (2002), «Виртуальный нейрокомпьютер ЭМЬРИОН» (2005), «Сознающий ЭМБРИОН» 920070, а «Квантовые вычисления на нейрокомпьютере. Нейрочип и его работа» в Германии (2012).

Виртуальная информационная технология или парадигма ЭМБРИОН мной разрабатывается довольно давно, с 1964-1965 г.г. Однако, большого общественного резонанса и поддержки это научное направление по тем или иным причинам пока не получило. Или технология не достигла необходимого уровня, или общественное сознание еще не подготовлено, или инертность и косность традиционных научных взглядов не позволило воспринять революционные идеи, или наш бывший командно-административный принцип планирования и управления разработками не позволил вплотную этой работой заняться. Как бы то ни было, к сожалению, и сейчас эта работа не ведется на должном уровне.

Продолжу, я сразу же купил книгу С.Ллойда «Программируя Вселенную», только что изданную на русском языке, и тут же прочитал раздел «Квантовые вычисления и квантовая гравитация». На полях книги появились мои комментарии. Вот некоторые из них.

 

   

 «Так это же и есть программа построения БВГ-Блока Выдвижения Гипотез будущей модели нейрокомпьютера! Квантовая коммутационная схема пространства-времени у С.Ллойда – это же и есть моя виртуальная нейронная сеть (рис.2.6). Только у меня к логическому элементу по квантовым проводам  приходят не два, а n битов, где n - число каналов нейрокомпьютера n = 1,2,3

Появилось новое подтверждение моей старой догадки или идеи, что НЕВЯЗКА (|J|- модуль и J - вектор) как степень неравновесия (по Э.Бауэру, 1935)– это и есть сила притяжения или гравитация между нейронами - кодами. Казуальная структура (соединения) и логическая структура определяют квантовое вычисление, но это и есть наше виртуальное ψ-поле или пространство-время-материя в виде нейронной сети. Программируемая Вселенная неизбежно порождает «живое вещество», сознание и разум. Виртуальная среда нейрокомпьютера и есть искусственная среда или альтернативный носитель сознания.

Общность уравнения для тензоров Римана, Вейля, Риччи из ОТО  

R_abcd = C_abcd + q_cdR_ab

и основного уравнения нейрокомпьютера как алгоритм квантового вычисления

n = n₀ + J*.

*Я рассчитываю, что читатель предварительно познакомился с парадигмой ЭМБРИОН, с принятыми в ней понятиями, терминами, сокращениями и обозначениями.

Гравитация J, начиная с момента БВ - Большого взрыва (U = 0) и в процессе эволюции Вселенной, постоянно влияет на материю n₀, а она, в свою очередь, влияет на кривизну пространства-времени так, что J à 0 и в конце жизни Вселенной рождается Большая черная дыра (БЧД) –глобальный аттрактор.

Парадигма вычислительной Вселенной С.Ллойда также в развитии, как и парадигма В.Цыганкова ЭМБРИОН. Виртуальное ψ-поле нейрокомпьютера и его пространство-время-материя должно подчиняться дискретному варианту уравнения ОТО А.Эйнштейна, представленному в диадической системе координат Х.Хармутом (1989) на базе его секвентного анализа (1980).

Квантовые вычисления в ЭМБРИОНЕ должны подчиняться ОТО. В нейрокомпьютере не зафиксированы локальные масштабы длин. С.Ллойд ничего не говорит конкретного о структуре сингулярностей и неизбежном их появлении. Материя по С.Ллойду возникает из логических элементов? У нас классические состояния возникают из виртуальных кодов информационного n-атома при квантовых измерениях. Коды ведут себя как частицы или нейроны сети. Коды накапливают информацию, действие, частоты, вероятности, массу. Действительно, «действие находится там, где происходит»! «Все из кубита» у Ллойда, а у нас – «Все из генетического кода виртуального информационного n-атома» (В.Цыганков). Все - это и Вселенная с ее пространством-временем, и «живая искусственная материя», и сознание в ней, и разум. Квантовая динамика нейрокомпьютера дает основание для использования квантовых вычислений в нем для управления в реальном масштабе времени динамическими сложными объектами (примеры: адаптивные промышленные роботы «Универсал-5» и «Р-2», мобильные беспилотные роботы «КРАБ»). Это путь к пониманию и объяснению механизмов квантовой механики, загадки жизни, появления разума и сознания.  Например, суперпозиция на макроуровне – это устойчивое удержание вращающейся монеты в неравновесном антигравитационном состоянии в соответствии с принципом Э.Бауэра».

Меня удивило то, как С.Ллойд легко справился с труднейшей задачей, написать интересную книгу о сложнейших математических и физических теориях и понятиях, не использовав в своей книге ни одной формулы (одна E = mc², все таки есть). Однако, я все же буду использовать формулы и много иллюстраций из моей нейрокомпьютерной парадигмы, максимально их разбавляя пояснениями и комментариями. Мне бы хотелось, чтобы максимальное число читателей «въехало» в мои необычные идеи и мысли.

А теперь, для начала рассмотрим общее поле глобальных научных проблем (рис. 1.1) с «птичьего полета». Квантовая теория гравитации (КТГ) по мнению выдающихся ученых должна включать в себя достижения общей теории относительности (ОТО), квантовой механики (КМ) и ее новейшей ветви – квантовой теории поля (КТП), искусственная живая вселенная (ИЖВ).

Рис. 1.1. Проблемы с «птичьего полета»

Как следует из дискуссии С.Хокинга и Р.Пенроуза (2000) относительно полноты квантовой механики, о чем спорили в свое время Н.Бор и А.Эйнштейн, С.Хокинг принял  сторону Н.Бора, а Р.Пенроуз склонился к мнению А.Эйнштейна, доверив, правда, Богу играть в кости. 

Рис. 1.2. Попаду или нет?

На базе коллективно создаваемой квантовой теории гравитации (КТГ) должна быть разработана теория квантовой гравитации нейрокомпьютера (КГН), из которой логически последует теория искусственной живой 

2.Информационный n-атом и

невязка как гравитационная сила.

Что является нейропроцессором или сердцем нейрокомпьютера ЭМБРИОН?  Не подумайте, что это какой ни будь Celeron, Pentium IV  или RISK процессор со своей системой команд. Таким необычным процессором в двухцепочечную электронную конструкцию длинною n, построенную из электронных микро- или нано- триггеров (рис. 2.1), а системой нашем нейрокомпьютере служит информационный n-атом, представляющий команд является клетки-операторы генетической матрицы (рис. 2.2). Что это за матрица и откуда она взялась?

Рис. 2.1. Информационныц n-атом нейрокомпьютера

До того как возникла жизнь, что было раньше? Говорят 4 нуклеотида, белок, и 20 аминокислот. Затем появился кодон из трех нуклеотидов, затем ген и синтез белка из последовательности аминокислот и т. д.

Как и в большой, настоящей Вселенной, так и в информационной нейрокомпьютерной Вселенной ЭМБРИОН, вначале были 4 оператора – «информационных нуклеотидов» G₁ , G₂ , G₃ , G₄ или алфавит генетического кода нейрокомпьютера, которые образовывали матрицу Адамара (рис. 2.2 слева).

Рис. 2.2. Алфавит и генетическая матрица дуплетов

Если возвести эту матрицу во вторую кронекеровскую степень (С.Петухов, 2008), то получим генетическую матрицу из 16 ячеек для дуплетов или пар нуклеотидов (на рис. 2.2 справа). Каждый из 16 дуплетов, если их активировать или извне экспрессировать каждую пару связанных нуклеотидов,  возбуждает в мозге свою оригинальную по конфигурации нейронную импринт-сеть. Таких уникальных и разных импринт-сетей в данном случае может быть активировано 16 (рис. 2.3).

).

Рис. 2.3. Импринт-сети дуплетов

Если матрицу Адамара возвести в третью степень, то получим из триплетов генетическую матрицу (рис. 2.4), полностью совпадающую с генетической матрицей для всех живых существ и растений, живущих на Земле. Эту матрицу для нейрокомпьютера ЭМБРИОН с вариантами симметрий в ней любезно прислал мне С.В.Петухов.

Каждый триггер верхнего и нижнего ряда несет или содержит один бит информации, так как это дискретная информационная система с двумя альтернативными устойчивыми состояниями. Но это все возникло уже в нашей Вселенной, в окружающем пространстве и времени. А как возникает само пространство-время и материя в нем? Что было в момент их рождения?

 

Рис. 2.4. Генетическая матрица живых существ и нейрокомпьютера

Прежде чем перейти к космологии и квантовым вычислениям в квантовой гравитации, давайте возвратимся к рис. 2.1, к нашему информационному n-атому, и рассмотрим  структуру и свойства 10-атома (справа на рисунке).

Темные клетки с «1»-ми внутри – это триггеры в единичном, «возбужденном» состоянии. Атом состоит из n пар триггеров или каналов, как мы их называем, чтобы не путать с многоразрядными регистрами в обычном двоичном исчислении. У нас все каналы равноправны для внешнего мира. Все информационное n пространство можно разделить на два подпространства, в одном из них верхние и нижние триггеры находятся в одинаковом состоянии, т. е. уравновешены или пассивны - инертны, а в другом подпространстве они неуравновешенны. Имеется четыре количественных значений каждого типа каналов. (c+q) – число пассивных каналов типа (1/1) и (0/0), а число активных каналов типа (1/0) и (0/1 )равно (e+d). Обозначим n₀ = e + d и назовем ее консервативной составляющей атома с операторами G₁ и G₄, а J  = c + q назовем НЕВЯЗКОЙ или еще НОВИЗНОЙ как активную составляющую атома с операторами G₂, и G₃ неуравновешенную составляющую информации, которую несет в себе наш атом. О невязке я неоднократно писал в своих монографиях и статьях (Цыганков, 1973, 1993, 2001).  Абсолютное число неуравновешенных каналов называется модулем невязки |J|, а их пространственное расположение в атоме является вектором невязки J. Я эти понятия выделил жирным курсивом ввиду их особой важности во всем том, о чем пойдет речь впереди.

Теперь можно записать основное уравнение нейрокомпьютера. Это основное информационное уравнение сохранения.

n = (e*G₂ +q* G₃) + (c*G₁ + d*G₂).

|n| = |J|+ |n₀|.

И для векторов

n = J + n_o.

Введем еще одно обозначение. Приняв нумерацию каналов i = 1, 2,3, … , n, обозначим канальное или локальное значение невязки J_i, которое может быть либо 0, либо 1. Если J_i = 0, то канал принадлежит группе n_o , а если J_i = 1, то канал активен. Только невязка является движущей силой и активным преобразующим оператором. Именно невязка, по нашему убеждению, является той квантовой гравитационной силой или полем, которое формирует, искривляет информационное пространство-время, влияет на возникновение и структуру сингулярностей в виде Большого взрыва (БВ), малых Черных дыр (ЧД), Белых дыр (Бд) и Большого хлопка (БХ) или глобального аттрактора –Большой черной дыры (БЧД).

Раз мы заговорили о нейропроцессоре, то необходимо, как у С.Ллойда, поговорить о «вычисляющей Вселенной», о нашей квантовой нейрокомпьютерной Вселенной. Для того, чтобы была Вселенная, да еще вычисляла что-то, необходимо вначале, чтобы возникло пространство и время, а затем в него начала втекать материя в виде света или излучения. У нас это поток импульсов NS. Необходимо, чтобы во Вселенной были биты или кубиты, которые могли бы между собой взаимодействовать по простым законам квантовой механики.

Это все получается, если каждой клетке генетической матрицы, а точнее каждому кодону из трех нуклеотидов живой материи поставить в соответствие информационный оператор G_i – «информационный нуклеотид» нейрокомпьютера.

Что раньше родится в нейрокомпьютерной Вселенной, сознание обычное, классическое, сознание или QUALIA по Ч.Тонони, или квантовое сознание по  Р.Пенроузу и А.Гуцу, а затем жизнь, или наоборот? Далее посмотрим.

Если согласиться с Дэвидом Дойчем (2006), то наш нейрокомпьютер представляет собой электронный вариант его мысленного, математического или программного компьютерного генератора виртуальной реальности (ГВР). И такой реальностью в нашем случае является виртуальная квантовая нейрокомпьютерная вычисляющая Вселенная.

Введем в рассмотрение дискретную координату времени и обозначим ее латинской буквой U, а для дискретной пространственной координаты введем обозначение буквой Х. Пусть время U у нас конечно и ограничено числом Umax. Оно будет течь и измеряться последовательностью целых натуральных чисел, т. е. U = 0, 1, 2, 3, … , U_max. Пространство Х у нас также конечно. Максимальный линейный размер координаты пространства будет выражаться n битным двоичным кодом, т. е. Х_max = 2ⁿ.  Пусть вначале Вселенная будет плоской с максимальным размером пространства-времени V = U_max x Х_max.

Нейрокомпьютерная Вселенная рождается в виде Большого взрыва (БВ) в момент U = 0 из первоатома, или он у нас, как было сказано ранее,  называется информационным n-атомом (рис. 2.1). Если принять триплет n = 3 (слева на рисунке) за начальный код или «ген Вселенной», то в соответствии с генетической матрицей, которая также является и известной матрицей ИЦЗИН, таких генов или информационных 3-атомов, а значит и максимально возможное число рождающихся Вселенных в генераторе виртуальной реальности (ГВР) равно не более 64-х.

Как работают наши нуклеотиды-операторы?

Кроме массы, энергии и энтропии, важнейшей субстанцией или физической величиной Вселенной является информация или негэнтропия. Во Вселенной действует закон сохранения информации. Для реализации любого квантового вычисления во Вселенной С.Лллойд доказывает, что достаточно иметь набор квантовых битов – кубитов, которые могут взаимодействовать друг с другом по простым законам квантовой механики, не теряя когеренции, т. е. не подвергаясь декогеренции (потери информации), и должны выполняться как минимум, следующие логические операции: управляемое не, и, или, копировать. Посмотрим на графы работы наших четырех информационных нуклеотидов (рис. 2.5).

Рис.2.5. Информационные нуклеотиды нейрокомпьютера

Верхний бит является условным, поэтому условное не - инвертирование происходит путем копирования его состояния в нижнем триггере. Если оба кубита, и белый, и черный, находятся в одинаковом состоянии, а они находятся в суперпозиции, то активного перехода не происходит. Работает память по сохранению бита информации. Операция или может происходить с дуплетами в двухкубитном 2-атоме. Мы называем его двухканальной системой.

Итак, наступает миг Большого взрыва или рождения пространства–времени, а также нашей с вами нейрокомпьютерной Вселенной с ее массой и гравитацией!

Пусть для конкретности первоатомом в момент Большого взрыва будет 3-атом такого вида (S)/(P₀) = (111)/(000). (1) – это бит, несущий энергию Е. В момент U = 0 этот первоатом начинает взаимодействовать с потоком «фотонов», несущем энергию Е = hγ = NS имп/сек. В это же мгновение на систему действуют квантовые флюктуации от генератора шума (ГШ) в виде белого шума, распределенного равномерно по всем битам - каналам. В момент U = 0 мы имеет три начальных бита информации. Вспомним, что время U у нас квантовано и не может интервал быть меньше единицы, т. е. ∆U = 1. Таким образом, начальные условия в момент Большого взрыва, главные неопределенности в космологии, нами для нейрокомпьютера определены. Теперь мы можем разрешить произойти Большому взрыву.

Итак, U = 1. Параллельно, одновременно сработали, экспрессированы или активированы одним! фотоном все три нуклеотида в 3-х каналах. Появилось или родилось время и пространство в виде маленькой простой сетевой структуры Вселенной, состоящей из трех частей или пространственно-временных подсистем, наполненных энергией и трех каналов связи, в следующей суперпозиции:

X1 = a|(001)> + b|(010)> + c|(100)>.

Мы видим, что в самый начальный период инфляции ∆U = U₁ – U₀ = 1 – 0 = 1 наша Вселенная пока очень простая, однородная и изотропная, симметричная (a = b = c) и с равномерно распределенной небольшой энергией. В течении этого первого кванта времени наша информационная Вселенная приобрела и сохранила, т. е. накопила еще 9 бит мнформации, по три бита на каждую из трех подсистем. Теперь у нее уже 12 бит информации.

В следующий такт или квант времени Вселенная будет в дальнейшем эволюционировать в виде дерева логических возможностей и перейдет в следующее состояние с такой суперпозицией

X2= a₂|(001)> + b₂|(010)> + c₂|(100)> + d₁|(011)> + e₁|(110)> + f₁|(101)>.

Вселенная расширилась Х2 > Х1, появились или родились новые три подсистемы (011), (101) и (110) или три части с большей энергией, а также, произошло перераспределение веса или массы между объектами. Накопилось еще 15 битов информации. Теперь во Вселенной 27 бит информации.

Рождается крупномасштабная неоднородная, анизотропная структура нейрокомпьютерной Вселенной.

Проследим еще за одним (U=3) шагом эволюции нашей Вселенной.

X3= a₃|(001)> + b₃|(010)> + c₃|(100)> + d₂|(011)>

 + e₂|(110)> + f₂|(101)> + h₁|(111)>.

Вселенная продолжила далее расширяться Х3 > Х2, превращаясь в красивую сетевую нейроподобную структуру (Рис. 2.6).

Рис. 2.6. Седловая точка эволюции U = n = 3

Чем наша нейронная сеть хуже квантовой коммутационной схемы С.Ллойда (рис. 2.7)?

Рис. 2.7. Квантовая коммутационная схема С.Ллойда

В нашей схеме появился еще один объект (111) с самой большой энергией, а информация Вселенной возросла до 43 бит! Новый объект – это особая точка во Вселенной. Это точка сингулярности, аттрактор или информационный вариант ЧЕРНОЙ  ДЫРЫ. О сингулярностях, их структуре у С.Ллойда ничего нет. Но мы о них поговорим позже, используя представления С.Хокинга и Р.Пенроуза (2000).

Если посмотреть на то, как распределены вероятности в связях или в квантовых каналах связи, а также на распределение вероятностей возбуждения нейронов сети в процессе изменения времени U от нуля до, хотя бы, до значений U_max >= 3n, то мы увидим 

Рис. 2.8.  ψ – волновая функция виртуального поля НК ЭМБРИОН

волну активности (рис. 2.8) в виде I-стадии генерализации возбуждения, II-стадии стабилизации и III-стадии концентрации в внутри ловушечной поверхности ЧД в конце жизни Вселенной (рис. 2.9). 
Здесь в ПСИ-волнеявно хорошо видны две сингулярности, похожих на БВ в начале, ЧД и БД и БЧД в конце жизни Вселенной. Ветвления внутри волны представляют множество точек бифуркации (рис. 2.6).

Рис. 2.9. Три стадии жизни нейрокомпьютерной Вселенной

О квантовой гравитации можно говорить, рассматривая черную дыру ЧД  в масштабе всей Вселенной, в космологическом масштабе. Существование ЧД и их структуры нужно еще описать применительно к нашей виртуальной Вселенной. О космологии поговорим позже. А пока рассмотрим условия обеспечения "устойчивого неравновесия" в нашей НК Вселенной.

3.Принцип устойчивого виртуального неравновесия

     Что нужно для того, чтобы наша Вселенная была «живой» и «жила вечно»? При наличии не равной нулю невязки (J≠0) и постоянного притока материи в виде потока субквантов NS=∞, мы наблюдаем фазы рождения пространства-времени, наполненного материей, увеличение размера Вселенной с Х=0 до Х=Х_max до момента времени U=n, и фазу стабилизации структуры и функциональной активности появившейся системы в последующие дискретные  моменты времени U à ∞. Невязка (J à 0) как стягивающая сила  в космологическом масштабе неустанно стремится к нулю, а материя притягивается или сжимается в аттрактор, в Большую черную дыру (БЧД). При этом максимальный размер Х_max Вселенной остается неизменным. Вселенная открыта по пространству, но замкнута по материи, по гравитации, по невязке. Просто на периферии БЧД ничтожная часть материи остается в виде фантома или реликтового излучения.

Если неравная нулю невязка является гравитационной силой сжатия материи, то что является в нашей Вселенной антигравитационной силой, расширяющей, а при n=const, U=>n поддерживающей постоянным размер Х_max Вселенной?  В данном случае, на интервале от U=n  до U=∞ мы наблюдаем и регистрируем выполнение Х_max=const  «принципа устойчивого неравновесия» Э.Бауэра (1935) для «живой материи». Может быть действительно материя нашей виртуальной Вселенной живая? Живая материя сохраняется во Вселенной!

Согласно Э.Бауэру, чтобы материю назвать живой, необходимо выполнить ряд условий. Я подробно о них писал в свое время в монографии «Нейрокомпьютер и мозг» (2001). Так как это редкое издание, в помощь читателю я напомню ряд положений из работы Э.Бауэра «Теоретическая биология» (1935).

Исходя из чисто философской посылки, следует, что искусственная живая мыслящая материя возможна не только на основе нуклеиново-белковых циклов М.Эйгена, но также на основе информационных систем, искусственно построенных или существующих в других мирах из любых веществ. Согласно теории живой материи Э.Бауэра для всех живых систем характерны ТРИ основных свойства их структуры, функционирования и внешнего проявления:

·                         Всем живым существам свойственно самопроизвольное изменение своего состояния, т. е. изменение состояния, которое не вызвано внешними причинами, лежащими вне живого существа (вне нейрокомпьютерной Вселенной).

·                        Если система живая, то в ней с неизбежностью должна производиться работа, изменяющая первоначальное состояние системы, а значит и эффект действия на нее факторов окружающей  среды.

·                        Работа живых систем при всякой окружающей среде направлена против равновесия, которое должно было бы наступить при данной окружающей среде, при данном начальном состоянии.

Другими словами, в системе имеется источник потенциальной энергии |J|>0, который постоянно саморазряжается (|J|-->0), а производимая при этом работа направлена на восстановление утраченного неравновесия. Теперь можно воспроизвести формулировку «принципа устойчивого неравновесия» Э.Бауэра для живых систем:

«Все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и используют за счет своей свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях».

Этот принцип математически выражен Э.Бауэром в следующем виде

F’ – F = ∑_i=0ⁿX_i*∆x_i/∆t*∆t - ∑_i=0ⁿX_i’*∆x_i’/∆t*∆t,

F - свободная энергия живой системы при равновесии,

    X_i – факторы работоспособности, разности потенциалов и концентраций реагентов,

    ∆x_i – изменения, вызванные факторами за интервал времени ∆t.

Через штрих ‘ обозначены эти же величины для неживой материи.

Итак, из всего вышеизложенного следует неожиданный и важный в философском и прагматическом смысле вывод. Наша виртуальная нейрокомпьютерная Вселенная представляет некий физический субстрат или материю, которую можно назвать искусственной «живой материей» не нуклеиново-белковой природы, в которой, как и в белковой материи, возможно рождение вначале сознания в виде накопления в сети информации (смотри выше раздел 2), а затем вселенского разума или искусственного интеллекта. Мы имеем возможного претендента на альтернативный носитель сознания. То, что это в действительности возможно, я постараюсь убедить читателя далее.

С.Хокинг и Р.Пенроуз (2000) утверждают, что если имеется ненулевая масса, то должны существовать поля материи. Что это за поля в нашем случае виртуальной Вселенной?

Во-первых, это должны быть антигравитационные поля и силы, которые только и могут вызвать инфляцию или антигравитационное расширение и удаление массивных объектов друг от друга.

Во-вторых, чтобы материя втекала в пространство-время, конденсировалась в кодах и перетекала в глобальный аттрактор (БЧД), необходим постоянный приток света-вещества NS в точке БВ (U=0), а также наличия нереализованных возможностей или допустимых законами физики операторов G_i и достижимых 2ⁿ кодовых состояний, похожих на «дырки» или  незаполненные в пространстве-времени пустоты. Возможно, они заполнены отрицательной энергией или массой.

Представим при U=0 n-атом, у которого Х=2ⁿ потенциально максимально возможных «дырок» или пространственных вакансий. При каждом такте дискретного времени ∆U=1 в одну ячейку может попасть один квант NS=1 материи. При Большом взрыве инфляция осуществляется по квантовому уравнению взрывной цепной реакции Н.Семенова. Компонентами реакции являются, вещества, их квантовый выход, их концентрации, критическая масса и условия взаимодействия. Устойчивое динамическое неравновесие – это постоянное горение, незатухающая цепная реакция с выделением и поглощением энергии и вещества. Для этого необходим постоянный приток веществ, т.е. контакт с внешней средой, или наличие обратной связи от результатов работы внутри системы для поддержания структуры и самогорения, если система замкнута. Живая Вселенная открыта для информации как физической величины и допускает возможность саморазвития и саморазмножения, т.е. имеется возможность эволюционного усложнения, накопления информации и развития. Возможен рост числа n, сознательности и разумности!

Давайте представим один из возможных вариантов геометрии нашей виртуальной Вселенной (рис. 3.1).   

 

Рис. 3.1. Пространство-время-материя нейрокомпьютера

На различных поверхностях цилиндра расположим наши объекты Вселенной или коды, причем, чем больше единиц в коде, тем ближе его цилиндрическая поверхность и сам код расположены к оси времени. Часть более темной поверхности цилиндра принадлежит коду (001).  Наша Вселенная построена на 3-атомах, т.е. n=3.

Кроме того, что локальные невязки обнуляются за счет квантовых флюктуаций от генератора белого шума (ГШ), наша система движется к физическому равновесию, а квантовые переходы между дискретными состояниями триггеров в процессе этого движения порождают новые коды или объекты Вселенной, которые располагаются на своих орбитах. При этом пространство раздувается. Эту эволюцию Вселенной в динамике наглядно иллюстрирует видеоролик, простую программу для которого написал И.Степанян. Закрашенный конус на рисунке показывает, как материя перемещается в Черную дыру (ЧД), оставляя после себя бледный фантом. Требование n >> 1 для полных проявлений всех свойств нейрокомпьютерной Вселенной есть реализация принципа необходимого разнообразия. Даже при U=10 генерируется пространственно-временное многообразие в виде сложнейшей нейронной сети содержащее более 10 000 нейронов (фото с дисплея)!

Рис. 3.2. Фото нейронной сети при n=8

4.Уравнение Эйнштейна в ОТО и квантование пространства-времени в нейрокомпьютере.

Мы с Вами видим, что наша виртуальная Вселенная во многом чем –то   напоминает нам обычную настоящую Вселенную. Эти ее сингулярности БВ и  ЧД, эволюция пространства-времени, перетекание материи между объектами и т.д. 

А законы ее жизни, скорее всего, описываются ОТО А.Эйнштейна, его  знаменитым уравнением

G_ab = R_ab – 1/2q_abR = 8πT_ab ,

где   G_ab – кривизна пространства-времени,

R_ab – риманова кривизна,

q_ab – метрический тензор,

R – кривизна Риччи,

T_ab – тензор энергии-импульса материи.

Это уравнение получено без учета квантования пространства-времени и энергии. Поэтому в нашем случае необходимо уточнить смысл и технологию измерения таких понятий и величин как траектория, геодезическая, времениподобная или пространственноподобная кривая, кривизна, расстояние, метрика и т.д.

Очень интересным и практически полезным для описания нашей виртуальной дискретной Вселенной может быть язык ортогональных несинусоидальных функций и аппарат секвентного анализа, в частности, диадическая система координат Х.Хармута (1974, 1980 1989). Предстоит перевод континуального языка ОТО на дискретный язык квантовой физики и информатики. Дифференциальные уравнения должны быть представлены в разностном виде. Важным понятием, по моему, является понятие диадической метрики и ее описание в терминах расстояний по Хеммингу в дискретных системах координат (Хармут, 1989).

Наша Вселенная проквантована квантами пространства и времени, где минимальным расстоянием длины между двоичными кодами-объектами или точками в ПВ является квант длины ∆Х =1 в виде расстояния по Хеммингу меду числом единиц в коде. Например, Х₇₂ = (110) – (010) = 2 -1 = 1. Или Х₀₂ = (000) – (010) = 0 -1 = -1.  L_p =∆Х =1- это виртуальный вариант "планковской длины". Размер этого кванта в обычных единицах измерения длины, метрах, см, световых годах трудно пока ввести. В диадических координатах – это, например, может быть длина дуги окружности между двумя соседними кодами, на которой размещены коды, но с учетом их положения на своем цилиндре,и выражаться в радианах. Здесь возникают неоднозначности между кодами с одинаковым числом единиц (001), (100), (010), с которыми необходимо разбираться.

«Планковским квантом времени" у нас в ПВ является один такт времени равный ∆U = 1. Его величина в обычных секундах или наносекундах полностью определяется частотой микроэлектронного или наногенератора импульсов квантов времени. Жизнь нашей Вселенной – это непрерывные квантовые переходы или квантовые скачки между кратковременными, короткоживущими виртуальными состояниями кодов, объектов нашей Вселенной.

Обратимся, однако, к уравнению А.Эйнштейна. Если правая часть равна нулю, то это вакуумная Вселенная. Наличие во Вселенной материи или T_ab > 0 приводит к проявлению наличия в ней гравитации и особенностей или областей и точек сингулярности. 
Первая теорема о сингулярностях Р.Пенроуза говорит о причинной структуре ПВ и сингулярностей в виде БВ и ЧД.

5.Сингулярности и их структура.

Р.Пенроузу принадлежит первая теорема о причинной структуре сингулярностей в описании дискретной природы пространства и времени. Применение квантовой теории к ОТО имеет уже два проверяемых предсказания. Это развитие малых возмущений при инфляции Вселенной, что подтверждается флюктуациями реликтового фона. И ЧД должны излучать тепловое излучение. Нужно еще научиться проквантовать гравитацию.

Благодаря гравитации пространство-время (ПВ) должно иметь НАЧАЛО и КОНЕЦ! В этом главное отличие гравитации от других полей. Должна существовать внутригравитационная энтропия, которая не проявляется в крупнозернистой (на уровне кодов) структуре Вселенной, считает С.Хокинг (2000). Как пишет сам Хокинг «Гравитация формирует арену, на которой сама и действунт». Для других полей вначале нужно задать, создать, родить ПВ в качестве арены, на которой они действуют. Именно это дает основание тому, что время имеет НАЧАЛО. Гравитационная энтропия или мера нешего незнания – это существование ненаблюдаемых областей Вселенной.

Глобальная причинная структура ПВ Вселенной следует из глобальной гиперболичности , введенной в описание Р.Пенроузом и развитой С.Хокингом. Это понятие является решающим в описание сингулярностей и ЧД.  Известны теоремы Пенроуза - Хокинга о сингулярностях. Это следующие теоремы или условия:

1.Энергетическое условие.

2.Условие на глобальную структуру или глобальную гиперболичность.

3.Гравитация достаточно сильна, чтобы замкнуть определенную область ПВ.

Первая теорема или  условия – энергетическое непосредственно следует из уравнения Эйнштейна и является наиболее сильным. Имеется три таких условия, в зависимости от их силы.

Слабое энергетическое условие для любого времениподобного вектора ν^a:

T_abν^aν^b >= 0.

Сильное энергетическое условие:

T_abν^aν^b >= 1/2ν^aν_аТ.

Общее энергетическое условие:

1.Выполняется сильное условие.

2.Каждая времениподобная или нулевая геодезическая содержит точку, в которой

Ι[_aR_b]_cd[_el_f]l^cl^d ≠ 0

Вторая теорема или условие – это требование отсутствия замкнутых времениподобных геодезических кривых.

Третья теорема или условие невылетания материи и информации при существовании ловушечных поверхностей, либо замкнутости  пространственноподобной трехмерной поверхности.

Определение сингулярностей: Пространство-время является сингулярным, если оно содержит неполные времениподобные или нулевые геодезические и, при этом, не может быть вложено в большее по размеру пространство-время.

Глобальная гиперболичность I^-(τ⁺) пространства – времени свидетельствует о связности и замкнутости ПВ и их ограниченности. Есть  компактная область в ПВ, которая не выходит за границу горизонта событий и не находится в конусе прошлого для τ⁺ (рис. 5.1).

  

Рис. 5.1. Коллапс объекта в ЧД и ее голая сингулярность

 (рисунок взят у С.Хокинга)                

Эта область и есть черная дыра (ЧД) с «голой сингулярностью» внутри, излучение которой благодаря «космической цензуре Пенроуза» невидимо внешнему по отношению к ЧД наблюдателю.

У нас в нейронной сети конечной точкой в прошломдля генератора горизонта событий является событие X = S|_U=0  в момент U = n. Это глобальный аттрактор активности сети. Таким аттрактором является код (111) на U = 3 шаге в сети на рис. 2.6.

Теперь наступил момент, когда модно рассмотреть внутреннюю структуру этой черной дыры. О том, что она имеет структуру, говорит то, что в ее горизонт событий входят три потока, каждый со своими информационными и стохастическими свойствами. Информационное содержание каждого входа определяется кодом (110), (101) или (011), из которого возникает поток. Исходный входной код определяет направление квантового перехода, т.е. направление, куда переключится входной поток. Стохастическая компонента данного входа ЧД определяется шумовыми свойствами потока NS.

Наличие БВ - начала виртуальной нейрокомпьютерной Вселенной и сингулярности в виде глобального аттрактора (БЧД) в конце ее «жизни» - это факт, а строгое математическое доказательство этого факта мы адресуем математикам и физикам-теоретикам.

Какие коды и когда Бог вбрасывает в ЧД или выбрасывает их из БД?

Рассмотрим, например, объект виртуальной Вселенной или код  (110)  на шаге U = 2 нейронной сети рис. 2.6.  Его можно рассматривать как мини ЧД, причиной, или конусом прошлого которой являются объекты – коды (010) и (100) и их потоки материи. В то же время, этот объект (110)сам является началом БВ или рождения новой мини Вселенной. Его можно уподобить излучающей мини Белой дыре (БД), изображенной на рис. 5.2.

    

Рис. 5.2. Малые Черная и Белая дыра, связанные кротовой норой

Конечно же, когда в сети происходят активные квантовые переходы или скачки смены кодов, происходит электромагнитное излучение во внешнее пространство, которое может наблюдать и измерять наблюдатель, не находящийся в ЧД, т.е. находящийся на бесконечности. Поэтому, у нас и малые мини Черные дыры (МЧД) и малые мини Белые дыры (МБД) излучают вероятностно кванты излучают волны и поглощают материю.

А что происходит в горловине или в «кротовой норе» между МЧД и МБД?

Здесь происходит бурный динамический процесс быстрого переключения кода (110) при различных состояниях регистра Р₀ в различные режимы генерации выходного излучения, либо по каналу (110).--> (111) с электромагнитным излучением, либо по каналу (110) à (110) без ЭМ излучения.

Возникновение сингулярностей у Хокинга и Пенроуза связано с коллапсом и исчезновением пространства в момент появления ЧД, что иллюстрирует диаграмма Картера – Пенроуза (слева на рис. 5.3). Это так называемая R-процедура Р.Пенроуза или коллапс волновой функции Вселенной. В нашей нейрокомпьютерной Вселенной  (справа на рисунке) скачкообразной редукции волновой функции не происходит, а при U = n в недрах волнового пакета зарождается из гномона-кристалла микроскопическая будущая ЧД, которая монотонно растет, втягивая в себя всю материю Вселенной и не уничтожает пространство-время, а сохраняет его в виде реликтового фонового излучения,  в виде бледных объектов прошлого..

Рис. .5.3. Диаграммы Картера-Пенроуза с сингулярностями

a)      у С.Хокинга и b) для нейрокомпьютерной Вселенной 

                                  Продолжение следует