Главная причина необратимости времени и организация биологической памяти

1. Главная причина необратимости времени и организация биологической памяти

Семён Беркович
Факультет Вычислительной Техники
Университет Джорджа Вашингтона
Вашингтон, Д.К., 20052 США
11 мая 2010 года
Российский междисциплинарный семинар
по изучению ФЕНОМЕНА ВРЕМЕНИ
Московский Государственный Университет
имени М.В. Ломоносова
1

2. Благодарю за приглашение

Ex uno disces omnes
По одному можно понять всё
Ограниченность частичных объединений
“Winner-takes-all” situation
Содержание
--- Клеточно-автоматная модель Вселенной
--- Локальная и глобальная организация
--- Голографический механизм и необратимое течение времени
--- «Интернет физической Вселенной»
--- Епигенетика и память человека
Понимание феномена Жизни
Управление биологическими процессами --- “Cloud Computing”
2

3. Концепция облачных вычислений

Новый вид физического взаимодействия --- через общую память
Облачные вычисления невозможно изучать т.н. «научным методом»
Человек – песчинка мироздания или интерактивный пользователь?
Очень большое число технических деталей
3

4. Три класса феноменов природы

Large
Cosmology
?
Biology
Elementary particle physics
Complex
Small
Informational Infrastructure
4

5. High-Tech vs. Grand Philosophy

The Equation of the Universe
b D1 D2 2 ... (mod 2π)
t
Two classes of solutions in different time scales:
MATERIAL and INFORMATIONAL
• helicoidal solitons – elementary particles
1/137
• diffusional spread – “action-at-the-distance”
1040
Analogy with sensor networks:
slow “material events” and
fast “informational reports”
Base Station
Isaac Newton’s
“Sensorium of God”
Дополнительный информационной слой - технический аспект описания
Возможность интерпретации некоторых «сверхъестественных» явлений
не затрагивает проблемы человеческого духа и высших сил Природы 5

6. Ничего сверхъестественного

Божественное вмешательство – неуспех конструктивного решения
An extra operative layer
Lightning
XVIII
century
Cloud thundering
Electro-magnetism
Vitalism
XXI
century
Cloud computing
Informational infrastructure
6

7. Основные публикации

SIMON Y. BERKOVICH
MUTUAL SYNCHRONIZATION IN
A NETWORK OF DIGITAL CLOCKS
AS THE KEY CELLULAR AUTOMATON
MECHANISM OF NATURE
COMPUTATIONAL MODEL OF
FUNDAMENTAL PHYSICS
Russian translation
Moscow University Press, 1993
http://www.chronos.msu.ru/RREPORTS/berkovich_avtomaty.pdf
SYNOPSIS, Rockville, 1986
Оn the “Barcode” Functionality of DNA, or the Phenonmenon of Life in the Physical Universe
Dorrance Publishing Co, Inc, Pittsburgh, Pennsylvania, 2003
With the “barcode” interpretation of DNA, zillions of biological objects can be seen as a population of users on the
“Internet of the physical Universe.” The author responds to two perplexing questions: “How can an organism be built
from an information-deficient genome?” and “Why do more complex organisms have less complex genomes?”
The striking difference between dead and living matter lies in the intensity of the involvement of the informational infrastructure
of the physical world. The problem of the organization of Life is treated with the methodology of computer engineering design.
Constructive Approach to Fundamental Science: Selective Writings
by Simon Berkovich and Hanan Al Shargi
Presents the idea of a holographic construction of the Universe
http://www.universityreaders.com/titles/berkovich/
Published by University Readers, Inc. 2009
7

8. Понять предмет значит построить его модель

Lord Kelvin:
"I am never content until I have constructed a mechanical model of the subject
I am studying. If I succeed in making one, I understand; otherwise I do not."
Newton:
“I have not been able to discover the cause of those properties of gravity
from phenomena, and I frame no hypotheses...
…the great ocean of truth lay all undiscovered before me”
«Гипотез не измышляю»
Механика не представляет собой исходную сущность Природы
МОДЕЛЬ ДОЛЖНА БЫТЬ АЛГОРИТМИЧЕСКОЙ:
КОНЕЧНОЙ, ДЕТЕРМИНИСТИЧЕСКОЙ, ЕСТЕСТВЕННОЙ
8

9. Конструктивный подход

The method of “postulating” what we want has many advantages;
they are the same as the advantages of theft over honest toil
Bertrand Russell, Introduction to Mathematical Philosophy
Философы до сих пор только интерпретировали мир,
задача состоит в том чтобы его сконструировать
Вопросы методологии
Простейшие формулы, типа F = m · a, кажутся естественными,
в то время как изощрённая конструктивность наталкивается на
идеологическую неприемлемость акта творения
Вопросы синтеза
Создание модели, поведение которой должно соответствовать
сложной спецификации, не поддаётся никакой формализации,
и, в общем случае, кажется невозможным
9

10. Клеточные автоматы как инфраструктура физического мира

Распределённые динамические трансформации
Conway’s “Game of Life” (demo)
Три определяющих момента:
--- Центральное противоречие концепции относительности:
абсолютная система отсчёта существует, но ненаблюдаема
--- «Воображаемая физика» исключительно богата своими
последствиями, включая волновые свойства
--- Появление информационного основания материального мира,
ведущая роль голографического механизма Вселенной
10

11. Клеточные автоматы: две проблемы - кажутся непреодолимыми

• Pagels’ Concern:
How the grand cellular automaton rule
of the Universe can be found?
Как найти ПРАВИЛО?
Feynman’s Objection:
Local operations in cellular automata cannot
reproduce long-range quantum correlations
Откуда берётся НЕЛОКАЛЬНОСТЬ
при контактных взаимодействиях?
11

12. Поиски Правила Вселенной: подгонка и перебор

A New Kind of Science – Wolfram - starts by detailing the outcomes of the 256 simplest rules.
The next step is to look for more complex rules and work out their outcomes. That could take
a long time - it took Wolfram nearly two decades to study the 256 possible rules that you can
formulate using just three black and white squares arranged in a one-dimensional line.
Adding another dimension or even adding another colour vastly increases the number
of possible rules.
The way the automata evolve is controlled by a rule - or as Fredkin calls it, the Rule,
with a capital R. The Rule applies to every single cell in the grid and it stipulates whether
the state will change at the next time-step, depending on the states of neighbouring cells.
Essentially, the Rule is a look-up table that relates changes in the state of a cell to the
states of nearby cells at an earlier time. The table can be converted into a string of bits
that is a single whole number, a constant that Fredkin calls R.
After years of playing with cellular automata, building one to describe the universe is,
Fredkin thinks, a project too great for just one man. But if he can inspire students and
colleagues to try out digital physics, it may indeed bring about a totally new kind of science.
Открытие Правила требует изобретения, а не перебора
Нужна руководящая идея
12

13. Основной механизм любого явления

Согласно древнегреческой философии некий ритм пронизывает всю Вселенную
С чего начинается компьютер?
Импульсы задающего генератора
13

14. Изначальность --- Primordiality

Леопольд Кроникер: «Бог создал целые числа,
всё остальное дело рук человеческих»
out-signals
in-signals
feedback control
return
Кольцевой счётчик - «кирпичик» мироздания
принципиальная схема
Построение системы Вселенной --- куб чисел
14

15. Философское осмысление: Поиски Абсолюта

Древне-греческие философы
~ 2500 лет тому назад
Вода, Воздух, Земля, Огонь, Апейрон
Атомисты Левкипп и Демокрит из Абдеры:
система чистого материализма – атомы и пустота
Из материалистических начал нельзя понять мир как целое
Природа вещей предполагает иные причины --- ДУАЛИЗМ
Новоевропейская метафизика
Готфрид Лейбниц
XXVII век
«Монадология»
Монады — это живые, духообразные единицы, всё состоит из них
Имеют восприятия, сопровождающиеся памятью
Не существует совершенно неодушевленной природы
Доминирующая роль информации в современном обществе
Наука и технология
15

16. Достижение XX века --- Стандартная модель Субстрат материального мира

HADRONS (made of
quarks or antiquarks)
- baryons (three quarks)
- mesons (quark & antiquark)
LEPTONS
(fundamental particles)
(1)
К вопросу об элементарности:
Стандартная модель содержит 12 разнородных компонент
(плюс соответствующее количество античастиц) и требует
19 внешних параметров для настройки
(2)
Лихорадочные поиски решаюшего бозона Хиггса (LHC)
(3)
Отсутствие Тёмной Материи, якобы составляющей 70% Вселенной
(4)
Смысл представленных компонент не ясен
16

17. Главная загадка науки: разница между живой и мёртвой материей С точки зрения физики: биология – это “Disease of Matter”

The way in which minds are attached to bodies is beyond man’s understanding
Святой Августин V век
Even when all the possible scientific questions have been answered,
the problems of life remain completely untouched
L. Wittgenstein
XX век
How memories are stored in the brain is not likely to be
affected by the discovery of the final theory
S. Weinberg
ХХI век
Один из создателей Стандартной Модели
Какой смысл в дороге, если она не ведёт к храму?
17

18. Кольцевой счётчик как первооснова Природы Предварительные соображения

1. Материя --- “ex nihilio” --- синхро-формации
2. Дискретность и конечность конструкции;
непрерывность --- из вероятности
3. Исконная периодичность --- волновые процессы –
важнейший аттрибут Вселенной
4. Взаимная синхронизация --- колоссальное множество
разнообразных последствий
Язык физики - это «проза» взаимной синхронизации
18

19. Модель CAETERIS: Cellular Automaton EThER InfraStructure

Структура трёхмерной решётки
Cellular Automaton Rule explicit decentralized clock activities
1. Mutual synchronization with fault-tolerance –
restriction from below on the speed of phase change
2. Arbitration protocol to avoid deadlocks
3. Dimensionless parameters α = 1/137 and ε = 10-40 –
artefacts of the design
19

20. Построение и анализ модели

Локальная геометрия ─ 3D решётка
Глобальная геометрия ─ 3D поверхность 4D сферы
Структура Перельмана
Transformational rule ─ distributed fault-tolerant synchronization
Equation for the phase of circular counters :
b D1 D2 2 D3 3
t
(mod 2 )
Complementary conditions: discretization of phase changes and arbitration protocol
Dimensionless parameters (artifacts of the design): α=1/137 and ε ~1040
The origin of non-locality: "slow" spiral waves and "fast" diffusion spread
Two global periodic cycles: matter formation and diffusional wave trains
20

21. Two types of solutions

X
maximum speed - c
v
Y
f ( z vt )
d
0
dtr
d
const
d
Z
Traveling waves - “quasi-particles”
(1/137 - 1) • c
D2 4 D1 2 v b 0
Stretching constant phase – fast operational background
R2
exp(
bt )
3
4
D
t
(2 D1 t )
1
1
1040 • c
21

22. Спектр элементарных частиц

Type of kernel
PHASE DEPENDENCES
PROPAGATION
intermittent
V<C
Real exponents
increasing
θ
b
f ( s) A1e v
f ( s) A2e
decreasing
b
s
v
v
s
D1
f (s) A1e A2e
combination
ElectroMagnetic
Electron Field
Proton
s
v
s
D1
Neutron
Imaginary exponents
continual
V=C
θ
D1
f ( s) A3 cos
s
D2
f ( s) A3 cos
D1
s
D2
f ( s) A5 cos
D3
s
D4
Photon
Neutrinos
electron
tauon
muon 22

23. Интерпретация микро-физики --- 1

1. “Excitons” - helicoidal traveling waves - exactly correspond to the
spectrum of stable elementary particles --- no more, no less
2. Law of inertia --- traveling waves synchro formations get their
uniform motion for “free” from the cellular automaton mechanism
3. The upper bound on the speed of material formations --- the
speed of light c --- comes from phase congruence requirements
The same requirements establish standards of length and time.
4. Anti-matter - dual solutions having an opposite sense of rotation
5. Matter appears ex nihilo --- mutual transformations of elementary
particles are intrinsic to synchro formations
23

24. Интерпретация микро-физики --- 2

6. Slight asymmetry in favor of matter vs. antimatter arises from
the arbitration protocol on our side of the Universe.
On the opposite side of the Universe the antimatter prevails
How to process the input signals
if they arrive simultaneously? --Built-in arbitration protocol
7. CP (Charge-Parity) violation and ultimate irreversibility of Time.
It is not possible to reverse cellular automaton events as the
output signal depends on the order of input signals processing.
This order is determined by the succession of signals arrival
and/or by the arbitration protocol. Those cannot be distinguished.
24

25. Интерпретация микро-физики --- 3

8. Mass – disturbance measure of synchro activity: angle of attack and non-monotonicity
f ( s) A1e
f ( s) A2e
b
s
v
b
s
v
Proton
v
s
D1
f (s) A1e A2e
mp >> me
Electron
v
s
D1
Neutron
n = p+ + e– + ν
weak interactions – kernels split
How could neutron be heavier than proton?
E = mc2 --- breaking synchronization patterns: strong interactions
Quarks do not exist – what is observed are partons appearing from
time varying states of the kernels with increasing exponent – nucleons
Decreasing exponents do not produce this effect --- no internal structure
11. Spin --- frontal rotational impact from kernels, independent of mass
12. Electrical Charge --- intermittent issuing of fore synchro discs of the kernel
electrical force --- frontal hit by the discs
magnetic force --- edge hit by the discs
25
electrostatic force --- instantaneous action-at-the distance

26. «Сумашедший дом» квантовой механики

В. Опойцев:
Авторитет квантовой механики уже так велик, что «волны вероятности» можно
вполне заменить эквивалентной формулировкой «колеблется непонятно что»
Колеблются не вероятности, а действительно «непонятно что». Вероятности
появляются на стадии измерения, точнее говоря, при необратимых изменениях
квантовых объектов, сопровождающих приведение в контакт микро- и макромира.
А уравнение Шрёдингера описывает колебание некой фикции, имеющей длину и
фазу. Длина в необратимых взаимодействиях выступает в роли вероятности.
Но фикция в целом вероятностной интерпретации не поддаётся, потому что
вероятностные процессы в классическом понимании обязаны подчиняться
определённой аксиоматике. Там же, где «вероятности» имеют фазу и подвержены
интерференции, - возникает сумашедший дом, т.е. квантовая механика.
Клеточно-автоматная модель Вселенной основанная
на взаимной синхронизации кольцевых счётчиков
естественным образом включает в себя КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ НЕЧТО
Квантовая механика ≡ Интерактивная голография
26

27. Квантовое разнообразие

Single particle approximation
Two phase tracking random walks of actual events
and hot-spot feedbacks
Described by Schrödinger’s equation
(Berkovich, 1984)
Many particles
Holistic behavior of quantum systems
Quantum entanglement
Coordinated impacts from remote points
Structural transformations of biomolecules
Complexities of control using access to
to holographic associative memory
27

28. Basic Holographic Control Cycle

Reconstruction conjugate beam
Produces hot-spot feedbacks
The Effect of Nonlocality
Recording guides
quantum and
biological processes
Memory of past events by
content-addressable access
Produce material noise
CMB front
Returning hot-spots
Reference beam of
diffusion wave-trains
Repetition rate – 1011 Hz
Elementary event
Earth
Eccentric position
leads to anisotropy
Необратимость: запас
прочности ~1030 циклов
28

29. Анатомия квантовых переходов

Setup of conjugate
holography feedbacks
and transition scene
1
2
3
4
10-11 sec
synchronization
desynchronization
1 --- Synchronization impact for holographic recording
2 --- Desynchronized “particle” stage with local interactions
3 --- Synchronized “wave” stage with unitary evolution
4 --- Desynchronization impact for the reduction of the wave function
Intermittent stages of
wave – particle duality
(#3)
(#2)
Reduction
of Ψ-function
Schrödinger’s
equation
Bi-Fragmental random walks
Particle materialization
..
..
.. ω
..
α
Stage # 3
eigen-values
of an operator
bosons and
fermions
Pauli principle
exchange
interactions
Stage # 4
29

30. Рассмотрение космологии

Основные современные загадки
Смешение фактов с их интерпретацией
30

31. «Эпициклы» господствующего мировоззрения

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Cosmological debris:
Big Bang preceding inflation --- exponential expansion in 10-34 sec
Age crisis --- Universe appears younger than older stars
“Dark energy” --- vacuum energy, factor of 10120 discrepancy
“Dark matter” --- departure from Newton’s Law
“Great attractor” --- something mysterious is pulling the
galaxies, peculiar motions - deviation from uniform expansion
Blueshifted galaxies --- a small spot, peculiar motion
Faraway cosmos --- early galaxies, gamma ray bursts, quasars
Galaxy distribution --- non-uniformity and voids
Anisotropy of CMB --- “Axis of Evil” --- «НЕ МОЖЕТ БЫТЬ»
Каждое новое открытие в астрофизике вызывает недоумение
и вводит новые ad hoc поправки
Починке не подлежит --- требуетс
31

32. Новая парадигма Два периодичных глобальных процесса

Два безразмерных физических параметра: α = 1/137 and ε = 10-40
recording
Cycles of matter formation
Cycles of diffusion wave trains
Redshifts anomalies in periodic Big Bangs
vs. accelerating galaxies --- “dark energy”
Multiplexed synchronization –
desynchronization stages
Восприятие различных временных и пространственных масштабов
Представление о необъятности Космоса зависит от рассматриваемой
скорости --- «размер» Земли, раньше и теперь)
32

33. Блеск (5%) и темнота (95%) в космологии

REPORT OF THE DARK ENERGY TASK FORCE
-- What is the dark matter?
-- What is the dark energy?
-- Did inflation happen?
… our theories of fundamental particles and gravity are either
incorrect or incomplete. Most experts believe that nothing short
of a revolution in our understanding of fundamental physics will be
required to achieve a full understanding of the cosmic
acceleration.
… the acceleration of the Universe may even signify the
breakdown of Einstein’s Theory of General Relativity
Cosmological constant conflict with quantum mechanics --- 10120
“What the theory gives is a joke, more than a hundred orders of magnitude off the mark”
John Marburger, “Tell the Truth About Particle Physics”, APS News, December 2002
33

34. Высоко-энергетическая активность в далёком космосе

Expected to be a quiet zone
34

35. Необъяснимые пустоты в распределении галактик

The observed distribution of galaxies
(Source: M.J. Geller and H. P. Huchra,
Science, 246, 897 (1989))
An instance of the simulated architecture
of the distribution of galaxies
35

36. Анизотропия CMB

Cosmologists have been scratching their heads over the discovery of
a pattern imprinted on the CMB. This pattern, the so-called Axis of Evil,
just shouldn't be there. Our model has predicted the CMB anisotropy
several years before its discovery
Our model exactly
predicts the angle
between the dipole
and quadrupole;
precursory result:
– 40o
The CMB is not a post-creation remnant of the cooling down matter, but an accompanying factor of formation
material activities in the Big Bangs. The eccentricity position of Solar system leads to an asymmetry in the
observed distribution of the CMB temperature. This distortion leads to the appearance of “peculiar motions”
36

37. Объяснение гравитационных аномалий

Impact
Saturation ??
Linear Growth
“Dark Matter”
Orbits
Precession
Pioneer
Anomaly
M1 (passive) · M2 (passive)
F = G(R) · ————————————
R2
Newton’s
approximation
Flyby
“Fifth force”
Speculations
RA
Astronomical
scale
RC
Distance
Cosmological
scale
Mediation of force: restricted corpuscles and stretching pulses
37

38. ВСЕЛЕННАЯ КАК КИБЕРПРОСТРАНСТВО

INFORMATIONAL CAPACITY:
--- 10102 PHYSICAL BITS
--- 10100 LOGICAL BITS
TOTAL NUMBER OF LIVING BEINGS
--- 1080
( DEAD AND ALIVE )
THE TOTAL VARIETY OF ACCESS CODES
--- 1030
CLOCK - repetition rate of holographic wave trains
---
1011 Hz
WORKING FREQUENCY OF REFERENCE WAVES
--- 1046 Hz
(COMPARE TO PLANK'S TIME: h G/ c5 = 5.3 10-44 SEC)
MODULATION FREQUENCY
NUMBER OF SIMULTANEOUS USERS
-----
1013 Hz
1033
Physical significance of 1011 Hz --- Wien’s displacement law
The CMB black body radiation spectrum --- 2.720 K 38

39. Схема голографии

LASER - coherent wave trains
splitter
mirror
Recording
medium
Reference beam
Object
mirror
Signal beam
Техническое воплощение голографии в конструкции Вселенной:
(1) фиксация информации в плоском CMB фронте
(2) два пути сигнала – интерференция
(3) прерывистость опорного волнового цуга – когерентность
(4) послойная запись – адресная структура
(5) восстановление по частичному запросу
(6) обратная связь от запоминающей среды
39

40. Ассоциативная память (Г.Г.Стецюра, 1960)

search criterion: Mi
1
1
1
retrieval indicator: Uj
content-addressable
1
storage: xij
1
1
1
Uj= ∩ (Mi xij)
i
1
Dealing with subsets rather than with individual elements
Нужна новая вычислительная модель
40

41. Operational Facilities of Holographic Associative Memory

Content-addressable access
Readout process
Concomitant Production
of Matter - physical noise
Write pointer
generating main CMB and
basic Quantum Mechanics
Accumulated information
Empty storage
41

42. Sharing associative memory with orthogonal coding and security in Cloud Computing

Physical
and
logical
bits
1010
0000
1010
1010
″1″
″0″
″1″
″1″
User A: ″1″ - 1100
User B: ″1″ - 1010
User C: ″1″ - 1001
Zero-bit: ″0″ - 0000
Задержка при передаче
через общую память
Телепатия и епигенетика
42

43. Новый феномен Природы --- доступ к компьютеру Вселенной генерирует материальный шум

Новый феномен Природы --доступ к компьютеру Вселенной генерирует материальный шум
ОДНОРОДНЫЙ ПРИТОК МАТЕРИАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТ СО ВСЕХ СТОРОН
ОСНОВНОЙ АСТРО-ФИЗИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ:
Микроволновое Реликтовое Излучение (АНИЗОТРОПИЯ?!)
Результат непрерывной голографической записи,
управляющей квантовыми и биологическими процессами
OBSERVED A WHILE AGO:
1. High energy cosmic rays incoming from nowhere
2. Relic background neutrinos
OBSERVED RECENTLY:
3. Hiss of radio waves peaking at 3 and 8 megahertz
(SkyandTelescope.com - Homepage News –
New Cosmic Background Radiation Found, December 2008)
4. Fluctuations of gravity
(“All the world’s a hologram”, New Scientist, January 17-23, 2009)
PREDICTION:
A UNIFROM INFLUX
OF LIGHT QUANTA
43

44. Интерпретация системной биологии и организации мозга

○
-13.7 by
☼
○
-4 by
-1 by
Жизнь – случайный побочный продукт физических процессов ?
Концентрация на проблемах эволюции – подмена тезиса
Уводит от основного вопроса:
Каков механизм функционирования биологических систем? ♀
♂
?
Как организмы воспроизводятся в течение
месяцев, а не миллионов лет?
?
+
=
Информация, связанная с организацией Жизни подавляет
разнообразие материального мира смена парадигма 44

45. Deep confusion with the genome complexity

Claverie, J.-M. (2001) What if There Are Only 30,000 Human Genes?, Science, 291, 1303
22,000 genes
The basic law of requisite variety: |causes| ≥ |effects|
“Future work must respect this law, or be marked as futile
even before it has been started"
W.R. Ashby
45

46. ДНК – это идентификационный номер, как библиотечный шифр

QA 164 .N58
164 -- is responsible
for the properties:
Пожизненный
телефонный номер
Σ ∫ ∂
60%
n
n!
r! (n r)!
r
10%
∩
20%
♫
0%
46

47. Таинство больших молекул

Мы знаем, что большинство явлений описывается существующими
закономерностями, но всё же мне думается, что одно из основных
свойств живой природы – воспроизводить себя – может явиться
проявлением некоторых сил в природе, пока ещё неизвестных и
необъяснимых известными закономерностями взаимодействия
между элементарными частицами. У нас нет никаких данных
утверждать, что в цепочках достаточной длины из атомов с их
чередованием по определённым правилам не может появиться
новое свойство, аналогичное свойству самопроизводства в живой
природе. В отдельных атомах и несложных молекулах такое
свойство может быть незаметным
БУДУЩЕЕ НАУКИ, 1959
Пётр Леонидович Капица (1894-1984)
47

48. Восприятие больших объёмов информации в аспекте технологических достижений: Google and “Digital Life”

Оценки информационного содержания человеческой жизни
Capturing the whole variety of information signals:
Sensory inputs – 1021 bits,
Neural activity – 1023 bits,
Biochemical activity – 1040 bits
Von Neumann’s estimate of the brain capacity –
retaining all incoming information:
2.8 • 1020 bits
Есть ли жизнь в других местах Вселенной?
Ограниченность информационных возможностей
48

49. Информационные характеристики голографической Вселенной

Total storage capacity
~ 10102 bits
All material events
per 1000 billion years
strobed at 1011 Hz
~ 1099
Throughput
~ 1080 bits/sec
Bit Fixation Flows from
the whole Universe
Earth
Biomass
Total mental activities of a
whole human generation
~ 1080 bits/sec
~ 1050 bits/sec
~ 1040 bits/sec
~ 1030 bits
49

50. Жизнь это непростой коллективный эффект

• Challenges the traditional scientific method:
traceability of cause-effect; these relationships are separated in space and time;
Unexpected upshots can come out of the blue and could be nonreproducible at different moments of time
• Supports Lamarkian type of evolution: inheritance of acquired traits
Giraffe’s long neck.
Moreover – new traits can be transferred after birth
• Conforms to the epigenetics - any aspect other than DNA sequence
influences the development of an organism
Transgenerational inheritance
Hungry parents seem to leave healthier offsprings
Grandfathers who overeat might ruin their grandchildren’s health.
Diet, which does not change genes, can nevertheless influence future generations
Emma Young, “Strange inheritance”, New Scientist, pp. 29 – 33, July 12, 2008
NOVA PBS, “Ghost in your genes”
50

51. Изучение конструкции мозга

dendrites
Попробуйте применить
подобный подход, чтобы
понять компьютер
Cell body
(soma)
synapses
Biological neuron
axon
supporting glial cells
Approximately 1010 neurons each connected to 104 others
Threshold unit
Formal neuron
of McCullochs and Pitts (1943)
Weighted
connections
···
Excitement with the equivalence
to the Turing Machine
51

52. Недостаточность нейронной схемы

Is this enough to include the
whole richness of human life?
Constituent
Serious doubts from the
engineering standpoint:
- Speed
- Reliability
- Sophistication
Approximate %
Water
77
Solids
Soluble organic substances
Inorganic salts
Carbohydrates
Protein
Lipids
Total nitrogen
Total phosphorous
23
2
1
1
8
13-14
1.6
0.3
52

53. “Responsible for” dictum --- brain

53

54. Мозг используется на 10%  90% глия

Мозг используется на 10% 90% глия
R. Douglas Fields, “The Other Half of the Brain”, Scientific American, April 2004
Neuroscientists failed to detect signaling among glia.
They incorrectly assumed that if glia could chatter they would
use the same electric mode of communication seen in neurons.
What they missed, and what advanced imaging techniques
have now revealed, is that glia rely on chemical signals
instead of electrical ones to convey messages
54

55. Specification of the brain componentry starting with the assemblage of the bits

The main question in understanding the workings of the brain:
how to achieve high performance with slow processing elements
Interface between the storage in
Holographic Memory and processing
by Neuronal Circuitry is provided by
2D spots of Glial Cells
◙ ◙ ◙
◙ ◙
◙ ◙ ◙
Localized center interfacing the brain operations
Compare to 1D machine words - 32 bits, 64 bits
55

56. Localized processing area of the brain

Concomitant
material noise
Localized processing
area of the brain
New Phenomenon
of Nature
RW R W RW RW RW RW RW
External clock pulses at 100 GHz
Glia signaling – neuron transforming
┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼
┼──────────┼──────────┼──────────┼─────────┼
asynchronous
TRANSFORM
incremental
Neuronal Circuitry
CONNECTIONS
Holographic
Memory
CHEMICAL SIGNALING
SHARED
WRITE
Glia Cells
INTERFACE
SEAUTON
READ
PHASE CONJUGATE
SLOW processing
5 · 105 bits
2D segments
FAST data streaming
56

57. Гугл и мозг: основная проблема - выбор элемента - определяется всем содержанием памяти

Гугл и мозг: основная проблема - выбор элемента определяется всем содержанием памяти
запрос
1011 итераций/сек
“I’m Feeling Lucky”
ответ
eigenvalue
of quantum
measurement
∙
∙
∙
Google
Search
PageRank
random walks
57

58. Сопоставление вычислительных моделей

Feature
Memory
access
Model
Volume
Control
restrictions
flow
and updates
Dimensionality
of data slices
transition
diagram
0D symbols
list of
instructions
1D machine words
Associative
contentcode
modification
addressable capacity
processing
of searching
non-erasable
using SEAUTON
2D holographic
cross-sections
Turing
machine
Von Neumann
computer
sequential
random
∞
erasable
address
space
erasable
58

59. Architectural specifics of the brain

1. Content-addressable access with the SEAUTON algorithm:
1011 operations per sec
2. Memory properties:
- single level
- practically unlimited and cost free
- non-erasable and permanent
- forced writing (camcorder)
3. Software features:
- merger of control and data, simple algorithmic action
- multitasking through interleaving atomic operations
- integration of inputs through direct memory access
- proliferation of copies of data
- distributed activities and bootstraping
59

60. Software specifics of the brain

- Subconscious mental processes
Freudian psychoanalysis, neuroses and phobias, lateral thinking, intuition
“Intuition is perception via the unconscious”
Carl G. Jung
- Associative learning
Pavlov’s conditioned reflexes, behaviorism: conditioning and
reinforcement, unconditioned reflexes
- Managing information flows
Integration of senses, stereoscopic vision, subliminal stimuli,
stochastic resonance, concurrency and interrupts
- Organization of memory
Sophisticated fuzzy retrieval, pattern recognition, table-lookup
procedures, amnesia, injury rehabilitation, phantom limbs
60

61. Comments on paranormal phenomena

-
Extra sensory perception:
telepathy is a malfunction of the system,
clairvoyance, precognition
-
Deja vu and Metempsychosis
-
Out-of-Body experience and Near-Death experience
-
Mental efforts of healing
-
Metaphysical conceptions:
vital force in organic life
-
Effects of collective unconsciousness
61

62. Заключительные комментарии - 1

Всеобщее осознание необходимости ведения информационного
ингредиента в описание физической Вселенной.
Дополнительный слой в основании Природы клеточно-автоматный механизм взаимной синхронизации
Этот механизм естественным образом охватывает все
свойства материального мира:
- генерирует полный спектр стабильных элементарных частиц
- превносит нечто колебательное --- квантовая механика
- включает дальнодействие --- гравитация, никакой «темной» материи
- создаёт голографическую организацию Вселенной
- даёт уникальное объяснение свойству нелокальности
62

63. Возникновение физического пространства и времени

Клеточно-автоматная модель – топологическая структура
Метрические стандарты длины и времени определяются параметрами
появляющихся спиральных кернов материальных квази-частиц
максимальная скорость
Время – выражает периодичность материальных явлений
63

64. Исконная необратимость времени

Two time scales in natural phenomena
recording layer
Термодинамическая необратимость носит
статистический характер
Тотальная запись --- “Digital Life” --- приводит
к казуальной необратимости
64

65. Заключительные комментарии - 2

Она из самых глубоких загадок Природы - это контраст
между мёртвой и живой материей ( Г. Вейль)
Организация физической Вселенной предстаёт как Интернет
Phenomenon of Life --- extracorporeal information control ---
Жизнь - это Облачные Вычисления
Аналогия с передачей электрической энергии
65

66. Technology of today is the science of tomorrow

Shared wireless access: stream processing and
cloud computing on common holographic storage
1011Hz
Camcorder organization of memory
• Recording is mandatory and continuous
• Free unlimited capacity
• Permanent and non-erasable
• Continuing replication of data
• Total associative search
66
• Penfield’s movies

67. Заключительные комментарии - 3

Что есть истина?
Правильная догадка сопровождается ощущением
ненужности доказательства
В.И. Арнольд
Когда вы начинаете доказывать очевидную вещь, она
становится менее очевидной
М.Т. Цицерон
Установление истины как задача распознавания
Как отличить кошку от собаки?
Аналогия с детективной историей
Логическая сила опровержения --- контрпример, алиби
Experimentum Crucis
67

68. Три основных критерия истины

1. Соответствие фактам
«...тем хуже для фактов»
Гегель
2. Всеобъемлющая согласованность
минимум гипотез - максимум следствий
Оккам
3. Прагматические последствия
паровая машина дала науке больше,
чем наука паровой машине
Лорд Кельвин
68

69. Valuation of knowledge

Science is not “hill climbing”
They think that they gradually approach the Truth
The history of science is not a steady progress from
one achievement to another
Could we be wrong about everything?
A breathtaking claim: not just a particular theory, but perhaps the whole
fabric of scientific theory could be wrong
Coherence is taken as an indicator of the probable truth
of a set of beliefs
Cited from Keith Parsons’ textbook: “Copernican Questions”
69

70. Двa решающиx конфликта с современной физикой

1. «Не-открытие» гравитационных волн
Научная значимость теории определяется
возможностью её фальсификации --- Карл Поппер
Если гравитационные волны будут обнаружены, вся
предложенная конструкция оказывается несостоятельной исчезает голографический механизм Вселенной
2. «Абсурд» нелокальности
If quantum entanglement ``is correct, it signifies the
end of physics as a science'‘ --- Albert Einstein
Нелокальность взаимодействия никоим образом
не вписывается в существующую картину Вселенной представленное объяснение является уникальным
70

71. Non-discovery of gravitational waves: Failure or Success?

LIGO (Laser Interferometer Gravity-wave Observatory)
Started a decade ago: a new window in the Universe
in addition to optical signals, radiowaves, X-rays
The nondetection of a signal from GRB070201 is an important step toward a very
productive synergy between gravitational-wave and other astronomical communities
So far no gravitational waves have been observed
Bailout --- Advanced LIGO --- extra $450 millions 2014
Says Jay Marx, LIGO director: “Will be able to see 1,000 times
as many sources of gravity waves as the current LIGO.
… Either we'll see a signal or Einstein's general theory of relativity
will be wrong”
71

72. Удивительная нелокальность

Научные исыскания полагаются на некотрые естественные и необходимые гипотезы, и
трудно не предположить, что влиянием очень отдаленных объектов можно пренебречь
Анри Пуанкаре
Einstein-Podolsky-Rosen Paradox
tea
tea
or
or
coffee
coffee
Recent experiments have revealed “Entangled mechanical oscillators”
Distant transfer of impact
Nature, 459, pp. 683-685, June 4, 2009, Letters to Editor
72

73. “Телепортация энергии” по схеме Masahiro Hotta

“Energy-Entanglement Relation for Quantum Energy Teleportation”,
http://arxiv.org/abs/1002.0200
73

74. Генерация энергии по PRIME схеме (Parametric Resonance In Motion Entanglement)

1011 Hz
A
B
Modulating
EA
EB
Using Quantum Non-locality for Generation of PRIME Energy:
Parametric Resonance In Motion Entanglement
http://www.bestthinking.com/topics/science/physics/using-quantumnon-locality-for-generation-of-prime-energy-parametric-resonance
-in-motion-entanglement?
74

75. Возможность производить движение: forced oscillations vs. self-oscillations

The law of the conservation of energy simply means that
in isolated systems “there is something which remains constant”
F(x(t)) = 0
Delayed influence
F(x(t)) = g(θ(t-δt), x(t-δt))
The operational machinery of interactive holography
F(x(t)) + Δ(x(t)·δt =
basic
correction of
locality
nonlocality
f(t, δt)
external
drive
75

76. Интерпретация идей Н.А.Козырева

О существовании «потока времени»
(из статьи А.П. Левича)
N.A.Kozyrev, an outstanding astronomer and natural scientist, enriched the dynamic
picture of the World by introducing a new entity, possessing “active properties” and
coinciding with neither matter, nor field, nor space-time in its usual understanding.
This entity is difficult not only for intuitive or logical perception but also for a verbal
description since a proper complex of concepts and images for dealing with the new
ideas is yet to be developed.
The researchers “read” N.A.Kozyrev’s works in different ways,
accentuating different aspects and viewing the subject from different angles.
Various interpretations:
- a “meta-interaction, embracing the whole material world;
- a material carrier (a certain medium), directly “converting” cause into effect”
- N.A.Kozyrev’s causal mechanics contains a substantial time construction,
the causal nature of the fundamental irreversibility.
76

77. Инфраструктура обеспечивает информационный контроль и снабжение энергией

Энергия мышцы --- Cloud Computing
Аналогия с USB port
Компьютер полностью обеспечивает
целенаправленное движение
Биологическое микро- и макро-перемещения
77

78. Как живой организм противостоит распаду? According to E. Schrödinger

A living organism continually increases its entropy, and thus tends to
approach the dangerous state of maximum entropy, which is death
What then is that precious something contained in our food
which keeps us from death?
An organism feeds upon negative entropy
Or put it less paradoxically, the essential thing in metabolism
is that the organism succeeds in freeing itself from all the
entropy it cannot help producing while alive
Metabolism means change or exchange. That the exchange
of material should be the essential thing is absurd.
Any atom of nitrogen, oxygen, sulphur, etc., is as good as any other
of its kind; what can we gain by exchanging them?
78

79. Источник мышечной моторики

Albert Szent-György:
The more data we collect regarding muscle the less we
understand its functions. Here we have approached a chasm
going through the whole medicine and biology
Different conception of energy and entropy
(1) Source of motivity --- External “hot clock” 1011 Hz
(2) Protection of orderliness --- Information feedbacks
79

80. Пища и снабжение энергией

A bumblebee can travel 2,000 miles
on the energy found in one teaspoon
of nectar--but each flower supplies
only enough to keep the bee going for
one minute. So they must feed all day,
stopping at over 100 flowers
on each trip from the nest.
Some beetles would need daily intake of food twice their own mass
The common view is that organisms feed upon energy
Menu in some restaurants indicate energy content of every dish
“Needless to say, taken literally, this is just an absurd”
E. Schrödinger, “What is Life”, The Physical
Aspect of the Living Cell
80

81. Живой организм как вечный двигатель

Необходимость технического обслуживания
Замена изношенных частей – противодействие увеличению энтропии
Конечность жизненного цикла
Питание биологических организмов – это не снабжение
энергией, а метаболизм «техобслуживания» – поставка
«отрицательной энтропии» (Э. Шредингер)
Разрушение не происходит вследствие износа компонентов,
смерть есть результат исчерпания информационных
ресурсов управления организмом
81

82. Post Scriptum

Материалы для
дополнительной дискуссии
82

83. Experimentum Crucis

Seeing with the tongue
Testing the surmised “wireless”
access to human memory
How can magnetic field produce cancer?
Electromagnetic cancer
Decades of research have
brought inconclusive results
The observed effects may be due to wire-object positioning
Biological hacking
Creating a clone can
shorten donor’s life
83

84. Remote interactions of biological objects with close genetic structures

Cloning
Clones do not start ab ovo - they inherit the age of the donor
HYPOTHESIS: creating clones may shorten donor’s lifespan
L = ρ/ [ 1 – ( 1 – ρN+1)]
The remainder of donor’s life, L, has been estimated to reduce
by 60% for one clone, and 30% by many (ρ – overlapping factor)
Clones may inherit conditioned reflexes
A possibility to recover memory contents of departed persons
Antibiotic resistance
Public health concern - emergent resistance of bacteria to antibiotics
Buildup of resistance in the absence of a traceable exposure
Networks of bacteria as a single organism
HYPOTHESIS: microorganisms with some property germinated in a
secluded location can induce global proliferation of similar microorganisms
84

85. Challenge any paradigm neglecting nonlocality Evaluating the results of the monumental physical experiments

Probe B
Inconclusiveness of space-time
distortions
--- 2007
LIGO (Laser Interferometer
Gravity-wave Observatory)
Non-discovery of gravitational waves
--- 2014
“..either we'll see a signal or Einstein's general theory of
relatively will be wrong,"
LHC (Large Hadron Collider)
--- 2012
Long expectations: dark matter, Higgs
boson, extra dimensions, SUSY
85

86. Observation of afterimages in comparison with expectations from the photo camera analogy

Gaze at a bright object, then close your eyes --- you will get an afterimage
in your head. So, what will happen if you move your head keeping the
eyes closed?
S. Berkovich, “Probing the Architecture of the Brain in Experimentation with Afterimages”,
Proceedings of the International Joint Conference on Neural Networks
Washington, DC, July 10-16, Volume 1, pp. 69-73, 1999
86
http://www.seas.gwu.edu/~berkov/Experiment

87. Работа мозга: внутренняя активность или внешняя проекция?

Экран или картина: следует ли изображение за движением рамки?
Экспериментальная проверка: следуют ли возбуждённые
участки мозга за перемещениями головы?
87

88. Probing the detachment of afterimages with different movements of the head

complanar
no detachment
non-complanar
detachment
orthogonal
change in size
88

89. Changes in size of afterimages with orthogonal movements

F. V. Taylor, “Change in size of afterimage induced in total darkness”
Journal of Experimental Psychology, 29, pp. 75-80, 1941
R. L. Gregory, J.G. Wallace, and F.W. Campbell,
“Changes in the size and shape of visual after-images observed in complete
darkness during changes of position in space”
Quarterly Journal of Experimental Psychology, 11, pp. 54-55, 1959
As you move ahead the afterimage shrinks, disappears, and then reappears
89

90. Moon Illusion is a psychological effect

Orion
Gabor’s hologram magnification
Horizon observations in consecutive months
90

91. Работа мозга: внутренняя активность или внешняя проекция

Экспериментальная проверка: следуют ли возбуждённые
участки мозга за перемещениями головы?
91
Экран или картина: следует ли изображение за движением рамки?

92. Работа мозга: внутренняя активность или внешняя проекция

Экспериментальная проверка: следуют ли возбуждённые
участки мозга за перемещениями головы?
92
Экран или картина: следует ли изображение за движением рамки?

93. Communications in the informational infrastructure

• Apportioning the bandwidth among zillions of users
Biological objects share communication resources through localization of
signals and modulation of conformational oscillations of macromolecules
• DNA random structure - unique identification in Code Division Multiplexing
Biological individuality, immunological memory, organ transplantations
• Extra Sensory Perception
Inconclusive observations --- A rare malfunction of the system
• Mechanotransduction – changes cell development under strain
Controlling stem cells commitment
• Exposure to nanoparticles
Puzzling toxicity of nanoparticles is determined primarily by their size
irrespective of chemical composition due to adherence to DNA
• “Mad cow” disease
Propagation of prion re-foldings
• Effects of the 1011 Hz frequency --- driving clock pulses
Cell phones hazards, worries of bee extinction
Управляющие информационные сигналы и энергия для их
реализации связаны (как электропитание через USB port) 93

94. Caring for the informational fabric of Life

1. Gene therapy --- Stem cells
Substitution of a “bad” gene by a “good” one seems valuable
Yet this may disrupt the outside flow of information control
damaging an established functionality
Basically --- constrained individual effect
2. Massive injections of new genes --- extended collective effect
The underlying information of living systems cannot be screened
from signals of genetically engineered products across the species
Transformations may occur in a global scale
3. Rising public health problems:
Obesity
Alzheimer’s disease
Diabetes
Autism
Nurture or Nature?
Can be neither: DISTORTION OF THE UNDERLYING CONTROL INFORMATION
94

95. Технические характеристики мозга

•Slow elements
•Huge memory capacity
•Super-effectiveness of information retrieval
•Incredible reliability and durability
•Fault-tolerance
•Robustness
•Distributed operations and centralized control
•Multitasking
•…just to name few………
95

96. Проблема разделения многозначного ответа: primitive operation in a computational model must act upon one and only one element

(1) Starting point:
Content-addressable access in holographic memory does not include
a mechanism to select individual elements from the retrieved subsets
(2) Uncertain situation:
What is the most meaningful element and how to extract it?
(3) Attractive idea:
The astonishing performance of the Google’s PageRank procedure
(4) Pivot challenge: -- Shrödinger’s equation measurements
Effective implementation of something like PageRank using
minimum resources
96

97. The logical significance of the SEAUTON process (Singleton Extraction AUTONomous)

gnothi seauton -- “know thyself” (The Ancient Greek aphorism)
Inscribed in gold letters over the Temple of Apollo at Delphi.
Its authorship has been ascribed to Pythagoras and some other sages.
Sometimes an extended version of this motto is cited as "Know thyself –
and thou shall know all the mysteries of the gods and of the universe."
The SEAUTON process implements the mechanism of the AXIOM OF CHOICE.
AC was formulated about a century ago, considered a great controversy. It is a basic
assumption in many parts of mathematics ---The Fifth Law of Thought (Cantor)
Центральная проблема --- выбор элемента из множества
97

98. Human brain as a detector of absolute relocations

98

99. Что такое энергия?

Six Easy Pieces, page 71
It is important to realize that in physics today, we have no
knowledge of what energy is. We do not have a picture that energy
comes in little blobs of a definite amount. It is not that way.
However, there are formulas for calculating some numerical
quantity, and when we add it all together it gives … — always
the same number. It is an abstract thing in that it does not
tell us the mechanism or the reasons for the various formulas. 99

100. О трёхмерности пространства

quiet
quiet
quiet
(а)
(б)
Два типа распространения волнового возбуждения
Принцип Гюйгенса (б) – движение с чётким фронтом
Возможно только в трёхмерном пространстве
Голографическая модель мозга
физическое пространство ≡ пространство восприятия
С.Я. Беркович, «О размерности информационных структур в
пространстве восприятия», Биофизика, 21, 6, 1109 -1112, 1976
100