Den fra bit
John Archibald Wheeler *
Indhold:Kvantefysik
kræver et nyt syn på virkeligheden
Denne rapport gennemgår hvad kvantefysik og informationsteori kan fortælle os om det århundreder-gamle spørgsmål, "Hvorfor eksistens?" Fire konklusioner synes uundgåelige: (1) Verden kan ikke være en gigantisk maskine, som styres af en forudetableret kontinuerlig fysisk lov. (2) På det mikroskopiske niveau findes der ikke noget som rum eller tid eller et rumtidskontinuum. (3) Standard kvanteteoriens velkendte sandsynlighedsfunktion og bølgefunktionen eller funktions bølgeligningen forsyner os kun med kontinuerlige idealisationer og skjuler af denne grund den informationsteoretiske kilde, fra hvilken de stammer. (4) Ingen del af beskrivelsen af fysik viser sig at være tættere på det oprindelige end det elementære kvantefænomen, det vil sige, den elementære apparaturfrembragte handling, at stille et ja-nej fysisk spørgsmål og uddrage et svar eller, kort sagt, den grundlæggende handling af observatørdeltagelse. Sagt på en anden måde, enhver fysisk mængde, enhver den, udleder sin yderste betydning fra bits, binære ja eller nej indikationer, en konklusion som vi udmønter i sætningen, den fra bit. Kvantefysik kræver et nyt syn på virkelighedenUdover den revolution i udsyn som Kepler, Newton, og Einstein bragte os 1, og udover fortællingen om livet 2, som
udviklingslæren påtvang en uvillig verden, ligger den endelige rystelse af
forudindtagede ideer forude, måske om et tiår, et århundrede eller et
årtusinde. Det tyvende århundredes fysiks altoverskyggende princip, kvantet 3 - og komplementaritetsprincippet 4, som er
kvantets centrale ide - levner os ingen udvej, fortæller Niels Bohr os 5, fra "en radikal revision af vor indstilling med hensyn
til fysisk virkelighed" og en "fundamental modifikation af alle
ideer vedrørende den absolutte egenskab af fysiske fænomener." Bohrs
beskedne ord, som skinner igennem Einsteins tale 6 fra 1908,
"Disse kvantesager, er så forfærdelig vigtige og vanskelige, at enhver
burde beskæftige sig med dem", leder os mod det højeste mål: udled
kvantet fra en forståelse af eksistensen. * Tre spørgsmål Hvorfor "én verden" ud af mange observatørdeltagere? * Fire "nej"er * Fem spor Det superkopernikanske princip. "Den fra bit" som ledetråd i eftersøgningen af forbindelse mellem fysik, kvantet og informationI mangel af en forsøgside eller arbejdshypotese, fører disse spørgsmål,
nej'er og spor - som vi skal diskutere - os ikke videre. En mængde spor vil
heller ikke føre en detektiv videre, hvis han ikke er villig til at spekulere
over hvordan forbrydelsen blev begået. En forkert teori? Motoropfinderen John
Kris' fremgangsmåde bestyrker os, "Start den op, og se hvorfor den ikke
kører!" I denne ånd 7, forsøger jeg, som andre søgende 8, formulering efter formulering af de centrale spørgsmål og
præsenterer her et overblik, idet jeg anvender den arbejdshypotese, som er
den mest effektive, der har overlevet denne sorteringsproces: Den fra bit.
Sagt på en anden måde, enhver den - enhver partikel, ethvert kraftfelt, endda
rumtidskontinuumet selv - henter sin funktion, sin mening, selve eksistensen
udelukkende - selv om det i nogen forbindelser sker indirekte - fra de
apparaturfrembragte svar på ja eller nej spørgsmål, binære valg 9,
bits. (fase ændring rundt om
perimeteren af det inkluderede areal) = Her er p = Blit = ( flux
pr. enhed z ) Denne impuls er kilden til den kraft som flytter magnetometerets viser og
giver os en instrumentmåling. Vi arbejder med èngros bits i stedet for
èndetail bits når vi sender strømmen gennem magnetometerets spole, men ikke
desto mindre funderer definitionen af felter sig afgjort på bits.
Figur 1. Symbolsk
repræsentation af "telefonnummeret" på den særlige, af de 2N
tænkelige, men nu uskelnelige, konfigurationer, som dette særlige sorte hul,
med Bekenstein tal N og horisont areal 4N Dette overfladeareal, i fantasien opdelt i områder, som hver er af
størrelsen 4 Fire nej'erTil spørgsmålet "Hvorfor kvantet?" svarer vi så, "Fordi det vi kalder eksistens er en informationsteoretisk ting." Men hvorfor eksistens? Den'er som bits, ja; og fysik som information, ja; men hvis information? Hvordan opstår forestillingen om én verden ud fra de informationssamlende aktiviteter af mange observatørdeltagere? I betragtningerne over disse spørgsmål, bruger vi som retningslinier fire nej"er. Første nej:
"Intet skildpaddetårn," tilrådede William James. Eksistensen er
ikke en globus understøttet af en elefant, understøttet af en skildpadde,
understøttet af endnu en skildpadde og så videre. Med andre ord ingen
uendelig regression. Ingen struktur, ingen organisationsplan, ingen
idestruktur, som underliggende har en anden struktur eller ideniveau, som
underlagt har endnu et niveau og endnu et, ad infinitum, ned til det
bundløse sorte. Der er intet andet alternativ til endeløsheden end en ring 21, sådan som, Fysik forårsager observatørdeltagelse;
observatørdeltagelse forårsager information; og information forårsager fysik. Andet nej: Ingen love.
"Så vidt vi kan se i vore dage, kan fysikkens love ikke have eksisteret
i al evighed. De må være blevet skabt ved Big Bang. Der var ingen gearhjul og
led, ingen Schweiziske urmagere til at samle tingene, ikke engang en
forudeksisterende plan....Kun et organisationsprincip som overhovedet ikke er
nogen organisation, synes at tilbyde sig. I hele matematikken, tilbyder intet
af denne slags sig mere indlysende end princippet at 'en grænses grænse er
nul.' Alle fysikkens tre mægtige feltteorier bruger endda dette princip to
gange.... Denne omstændighed synes at give os nogen forsikring om, at vi
taler fornuft, når vi tænker på fysik som værende" 25
så grundlagsfri som en logisk ring, det lukkede kredsløb af ideer i et
selv-refererende deduktivt aksiomatisk system 26. Tredje nej: Intet
kontinuum. Intet kontinuum i matematik og derfor intet kontinuum i fysik. Et
halvt århundredes udvikling i den matematiske logiks 29
område, har gjort det klart, at der ikke er nogen vidnesbyrd, som støtter
troen på det eksistentielle tal-kontinuum. "Tro på denne gennemsigtige
verden," fortæller Hermann Weyl os, "belaster næppe styrken af vor
tro mere end de tidlige kirkefædres doktriner eller middelalderens
skolastiske filosoffer" 30. Denne matematiske lærestreg
passer med samme styrke på fysik. "Ligesom indførelsen af irrationale
tal... er en behagelig myte [som] forenkler aritmetikkens love.... sådan er
fysiske genstande," fortæller Willard Van Orman Quine os 31,
"postulerede ting, som afrunder og forenkler vor redegørelse for
eksistensens flux.... Forestillingen om fysiske genstande er en behagelig
myte, enklere end den bogstavelige sandhed og dog indeholdende den sandhed
som en spredt del." Fjerde og sidste
nej: Intet rum, ingen tid. Ordet "tid" kom ikke ned fra himlen.
Mennesket opfandt det, med samme håbefulde indstilling, som ham der skrev
"Tid er naturens måde at undgå, at alt sker på en gang." 34 Hvis der er problemer med forestillingen om tid, har vi
selv skabt dem. Som Leibnitz fortæller os 35,
"......tid og rum er ikke ting, men ordener af ting..."; eller som
Einstein siger det 36, "Tid og rum er måder vi tænker
på og ikke betingelser vi lever under." Fem SporFørste spor: Grænsen af en grænse er nul. Dette centrale princip fra algebraisk topologi 39 identitet, trivialitet, tautologi som det er, er også det forenene tema i Maxwell elektrodynamik, Einstein geometrodynamik og næsten enhver version af moderne felt teori. 40 At man kan få så meget af så lidt, næsten alt fra næsten ingenting, indgiver håb om at vi en dag vil fuldføre fysikkens matematisering og udlede alting fra ingenting, al lov fra ingen lov. Andet spor: Intet
spørgsmål, intet svar. Bedre udtrykt, intet bit-niveau spørgsmål, intet
bit-niveau svar. Sådan er det i legen tyve spørgsmål i dens overraskelses
version. 41 (Lukket ind i selskab med andre, udsøg det ord,
som de antagelig har valgt - men ikke har - gennem deres ja eller nej svar
til spørgsmål som "Hører det til dyreriget?" eller "Er det en
person?" Må efterhånden - ved den tyvende forespørgsel eller før - komme
til det afgørende ja-nej spørgsmål, "Er ordet...?" Er svaret
"Nej"? Så tab legen. Eller "Ja"? Vind! Eller vind hvis
udfordringen om et svar viser, at svareren selv er ude af stand til at give
et ord, som er kompatibelt med alle de tidligere svar. For at deltage
må alle tage en risiko - fordi ordet ikke fandtes før spørgsmålet kom). Og
sådan er det for elektronen der cirkler indeni atomet eller et felt i et rum.
Hverken felt eller partikel kan vi tillægge en koordinat eller en
bevægelsesmængde, før et apparat virker for at måle det ene eller det andet.
Endvidere udelukker ethvert apparatur, som præcist 42
måler den ene egenskab, uvægerligt, lige der og nu, virkningen af udstyr der
måler den anden. 43 Kort sagt bestemmer valget af det
spørgsmål, vi stiller og valget af hvornår vi stiller det, en rolle - ikke
alt, men en del - i hvad vi har ret til at sige. 44 Tredje spor: Det
superkopernikanske princip. 64 Dette princip afviser
nu-centrering i enhver redegørelse for eksistensen så afgjort, som Kopernikus
forkastede her-centrering. Allermest forkaster det enhver stiltiende
anvendelse af nu-centrering i bedømmelsen af observatørdeltagere og deres
antal. (antal af bits) = (log2
e) x (antal nats) Det ville være helt ved siden af at sammenligne dette overvældende tal med
antallet af informations-bits, der til dato er fremkaldt ved
observatørdeltagelse. Det advarer det superkopernikanske princip om. Vi kan
være sikre på, at vi i dag, gennem vort registreringsudstyr, giver tangibel
mening til historien af den foton, som startede på sin vej fra en fjern
kvasar længe før, der var nogen observatørdeltagelse noget sted. Imidlertid
har de langt mere talrige meningsdannere i tiden der kommer, samme
uundgåelige del - gennem apparatfremkaldte spørgsmål og registrering af svar
- i at frembringe "virkeligheden" af i dag. Ydermere er der, til
dette formål, kommende milliarder af år, milliarder af milliarder af steder
for observatørdeltagelse, som endnu mangler at blive besat. Hvor langt fod og
færge har båret meningsdannende kommunikation på halvtreds tusinde år, giver
en svag fornemmelse af hvor langt interstellar udbredelse vil bringe den 76 på halvtreds milliarder år. Fjerde spor:
"Bevidsthed." Vi har fulgt, hvad der kan forekomme en svimlende
vej. For det første, elementære kvantefænomener bragt til afslutning ved en
ikke-reversibel forstærkningsakt. For det andet, den resulterende information
udtrykt i bit form. For det tredje, denne information brugt af
observatørdeltagere - via kommunikation - til at danne mening. For det
fjerde, fra fortiden gennem kommende milliarder af år, så mange
observatørdeltagere, så mange bits, så megen udveksling af information, til
at opbygge det, vi kalder eksistens. Femte og sidste
spor: Mere er anderledes. 90 Ikke planlagt, men ud fra
en indre nødvendighed, vil et tilstrækkeligt stort antal H2O
molekyler samlet i en kasse manifestere sig i fast stof, væske, eller
dampfaser. Faseændringer, superfluiditet og superkonduktivitet er alle
eksempler på Andersons skarpe pointe, mere er
anderledes. KonklusionRumtidskontinuumet? Selve den kontinuerlige eksistens? Undtagen som idealisering kan hverken den ene eller anden betegnelse gøre krav på at være en oprindelig kategori i beskrivelsen af naturen. Det er endvidere forkert at betragte den eller den fysiske mængde som værende "derude", med den eller den talværdi, klar til svar på det stillede spørgsmål og svaret opnået med et passende observationsapparat. Informationen, som skaffes på denne måde, frembringer fysik og leveres i bits. Antallet af bits, druknet i et sort huls mørke nat, viser sig som horisontareal, udtrykt i Bekenstein tallets sprog. Kosmos' bit antal, underordnet hvordan det udregnes, skal tælles i ti ophøjet til en meget stor potens. Det samme gælder antallet af elementære observatørdeltager handlinger i tidsrum af størrelsesordenen halvtreds milliarder år. Og, bortset fra de tidsspringende kvantefænomener, vi anser for elementære observatørdeltager handlinger, har ingen måde at konstruere det, vi kalder "virkelighed", vist sig. Det er derfor vi tager temaet om den fra bit alvorligt. AgendaSelv om spørgsmålet om eksistensen fortsætter med at være ydmygende, deler
temaet om den fra bit det ned til seks emner, som opfordrer til udforskning: ReferencerNOTE: 1. J. Kepler (1571-1630). Harmonices Mundi, fem bøger, (1619). Appendix i Keplers Bog 5 indeholder &eagu;n side, den engelske fysiker og tænker Robert Fludds (1574-1637) publikationer den anden side, af en mægtig debat, som Wolfgang Pauli har analyseret [W. Pauli: "Der Einfluss archetypischer Vorstellungen auf die Bildung naturwissenschaflicher Theorien bei Kepler" i Naturerklärung und Psyche (Zürich: Rascher, 1952 s. 109-194; Genoptrykt i Wolfgang Pauli: Collected Scientific Papers, R. Kronig and V.F. Weisskopf, red. Interscience-Wiley, New York, 1964, vol. 1, 1023]. Totalt i kontrast til Fludds ide om indgriben fra højere sted [Utrinusque Cosmo Maioris scilicet et Minoris Metaphysica, Physica atque technica Historia, 1st ed. (Oppenheim, 1621)] var Keplers styrende princip, Ubi materia, ibi geometria - hvor der er stof er der geometri. Det var imidlertid ikke direkte fra Keplers skrifter, at Newton hørte om Keplers tre store geometri-drevne opdagelser om planeternes bevægelser i rum og i tid, men fra Thomas Streetes (1622-1689) uddrag af Kepler, Astronomia Carolina: A New Theorie of the Celestial Motions (London, 1661); I Newton: Philosophiae naturalis principia mathematica, 1st ed. (London, 1687); A. Einstein: "Zur allgemeinen Relativitätstheorie" Preuss. Akad. Wiss. Berlin, Sitzher (1915) ss. 799-801; også (1915) ss. 832-839, 844-847; (1916) ss. 688-696 og (1917) ss. 142-152; J.A.Wheeler, A Journey into Gravity and Spacetime (Scientific American Library, New York: Freeman, 1990) bringer et kort og tilgængeligt sammendrag af Einsteins geometrodynamik fra 1915 som stadig er standard, som vinder ved &Eagu;lie Cartans forståelse af teoriens centrale del: grænsen af en grænse er nul. 2. J.G. Mendel, "Versuche über Pflanzenhybriden" Verhandlungen des Naturforschenden Vereins in Brünn 4 (1866); C.W. Darwin, (1809-1882), On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life (London, 1859); J.D. Watson, og F.H.C. Crick, "Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid" Nature 171 (1953) ss. 737-738. 3. M. Planck, "Zur Theorie des Gesetzes der Energiverteilung im Normalspektrum" Verhand. Deutschen Phys. Gesell. 2 (1900) ss. 237-245. 4. N. Bohr, "The Quantum Postulate and the Recent Developement of Atomic Theory" Nature 121(1928) ss. 580-590. Genoptrykt i J.A. Wheeler og W.H. Zurek, red., Quantum Theory and Measurement (Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1983) ss. 87-126. Jeg har ikke set komplementaritetens matematik beskrevet mere skarpt, mere alment eller tidligere end i H.Weyl, Gruppentheorie und Quantenmechanik (Leipzig: Hirzel, 1928) i bemærkningen, at helheden af operatorer for alle mængder i et fysisk system danner et ikke-reducerbart sæt. 5. N.Bohr, "Can quantum-mechanical desciption of physical reality be considered complete?" Phys. Rev. 48(1935) pp. 696-702; genoptrykt i Wheeler og Zurek, note 4, pp.145-151. 6. A. Einstein til J.J. Laub, 1908, udateret, Einstein Archives; planlagt til publikation i The Collected Papers of Albert Einstein, en gruppe bøger om årene i Schweitz 1902-1914, Volume S: Correspondence, 1902-1914 (Princeton University Press, Princeton, New Jersey); 7. J.A. Wheeler, "Assessment of Everett's 'relative State' formulation of quantum theory" Rev. Mod. Phys. 29 (1957) pp. 463-65; J.A. Wheeler, "On the nature of quantum geometrodynamics" Ann. of Phys. 2 (1957) pp. 604-614; J.A. Wheeler, "Superspace and the nature of quantum geometrodynamics," in Battelle Rencontres: 1967 Lectures in Mathematics and Physics, edited by C. M. DeWitt and J.A. Wheeler (New York, N.Y.: Benjamin, 1968) pp. 242-307; genoptrykt som "Le superespace et la nature de la géométrodynamique quantique", i Fluides et Champ Gravitationnel en Relativité Générale, No. 170, Colloques Internationaux (Editions du Centre National de la Recherche Scientifique, Paris 1969) pp.257-322; J.A. Wheeler, "Transcending the law of conservation of leptons," in Atti del Convegno Internazionale sul Tema: The Astrophysical Aspects of the Weak Interactions (Cortona "Il Palazzone," 10-12 Guigno 1970), Accademia Nationale dei Lincei, Quaderno N.157 (1971) pp. 133-164; C.W. Misner, K.S. Thorne, and J.A. Wheeler, Gravitation (San Fransisco, Calif.: Freeman, 1973) p. 1217; afsnit om begrebet: det deltagermæssige univers; J.A. Wheeler, "The universe as home for man," in The Nature of Scientific Discovery, ed. O. Gingerich (Washington, D.C.: Smithsonian Institution Press, 1975) pp. 261-296; preprinted in part in American Scientist 62 (1974) pp. 683-691; reprinted in part as T.P. Snow, The Dynamic Universe (St. Paul Minnesota: West, 1983) pp. 108-109; C.M. Patton and J.A. Wheeler, "Is physics legislated by cosmogony?," in Quantum Gravity, eds. C. Isham, R. Penrose, and D. Sciama (Oxford: Clarendon, 1975) pp. 538-605; reprinted in part in Encyclopedia of Ignorance, eds. R. Duncan and M. Weston-Smith (Oxford: Pergamon, 1977) pp. 19-35; J.A. Wheeler, "Include the observer in the wave function?" Fundamenta Scientiae: Seminaire sur les fondements des sciences (Strasbourg) 25 (1976) pp. 9-35; reprinted in Quantum Mechanics A Half Century Later, eds. J. Leite Lopes and M. Paty ( Dordrecht: Reidel, 1977) pp. 1-18; J.A. Wheeler, "Genesis and observership," in Foundational Problems in the Special Sciences, eds. R. Butts and J. Hintikka (Dordrecht: Reidel, 1977) pp. 1-33; J.A. Wheeler, "The 'past' and the 'delayed choice' double slit experiment," in Mathematical Foundations of Quantum Theory, ed. A.R. Marlow (New York, N.Y.: Academic, 1978) pp. 9-48; reprinted in part in Wheeler and Zurek, note 4, pp. 182-200; J.A. Wheeler, "Frontiers of time," in Problems in the Foundations of Physics, Proceedings of the International School of Physics "Enrico Fermi" (Course 72), ed. N. Toraldo di Francia (Amsterdam: North Holland, 1979) pp. 395-497; reprinted in part in Wheeler and Zurek, note 4, pp.200-208; J.A. Wheeler, "The quantum and the universe," in Relativity, Quanta, and Cosmology in the Developement of the Scientific Thought of Albert Einstein, Vol. 11., eds. M. Pantaleo and F. deFinis (New York, N.Y.: Johnson Reprint Corp., 1979) pp. 807-825; J.A. Wheeler, "Beyond the black hole," in Some Strangeness of the Proportion: A Centennial Symposium to Celebrate the Achievements of Albert Einstein, ed. H. Woolf (Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1980) pp. 341-375; reprinted in part in Wheeler and Zurek, note 4, pp. 208-210; J.A. Wheeler, "Pregeometry: motivations and prospects," in Quantum Theory and Gravitation, proceedings of a symposium held at Loyola University, New Orleans, May 23-26,1979, ed. A.R. Marlow (New York, N.Y.: Academic, 1980) pp. 1-11; J.A. Wheeler, "Law without law," in Structure in Science and Art, eds. P. Medawar and J. Shelley (New York, N.Y.: Elsevier North-Holland, 1980 and Amsterdam: Excerpta Medica, 1980) pp. 132-54; J.A. Wheeler, "Delayed-choice experiments and the Bohr-Einstein dialogue," in American Philosophical Society and the Royal Society: Papers Read at a Meeting, June 5, 1980 (Philadelphia: American Philosophical Society, 1980) pp. 9-40; reprinted in slightly abbreviated form and translated into German as "Die Experimente der verzögerten Entscheidung und der Dialog zwishen Bohr und Einstein," in Moderne Naturphilosophie ed. B. Kanitschedier (Würzburg: Königshausen and Neumann, 1984) pp. 203-222; reprinted in Niels Bohr: A Profile, eds. A.N. Mitra, L.S. Kothari, V. Singh, and S.K. Trehan (New Delhi: Indian National Science Academy, 1985) pp. 139-168; J.A. Wheeler, "Not consciousness but the distinction between the probe and the probed as central to the elemental quantum act of observation," in The Role of Consciousness in the Physical World, ed. R.G. Jahn (Boulder: Westview, 1981) pp. 87-111; J.A. Wheeler, "The elementary quantum act as higgedly-piggledy building mechanism," in Quantum Theory and the Structure of Time and Space, Papers presented at a Conference held in Tutzing, July, 1980, eds. L. Castell and C.F. von Weizäcker (Munich: Carl Hanser, 1981) pp. 27-30; J.A. Wheeler, "The computer and the universe," Int'l J. Theor. Phys. 21 (1982) pp. 557-571; J.A. Wheeler, "Bohr, Einstein, and the strange lesson of the quantum," in Mind in Nature, Nobel Conference XVII, Gustavus Adolphus College, St. Peter, Minnesota, ed. Richard Q. Elve (New York, N.Y.: Harper and Row, 1982) pp. 1-30 (also pp. 88, 112-113, 130-131, 148-149); J.A. Wheeler, Physics and Austerity (in Chinese) (Anhui, China: Anhui Science and Technology Publications, 1982); reprinted in part (Lecture 11), in Krisis, Vol. 1, No. 2, ed. I. Marculescu (Paris: Klinckscieck, 1983) pp. 671-675; J.A. Wheeler, "Particles and geometry," in Unified Theories of Elementary Particles, eds. P. Breitenlohner and H.P. Dürr (Berlin: Springer, 1982) pp. 189-217; J.A. Wheeler, "Black holes and new physics," in Discovery: Research and Scholarship at the University of Texas at Austin, 7, No. 2 (Winter 1982) pp. 4-7; J.A. Wheeler, "On recognizing law without law," Am. J. Phys. 51 (1983) pp. 398-404; J.A. Wheeler, "Jenseits aller Zeitlichkeit" in Die Zeit, Schriften der Carl Friedrich von Siemens-Stiftung, Vol. 6, eds. A. Peisl and A. Mohler (Münich: Oldenbourg, 1983) pp. 17-34; J.A. Wheeler, "Elementary quantum phenomenon as building unit," in Quantum Optics, Experimental Gravitation, and Measurement Theory, eds. P. Meystre and M. Scully (New York and London: Plenum, 1983) pp. 141-143; J.A. Wheeler, "Bits, quanta, meaning," in Problems in Theoretical Physics, eds. A. Giovannini, F. Mancini, and M. Marinaro (Salerno: University of Salerno Press, 1984) pp. 121-141; also in Theoretical Physics Meeting: Atti del Convegno, Amalfi, 6-7 maggio 1983 (Naples: Edizioni Scientifiche Italiane, 1984) pp. 121-134; also in Festschrift in Honour of Eduardo R. Caianiello, eds. A. Giovannini, F. Mancini, M. Marinaro, and A. Rimini (Singapore: World Scientific, 1989) pp. 133-154; J.A. Wheeler, "Quantum gravity: the question of measurement," in Quantum Theory of Gravity, ed. S.M. Christensen (Bristol: Hilger, 1984) pp. 224-233; W.A. Miller and J.A. Wheeler, "Delayed-choice experiments and Bohrs elementary quantum phenomenon," in Procedings of International Symposium on Foundations of Quantum Mechanics in the Light of New Technology, Tokyo, 1983, eds. S. Kamefuchi et al. (Tokyo: The Physical Society of Japan, 1984) pp. 140-151; J.A. Wheeler, "Bohrs 'phenomenon' and 'law without law'," in Chaotic Behavior in Quantum Systems, ed. G. Casati (New York, N.Y.: Plenum, 1985) pp. 363-378; A. Kheyfets and J.A. Wheeler, "Boundary of a boundary principle and geometric structure of field theories," Int'l. J. Theor. Phys. 25 (1986) pp. 573-580; J.A. Wheeler, "'Physics as meaning circuit: three problems," in Frontiers of Non-Equilibrium Statistical Physics, eds. G.T. Moore and M.O. Scully (New York, N.Y.: Plenum, 1986) pp. 25-32; J.A. Wheeler, "Interview on the role of the observer in quantum mechanics," in eds. by P.C.W. Davies and J.R. Brown (Cambridge: Cambridge University Press, 1986) pp. 58-69; J.A. Wheeler, "Herman Weyl and the unity of knowledge," in Exact Sciences and Their Philosophical Foundations, eds. W. Deppert et al. (Frankfurt am Main: Lang, 1988) pp. 469-503; appeared in abbreviated form in American Scientist 74 (1986) pp. 366-375; J.A. Wheeler, "World as system self-synthesized by quantum networking". IBM J. Res. and Dev. 32 (1988) pp. 4-15; reprinted in Probability in the Sciences, ed. E. Agazzi (Amsterdam: Kluwer, 1988) pp. 103-129; J.A. Wheeler, "How come the quantum," in New Techniques and Ideas in Quantum Measurement Theory, D. M. Greenberger, ed. Ann. New York Acad. Sci. 480 (1987) pp. 304-316. 8. B. d'Espagnat, Reality and the Physicist: Knowledge, Duration and the Quantum World (Cambridge, UK.: Cambridge University Press, 1989); P. Mittelstaedt og E.W. Stachow, eds.: Recent Developements in Quantum Logic (Zürich: Bibliographisches Institut, 1985); J.S. Bell, Collected Papers in Quantum Mechanics (Cambridge, UK.: Cambridge University Press, 1987). 9. J.W.Tukey, "Sequential conversion of continuous data to digital data," Bell Laboratories memorandum fra 1. september, 1947, markerer introduktionen af benævnelsen "bit" genoptrykt i Origin of the term Bit ed. H.S. Tropp, Annals Hist. Computing, 6 (1984) pp.152-155. 10. W.K. Wooters og W.H. Zurek, "A single quantum cannot be cloned," Nature 279 (1982) pp. 802-803; W.K. Wooters og W.H. Zurek, "On replicating photons," Nature 304 (1983) pp. 188-189. 11. Y. Aharonov og D. Bohm. "Significance of electromagnetic potentials in the quantum theory," Phys. Rev. 115 (1959) pp.485-491; J.D. Bekenstein: Baryon Number, Entropy, and Black Hole Physics, Ph.D. thesis, Princeton University (1972); fotokopi kan skaffes ved University Microfilms, Ann Arbor, Michigan. 12. Wheeler, Journey into Gravity and Spacetime, note 1; Misner, Thorne og Wheeler, Gravitation, note 37. 13. J. Anandan, "Comment on geometric phase for classical field theories," Phys. Rev. Lett. 60 (1988) p.2555; J.Anandan og Y. Aharonov: "Geometric quantum phase and angles," Phys. Rev. D 38 (1988) pp.1863-1870; inkluderer referencer til litteraturen om emnet. 14. Wheeler, "Bits, quanta, meaning," note 7. 15. J.D.Bekenstein, "Black Holes and the second law," Nuovo Cimento Lett. 4 (1972) pp.737-740; J.D. Bekenstein, "Generalized second law of thermodynamics in black hole physics," Phys. Rev. D 9 (1973) pp.3292-3300; J.D. Bekenstein, "Black hole thermodynamics," Physics Today 33 (1980) pp.24-31. 16. R. Penrose, "Gravitational collapse: the role of general relativity," Riv. Nuovo Cimento I (1969) pp. 252-276. 17. D.Christodoulou, "Reversible and irreversible transformations in black-hole physics," Phys.Rev. Lett. 25(1970) pp.1596-1597. 18. D. Christodoulou og R. Ruffini, "Reversible transformations of a charged black hole," Phys. Rev. D 4 (1971) pp. 3552-3555. 19. S.W. Hawking, "Particle creation by black holes," Commun. Math. Phys. 43 (1975) pp.199-220; S.W. Hawking, "Black holes and thermodynamics," Phys. Rev. 13 (1976) pp. 191-197. 20. W.H. Zurek og K.S. Thorne, "Statistical mechanical origin of the entropy of a rotating, charged black hole," Phys. Rev. Lett. 20 (1985) pp. 2171-2175. 21. Wheeler, "World as a system self-synthesized by quantum networking," note 7; Misner, Thorne og Wheeler, Gravitation, note 7, p. 1217. 22. W. Shakespeare, The Tempest, Act IV, Scene I, lines 148 ff. 23. T. Mann, Freud, Goethe, Wagner (New York, N.Y.: Knopf, 1937) p. 20; trans. by H.T. Lowe-Porter from Freud und die Zukunft. 24. G.W. Leibnitz, As cited in J.R. Newman, The World of Mathematics (New York, N.Y.: Simon and Schuster, 1956). 25. Wheeler, Physics and Austerity, note 7. 26. N.E. Steenrod, Cohomology Operations (Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1962); C. Ehresmann, Cat&eagu;gories et Structures (Paris: Dunod, 1965); D. Lohmer, Phänomenologie der Mathematik: Elemente einer Phänomologischen Aufklärung der Mathematischen Erkenntnis nach Husserl (Norwell, Mass.: Kluwer, 1989); A. Weil, "De la M&eagu;taphysique aux mathematiques," Sciences, pp. 52-56; reprinted in A. Weil, Quevres Scientifiques: Collected Works, Vol. 2, 1951-64 (New York, N.Y.: Springer, 1979), pp. 408-412. 27. J.D. Barrow and F.J. Tipler, The Anthropic Cosmological Principle (New York, N:Y:: Oxford Univ. Press, 1986) and literature therein cited. 28.Wheeler, Physics and Austerity, note 7. 29. Se for eksempel oversigten af S. Feferman, "Turing in the Land of O(z)," og relaterede papirer om matematisk logik i R. Herken The Universal Turing Machine: A Half-Century Survey (Hamburg: Kammerer & Unverzagt, 1988; and Oxford: Oxford Univ. Press, 1988) side 113-147. 30.H. Weyl, "Mathematics and logic," A brief survey serving as a preface to a rewiev of The Philosophy of Bertrand Russell Amer. Math. Monthly 53 (1946) pp. 2-13. 31. W.V.O. Quine, p.18 i essay "On what there is," in From a Logical Point of View, 2nd ed. (Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 1980) pp.1-19. 33. Wheeler, "Bits, quanta, meaning," note 7. 34. Opdaget mellem grafittien på herretoilettet i Pecan Street Cafe, Austin, Texas. 35. G.W. Leibnitz, Animadversiones ad Joh. George Wachteri librum de recondita Hebraeorum philosophia. c. 1708, unpublished; English translation in P.P. Wiener, Leibnitz Selections (New York, N.Y.: Scribners, 1951) p. 488. 36. A. Einstein, As quoted by A. Forsee in Albert Einstein, Theoretical Physicist (New York, N.Y.: Macmillan, 1963) p. 81. 37. J.A. Wheeler, "On the nature of quantum geometrodynamics" Ann. of Phys. 2 (1957) pp. 604-614; J.A. Wheeler, "Superspace and the nature of quantum geometrodynamics," In Battelle Rencontres: 1967 Lectures in Mathematics and Physics, edited by C. M. DeWitt and J.A. Wheeler (New York, N.Y.: Benjamin, 1968) pp. 242-307; genoptrykt som "Le superespace et la nature de la géométrodynamique quantique", i Fluides et Champ Gravitationnel en Relativité Générale, No. 170, Colloques Internationaux (Editions du Centre National de la Recherche Scientifique, Paris 1969) pp.257-322; C.W. Misner, K.S. Thorne, and J.A. Wheeler, Gravitation (San Fransisco, Calif.: Freeman, 1973), §43.4 and p. 1217. 38. Wheeler, " Frontiers of time," in Problems in the Foundations of Physics, Proceedings of the International School of Physics "Enrico Fermi" (Course 72), ed. N. Toraldo di Francia (Amsterdam: North Holland, 1979) pp.395-497; reprinted in part in Wheeler and Zurek, note 4, pp. 200-208. 39. E.H. Spanier, Algebraic Topology (New York, N.Y.: MacGraw-Hill, 1966). 40. A. Kheyfets, og J.A. Wheeler, "Boundary of a boundary principle and geometric structure of field theories," Int'l. J. Theor. Phys. 25 (1986) pp. 573-580; E.Cartan, La Geometrie des Espaces de Riemann, Memorial des Sciences Mathematiques (Paris: Gauthier-Villars, 1925); E. Cartan, Lecons sur la Geometrie des Espaces de Riemann (Paris: Gauthier-Villars, 1925); C.W. Misner, K.S. Thorne, og J.A. Wheeler. Gravitation (San Fransisco, Calif.: Freeman, 1973), Chap. 15; M. Atiyah, Collected Papers. Vol. 5: Gauge Theories (Oxford: Clarendon, 1988). 41. Wheeler, "The 'past' and the 'delayed choice' double slit experiment," in Mathematical Foundations of Quantum Theory, ed. A.R. Marlow, (New York, N.Y.: Academic, 1978, pp. 9-48; reprinted in part in Wheeler and Zurek, note 4, pp. 200-208; Wheeler, " Frontiers of time," in Problems in the Foundations of Physics, Proceedings of the International School of Physics "Enrico Fermi" (Course 72), ed. N. Toraldo di Francia (Amsterdam: North Holland, 1979) pp.395-497; reprinted in part in Wheeler and Zurek, note 4, pp. 200-208. 42. W.K. Wooters, og W.H. Zurek, "Complementarity in the double-slit experiment: quantum nonseparability and a quantitative statement of Bohrs principle," Phys. Rev. D19 (1979) pp. 473-484. 43. W. Heisenberg, "Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik," Zeits. f. Physik 43 (1927) pp. 172-198. Engelsk oversættelse i J.A.Wheeler og W.H. Zurek, note 4, pp. 62-84; N. Bohr og L. Rosenfeld, "Zur frage der Messbarkeit der elektromagnetischen Feldgrössen," Mat.-fys Medd. Dan. Vid. Selsk. 12, no.8 (1933); Engelsk oversættelse af Aage Petersen, 1979; genoptrykt i Wheeler og Zurek, note 4, pp. 479-534. 44. Wheeler, "Bits, quanta, meaning," note 7; Wheeler, "Physics as meaning circuit: three problems," note 7. 45. D.J.Gross, "On the calculation of the fine-Structure constant," Phys. Today 42, No.12 (1989). 46. N.F.Mott, "The wave mechanics of alpha- ray tracks," Proc. Roy. Soc. London A126 (1929) pp. 74-84. Reprinted in Wheeler og Zurek, note 4, pp. 129-134. 47. H.D. Zeh, "On the interpretation of measurement in quantum theory," Found. Phys. I (1970) pp. 69-76; H.D. Zeh, The Physical Basis of the Direction of Time (Berlin: Springer, 1989). 48. E. Joos og H.D. Zeh, "The emergence of classical properties through interaction with the environment," Zeits. f. Physik B59 (1985) pp. 223-243. 49. W.H.Zurek, "Pointer basis of quantum apparatus: Into what mixture does the wavepacket collapse?" Phys.Rev. D24 (1981) pp. 1516-1525; W.H. Zurek, "Environment-induced superselection rules," Phys. Rev. D26 (1982) pp. 1862-1880; W.H.Zurek, "Information transfer in quantum measurements: irreversibility and amplification," In Quantum Optics, Experimental Gravitation and Measurement Theory, eds. P. Meystre og M.O. Scully. (New York, N.Y.: Plenum, 1983) pp. 87-116. 50. W.G. Unruh og W.H. Zurek, "Reduction of a wave packet in quantum Brownian motion," Phys. Rev. D40 (1989) pp. 1071-1094. 51. J.B. Hartle, "Progress in quantum cosmology," published in Proceedings of 12th International Conference on General Relativity and Gravitation, eds. N. Ashby, D. Bartlett and W. Wyss (Cambridge, U.K.: Cambridge University Press, 1990). 52. M.B. Green, J.H. Schwarz and E. Witten. Superstring Theory (Cambridge, U.K.: Cambridge University Press, 1987); L. Brink and M. Henneaux, Principles of String Theory: Studies of the Centro de Estudios Cientificos de Santiago (New York, N.Y.: Plenum, 1988). 53. Wheeler, "Superspace and the nature of quantum geometrodynamics," note 37; Hartle, note 51; S.W. Hawking, "The Boundary Conditions of the Universe" in Astrophysical Cosmology, eds. H.A. Brück, G.V. Coyne, and M.S. Longair (Vatican City: Pontica Academic Scientiarum, 1982) pp. 563-594; A. Vilenkin, "Creation of universes from nothing," Phys. Lett. B117 (1982) pp. 25-28. J.B. Hartle and S.W. Hawking, "Wave function of the universe," Phys. Rev. D28 (1983) pp. 2960-2975. 54. W.K. Wooters, "The acquisition of information from quantum measurements," Ph.D. dissertion, University of Texas at Austin (1980); W.K. Wooters, "Statistical distribution and Hilbert space," Phys. Rev. 23 (1981) pp. 357-362. 55. R.A. Fisher, "On the dominance ratio," Proc. Roy. Soc. Edin. 42 (1922) pp.321-341; R.A. Fisher, Statistical Methods and Statistical Inference (New York, N.Y.: Hafner, 1956) pp. 8-17. 56. E.C.G. Stueckelberg, "Theoreme H et unitarite de S," Helv. Phys. Acta 25 (1952) pp. 577-580; E.C.G. Stueckelberg, "Quantum theory in real Hilbert space," Helv. Phys. Acta 33 (1960) pp. 727-752. 57. D.S. Saxon, Elementary Quantum Mechanics (San Fransisco: Holden, 1964). 58. H.J. Larson, Introduction to Probability Theory and Statistical Inference, 2nd ed. (New York, N.Y.: Wiley, 1974). 59. E. Schrödinger, "The Foundation of
the Theory of Probability," Proc. Roy. Irish Acad. 51A (1947) pp.
51-66 and 141-146; E.T. Jaynes, "Bayesian methods: General
background," in Maximum Entropy and Bayesian Methods in Applied
Statistics, ed. J.H. Justice (Cambridge, UK: Cambridge University Press,
1986) pp. 1-25; R. Viertl, ed., Probability and Bayesian Statistics
(Singapore: World Scientific, 1987); 60. P.J. Denning, "Bayesian learning," Am. Sci. 77 (1989) pp.216-218. 61. J.O. Berger and D.A. Berry, "Statistical Analysis and the Illusion of Objectivity," Am. Sci. 76 (1988) pp.159-165. 62. J. Burke, The Day the Universe Changed (Boston: Little, Brown, 1985). 63. F. Beck, [pseudonym of the early nuclear-reaction-rate theorist Fritz Houtermans], and W. Godin: translated from the German original by E. Mosbacher and D. Porter, Russian Purge and the Extraction of Confessions (London: Hurst and Blackett, 1951). 64.Wheeler, "World as system self-synthesized by quantum networking," note 7. 65. D. Føllesdal, "Meaning and experience," in Mind and Language ed. S. Guttenplan. (Oxford: Clarendon, 1975) pp. 25-44. 66. Wheeler, "Bits, quanta, meaning," note 7. 67. G. Berkeley, Treatise Concerning the Principles of Understanding (Dublin, 1710; 2.nd edition, 1734); regarding his reasoning that "No object exists apart from mind," cf. article on Berkeley by R. Adamson, Encyclopedia Brittanica Chicago 3(1959),438. 69. T. Segerstedt, as quoted in Wheeler, "Frontiers of time," note 7, p. 415. 70. Wheeler, "The 'past' and the 'delayed choice' double-slit experiment,," note 7 p. 41. 71. Wheeler, "The 'past' and the 'delayed choice' double-slit experiment,," note 7; Miller and Wheeler, "Delayed-choice experiments and Bohrs elementary quantum phenomenon," note 7. 73. Ya. B. Zel'dovich and I.D. Novokov, Relativistic Astrophysics, Vol. I: Stars and Relativity (Chicago: University of Chicago Press, 1971). 74. G.F. Smoot et al., Structure in the COBE Differential Microwave Radiometer First-Year Maps, Astrophys. J. Lett. 396 (1992) pp. L1-L5. 75. Misner, Thorne, and Wheeler, note 7, p. 738, Box 27.4; or J.A.Wheeler, Journey into Gravity and Spacetime, note 1, Chap. 13. p.242. 76. G.K. O'Neill, The High Frontier, 4th ed. (Princeton, N.J.: Space Studies Institute, 1989); R. Jastrow, Journey to the Stars: Space Exploration - Tomorrow and Beyond (New York, N.Y.: Bantam, 1989). 77. Wheeler, "World as system self-synthesized by quantum networking," note 7. 78. K. Popper, Conjectures and Refutations: The Growth of Scientific Knowledge (New York, N.Y.: Basic Books, 1962). 79. R.W. Fuller and P.Putnam, "On the origin of order in behavior," General Systems (Ann Arbor, Michigan) 12 (1966) pp. 111-121; R.W. Fuller, "Causal and Moral Law: Their Relationship as Examined in Terms of a Model of the Brain," Monday Evening Papers (Middletown, Conn.: Wesleyan University Press, (1967); G.M. Edelman, Neural Darwinism (New York, N.Y.: Basic Books, 1987); W.H. Calvin, The Cerebral Symphony (New York, N.Y.: Bantam, 1990). 80. W.W. Collins, The Moonstone
(London, 1968); 81. I. Langmuir, "Pathological Science," 1953 colloquium, transcribed and edited, Phys. Today 42, No. 12 (1989) pp. 36-48; N.S. Hetherington, Science and Objectivity: Episodes in the History of Astronomy (Ames, Iowa: Iowa State University Press, 1988); W. Shehan, Planets and Perception: Telescopic Views and Interpretations (Tucson, Ariz.: University of Arizona Press, 1988). 82. M. White, Science and Sentiment in America: Philosophical Thought from Jonathan Edwards to John Dewey (New York, N.Y.: Oxford University Press, 1972). 83. C.S. Peirce, The Philosophy of Peirce: Selected Writings ed. J. Buchler (London: Routledge and Kegan Paul, 1940), passagerne fra siderne 335, 336, 337,353 og 358; reprinted in Encyclopedia of Ignorance, ref. 7, pp. 593-595. Peirces stillingtagen til naturkræfterne, "Kan de ikke være vokset frem naturligt," som, skønt den forudser ideen om verden som et selv-dannende system, adskiller sig fra den på et springende punkt, idet den antager tiden som en oprindelig kategori indført gratis udefra. 84. Parmenides of Elea [c. 515 B.C. - 450 B.C.], poem Nature, part Truth, as summarized by A.C. Lloyd in the article Parmenides, Encyclopedia Brittanica Chicago 17 (1959) 327. 85. G.E. Pugh, On the Origin of Human Values (New York, 1976); "Human Values, Free Will, and the Conscious Mind," preprinted in Zygon 11 (1976) pp. 2-24. 87. F.W.J. von Schelling [1775-1854], in Schellings Werke, nach der Originalausgabe in neuer Anordnung herausgegeben, 6 vols., ed. by M. Schröter. (Münich: Beck, 1958-1959), specielt Vol. 5, siderne 428-430, som venligst er blevet opsummeret for mig af B. Kanitscheider: "at universet på forhånd besidder et indbygget mål, en teleologisk struktur og er indrettet til, i alle sine produkter på udviklingsmæssige stadier slutteligt, at frembringe indbygget selvbevidsthed, som så igen reflekterer udviklingsprocessen og denne refleksion er den nødvendige betingelse for konstitutionen af bevidsthedens genstande." 88. J. von Neumann and O. Morgenstern, Theory of Games and Economic Behavior (Princeton, NJ: Princeton University Press, 1944); J. Wang, Theory of Games (New York, N.Y.: Oxford University Press, 1988). 89. J.R. Pierce, Symbols, Signals and Noise: The Nature and Process of Communication (New York, N.Y.: Harper and Brothers, 1961); M. Schwartz, Telecommunication Networks: Protocols, Modeling and Analysis (Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1987); M.S. Roden, Digital Communication Systems Design (Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall, 1988). 90. P.W. Anderson, "More is different," Science 177 (1972) pp. 393-396. 91. C. Mead, C and L. Conway, Introduction to VLSI [very large-scale integrated-circuit design] Systems (Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1980); P.B. Schneck, Supercomputer Architecture (Norwell, Mass.: Kluwer, 1987). 92. Schwartz, note 89; Roden, note 89. 93. F.E. Yates, ed., Self-Organizing Systems: The Emergence of Order (New York, N. Y.: Plenum, 1987); H. Haken, Information and Self-Organization: A Macroscopic Approach to Complex Systems (Berlin: Springer, 1988); T. Kohonen, Self-Organization and Associative Memory, 3rd ed. (New York, N.Y.: Springer, 1989). 94. C. Smorynski, Self-reference and Model Logic (Berlin: Springer, 1985). 95. G.J. Chaitin, Algorithmic Information
Theory, rev. 1987 ed., (Cambridge, U.K.: Cambridge University, 1988); 96. W.H. Zurek, "Algorithmic randomness and physical entropy," Phys.Rev. A40 (1989) pp. 4731-4751. 97. M. Eigen and R. Winkler, Das Spiel: Naturgesetze steuern den Zufall Münich: Piper, 1975); W.M Elsasser, Reflections on a Theory of Organisms (Frelighsburgh, Quebec: Orbis, 1987); G. Nicols and I. Prigogine, Exploring Complexity: An Introduction (New York, N.Y.: Freeman, 1989). 98. S. Watanabe, ed., Methodologies of
Pattern Recognition (New York, N.Y.: Academic, 1967); 99. J.A. Wheeler, "Polyelectrons," Ann. NY Acad. Sci. 46 (1946) pp. 219-238. 100. D. Bohm, "The paradox of Einstein, Rosen and Podolsky," originally published as section 15-19, Chapter 22 of D. Bohm, Quantum Theory (Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1950), reprinted in Wheeler and Zurek, note 4, pp. 356-368. 101. W.H Zurek, "Thermodynamic cost of computation: Algorithmic complexity and the information metric," Nature 34 (1989) pp. 119-124. 102. E.F. Taylor, and J.A. Wheeler. Spacetime Physics (San Fransisco: Freeman, 1963) p. 102.
*Copyright © 1990 John Archibald Wheeler. Professor Wheeler er Ashbel Smith Professor og Jan og Roland Blumberg Professor, Emeritus på University of Texas, Austin og Joseph Henry Professor of Physics, Emeritus på Princeton University. Oversat fra Complexity, Entropy and the Physics of Information, Edited by Woiciech H. Zurek, Santa Fe Institute and Los Alamos National Laboratory, Volume VIII, ISBN 0-201-51506-7, Addison-Wesley 1991. **I et brev til
oversætteren citerer forfatteren Niels Bohr:
Indhold
|