מבוא
ישנן דרכים רבות להעברת מידע בחלל.לדוגמא,
לשלוח מכתב ממוסקבה לניו יורק יכולה להיות באמצעות דואר או באמצעות האינטרנט או באמצעות אותות רדיו.ומי שנמצא בניו יורק יכול לכתוב מכתב תשובה ולשלוח אותו למוסקבה על ידי כל אחת מהשיטות לעיל.
הוא לא המקרה עם זמן irformatsii העברה.לדוגמא, בשנת 2010
נדרש לשלוח מכתב ממוסקבה לניו יורק, אבל כדי שהמכתב הזה יכול
לקרוא בניו יורק ב2,110.איך זה יכול להיעשות?ואיך
אדם שיקרא את המכתב הזה ב2,110 תוכל להשיב להברחת
מכתב למוסקבה בשנת 2010?פתרונות אפשריים לשאלות מסוג זה יינתן במאמר זה.1. בעיה ישירה
של העברת מידע בזמן
הראשון, לשקול את השיטות לפתרון הבעיות של העברת ישירה של מידע לאורך זמן (מהעבר לעתיד).לדוגמא, בשנת 2010, נדרש לשלוח מכתב ממוסקבה לניו יורק, אבל כדי שמכתב זה נמצא בניו יורק ב2,110.איך זה יכול להיעשות?השיטה הקלה ביותר לפתרון של הבעיה ידועה במשך זמן רב מסוג זה - היא השימוש בתקשורת אמיתית (נייר, קלף, לוחות חרס).לכן, השיטה של העברת מידע בניו יורק ב2,110 יכולה להיות, למשל, כמו זה: אתה צריך לכתוב הודעה על הנייר, לשלוח אותו בדואר עם בקשה שהשתמר מכתב זה בארכיון של ניו יורק עד 2,110, ולאחר מכן לקרוא אותםמי המכתב מיועד.עם זאת, נייר - זה לא אפוטרופוס עמיד מדי, זה רגיש לחמצון והטווח שלה תוקף מוגבל, במקרה הטוב, כמה מאות שנים.על מנת להעביר מידע לאלפי שנים מראש עשויים להידרש כבר לוחות חרס, ובמרווחים של מיליוני שנים - מצלחת nizkookislyaemyh וסגסוגות מתכת חוזק גבוה.דרך זו או אחר, אבל, באופן עקרוני, את הנושא של העברת המידע מהעבר לעתיד של האנושות החליט לפני זמן רב.הספר הנפוץ ביותר - זו דרך לשלוח מידע לצאצאים.
2. הבעיה ההפוכה של העברת מידע בזמן
עכשיו רואות שיטות לפתרון בעיות הפוכות בהעברת מידע לאורך זמן (מהעתיד אל העבר).לדוגמא, בשנת 2010, נשלח מכתב איש ממוסקבה לניו יורק ולהכניס לארכיון ניו יורק במשך מאות שנים.כיצד יכול אדם B, שיקרא את המכתב הזה ב2,110 תוכל להעביר מכתב התשובה למוסקבה בשינה 2010?במילים אחרות, כאדם, שכתב את המכתב הזה יכול לקבל תגובה ב2,110?
במבט הראשון, המשימה נשמעת פנטסטית.מנקודת המבט של הדיוט פשוט, מידע שקיבל מ
העתיד לא ניתן ליישם.אבל על פי הרעיונות של פיסיקה תיאורטית הוא לא כל כך.הנה דוגמא פשוטה.
שקול מערכת סגורה של נקודות חומר n מנקודת המבט של מכניקה קלסית.נניח שהעמדות ומהירויות של כל אחד מנקודות אלה בכל פעם.ואז, פתרון המשוואות לגראנז '(המילטון) ([6]), אנו יכולים לקבוע את הקואורדינטות ומהירויות של כל הנקודות הללו בכל זמן אחר.במילים אחרות, שימוש במשוואות של מכניקה קלסית למערכת הסגורה של אובייקטים מכאניים, אנחנו יכולים לקבל מידע מהעתיד של המדינה של המערכת.
דוגמא נוספת, לשקול את התנהגותם של אלקטרונים בשדה כוח משיכה נייח של גרעין האטום במונחים של ייצוגים מכאניים קוונטי
שרדינגר-הייזנברג ([6]).כמו כן, אנו מניחים כי ההשפעה של שדות חיצוניים אחרים ניתן להתעלם.ידיעת פונקציית הגל של אלקטרון בכל פעם, והשדה הפוטנציאלי של גרעין האטום יכול להיות מחושב בהתחשב בפונקצית הגל בכל זמן אחר.זה ובכך ניתן לחשב את ההסתברות למציאת אלקטרון בנקודה מסוימת במרחב במרווח זמן נתון.במילים אחרות, אנחנו יכולים לקבל מידע מהעתיד של המדינה של האלקטרון.
עם זאת, נשאלת השאלה: אם החוקים של שתי פיסיקה הקלסית וקוונטים אומרים לנו שהמידע שקיבל מהעתיד אפשרי, למה זה עדיין לא יושם בפועל בחיי היום יום?זו הסיבה שאף אחד בעולם שקיבלה מכתבים מצאצאיהם הרחוקים, נכתב, למשל, ב2,110?
התשובה נמצאת על פני השטח.ובמקרה של מערכת של חלקיקים, ובמקרה של אלקטרון בגרעין האטום, שבחנו את ההתנהגות של מערכת סגורה, כלומרמערכות כאלה, השפעתם של כוחות חיצוניים, שיכול להיות מוזנח.אדם הוא לא מערכת סגורה, זה באופן פעיל מחליף חומר ואנרגיה עם הסביבה.
כך, יש לנו המצב של פתרון הבעיה ההפוך להעברת נתונים לאורך זמן:
כדי להעביר נתונים לאורך זמן בתוך תת-מערכת פתוחה
הכרחית עם דיוק מספיק כדי לחקור את ההתנהגות של המערכת הסגורה הנמוכה ביותר האפשרית המכילה המשנה נתן.
ככל הנראה, לאנושות כאוסף של תת-מערכות פתוחות (אנשים), המערכת הסגורה הנמוכה ביותר האפשרית היא עולם עם מערכת
atmosferoy.Takuyu PZSZ ייקרא (או קרוב למערכת סגורה
כדור הארץ).המילה "המקורבת" משמשת במסמך זה בהקשר לעובדה הברורה שopredeleniyayu התיאורטי בדיוק sootvetstvyuschih סגור מערכות לא קיימות ([7]).לפיכך, כדי לחזות את התנהגותו של אדם אחד בעתיד, יש צורך ללמוד ולחזות את ההתנהגות של כולל של כל הרכיבים של הכדור הארץ והאטמוספרה שלו.יתר על כן, הדיוק שבו יש צורך לבצע חישובים מתאימים לא חייב להיות פחות מהגודל של התא.ואכן, לפני שאתה כותב מכתב, אדם צריך לחשוב על מה לכתוב את המכתב הזה.מחשבות עולות על ידי העברת דחפים אלקטרומגנטים בין הנוירונים במוח.כתוצאה מכך, כדי לחזות מחשבה אנושית דרושה כדי לחזות את ההתנהגות של כל תא במוח בבני אדם.אנו מגיעים למסקנה כי הדיוק שבה אתה צריך לדעת נתונים הראשוניים לPZSZ עולה הדיוק של כל מכשירי מדידה מודרניים באופן משמעותי.
עם זאת, עם ההתפתחות של ננוטכנולוגיה, הוא קיווה כי מכשיר הדיוק הנדרש יכול להיות מושגת.כדי לעשות זאת, אתה חייב "להתיישב" nanorobots כדור הארץ.כלומר, בכל חלק של PZSZ, דומה בגודלו לגודל של התאים, (אנחנו קוראים לזה nanocombs) חייב להיות ממוקם nanorobot, אשר חייב למדוד את nanocombs הפרמטרים ויעביר אותם לעצמה (אנחנו קוראים לזה nanoserverom).Nanoserver צריך לטפל במידע מכל PZSZ nanorobots ולקבל תמונה אחידה של ההתנהגות של PZSZ נדרש להעביר מידע בזמן דיוק.האוסף של כל nanorobots, "התיישב ב" כך שכדור הארץ והאטמוספרה ייקרא nanoefirom תא.באותו הזמן כל המבנה מעל בהיקף של nanoefira וקשור nanoservera קורא TPIV PZSZ (או העברת טכנולוגיה של מידע לאורך זמן על הבסיס משוער סגורה מערכת מיותרת לכדור הארץ).בדרך כלל, טכניקות מסוג זה מחייבים שכל תא בגוף האדם היה nanorobot.עם זאת, אם הגודל של ננו-רובוטים nichtochno קטן בהשוואה לגודל של התאים, האדם לא מרגיש את הנוכחות של nanobots בגוף.
כך, למרות שכיום בmasshtabahah התעשייתי אי אפשר לפתור את הבעיה ההפוכה של העברת מידע לאורך זמן, בעתיד, עם התפתחות
ננוטכנולוגיה, אפשרות זו עשויה להופיע.
בדיון שלאחר מכן, הטווח TPIV יחול על כל הטכנולוגיות שתארנו בסעיפים 1 ו -2 תקשורת
3. העברת מידע בזמן העברת המידע בחלל.
יש לציין שכדור הארץ נותנת את אנרגיה בצורה של קרינת אינפרא אדום לחלל ומקבלת אנרגיה בצורה של אור השמש והכוכבים.חילופי האנרגיה לוקח שיטות חלל ואקזוטיים יותר, למשל על ידי מטאוריטים נופלים על כדור הארץ.איך
PZSZ מתאים להעברה המעשית של מידע לאורך זמן, צריכים להראות ניסויים עתידיים בתחום הננוטכנולוגיה וnanoefira.זה לא פוסל את האפשרות שקרינת השמש תגרום שגיאה משמעותית בשיטות ניתוח וPZSZ nanoefirom צריך למלא את מערכת השמש כולה, אתה ובכך לממש את PZSS IRP הטכנולוגיה (או העברת טכנולוגיה של מידע לאורך זמן על הבסיס של קרוב ל sitemy נסגר שמש).זה סביר להניח כי הצפיפות הממוצעת nanoefira PZSS עשויה להיות נמוכה מהצפיפות nanoefira העולם.אבל PZSS יחליף אנרגיה עם הסביבה, למשל, עם הכוכבים הקרובים ביותר.בהקשר זה הוא הנחה ברורה שמידע מעשי לשדר בזמן יבוצע עם רעש מסוים.
בנוסף, השגיאה הקשורים למערכות אמיתיות פתוחות יכולה להגדיל באופן משמעותי
והגורם האנושי.לדוגמא, הצליח PZSZ מבוסס TPIV.אבל יש אנושות חללית ארוכה השקות מעבר האטמוספרה של כדור הארץ, למשל, ללמוד לוויני ירח, מאדים, צדק ו
של כוכבי לכת אחרות.חללית אלה החליפו אותות
לכדור הארץ, ובכך מפרה את zamkknutost PZSZ.יתר על כן, אותות אלקטרומגנטיים המכילים מידע נראה הרבה יותר מושפעים במידה רבה מהפרת הסגר מהאור מהכוכבים שאינם נושא עם עומס מידע, ולכן לא כל כך הרבה השפעה על ההתנהגות של אנשים.PZSZ וPZSS - מקרים מיוחדים priblzhennyh למערכות סגורות של אובייקטים (PZSO).לפיכך, אנו מסיקים כי, לשידור באיכות גבוהה של מידע לאורך זמן בתוך PZSO הכרחי, בפרט, עד כמה שניתן להגביל את חילופי המידע בין PZSO האותות והעולם החיצון.הסכום בנוסף
של הפרעה שנגרם על ידי מערכות אמיתיות הסתגרות שלמה, TPIV חסינות לרעש יהיה גם נקבע על ידי הכמות PZSO.הממדים מרחביים הגבוהים PZSO, החסינות לרעש הנמוכה תהיה TPIV.ואכן, כל nanorobot ישדר אות לnanoserver עם שגיאה שתלויה בעיקר על הטעויות של nanorobot מכשיר מדידה.באופן כללי, העיבוד של nanoservere נתונים, טעויות של כל nanorobots יוקמו, ובכך להפחית TPIV החסינות לרעש.
בנוסף, יש עוד הפרעות אש גורם חשובות - הוא עומק החדירה בזמן.בגורם רעש זה בפירוט רב יותר.קחו למשל את הדוגמא שכבר הזכירה את המערכת של חלקיקים מצייתים לחוקי מכניקה קלסית.באופן כללי, כדי למצוא את הקואורדינטות ומהירויות של נקודות בכל זמן, אנחנו צריכים לפתור (למשל, מבחינה מספרית ([4], [9])) משוואת ההפרש לגראנז '(המילטון).ברור, כל אלגוריתם, פתרונות שגיאת צעד הזמן סופי-הבדל הוצגו על ידי רעש בנתונים הראשוניים, יהפכו משמעותיים יותר ויותר.לבסוף, בשלב מסוים, הרעש יעלה את הרמה של האות הרצויה וסוטים האלגוריתם.לפיכך, אנו מגיעים למסקנה כי בזמן שידור קצר יחסית מרווחי זמן מידע שגיאה יהיה פחות במרווחי זמן גדולים יחסית.יתר על כן, יותר הרעש בנתונים הראשוניים, קטן יותר את העומק של הזמן שאנחנו יכולים להשיג.רעש בנתונים הראשוניים תלוי ישירות בשגיאות שנגרמו על ידי הפרת הסגר וPZSO נפח היחסי.לכן, אנו מגיעים למסקנה: שידור
המרבי אפשרי מרחק של אותות מידע במרחב ובזמן קשורים על פי חוק להחזיר לpropotsionalnosti.
אכן, יותר עומק החדירה של האות בזמן שנדרש כדי לספק לTPIV, חילופי אנרגיה הקטנים יותר ופחות (בסביבה) יש לשקול PZSO.אנחנו כותבים את ההצהרה הזו בצורה של יחסים מתמטיים:
(1) dxdt = F,
בי DX - המרחק ממרכז המסה למרחב PZSO הנקודה ביניהם לבין מרכז מסה של חילופי המידע.DT - עומק החדירה של אות המידע בזמן, ו - עצמאי קבוע מDX וDT.ו קבוע
עצמאות בכל אחד מהפרמטרים הפיזיים הוא היפותטית.בנוסף, הערך של הקבוע הידוע * המדויק הוא המשימה של ניסויים עתידיים עם nanoefirom.אנחנו גם לציין את הדמיון של דפוס זה ביחסים הידועים של פיסיקה הקוונטית הייזנברג ([6], [7]), שבו בצד ימין הוא קבוע פלאנק.
4. חלק מהמידע ההיסטורי ואנלוגיות
בתחילת המאה העשרים היה
טכנולוגית העברת מידע בחלל 3D באמצעות אותות אלקטרומגנטיים.הפיתוח של
טכנולוגיה זו בו זמנית ובלתי תלוי זה במדענים רבים
עוסק אחרים של אותו הזמן (פופוב, מרקוני, טסלה, ואחרים.).עם זאת, מסחור של הרדיו מרקוני הבין.בסוף המאה תשע עשרה כדי להתחרות מרקוני, טסלה (עם אדיסון), הצליח ליצור טכנולוגיה להעברת אנרגיה אלקטרומגנטית על פני מרחקים ארוכים בחוטי מתכת.לאחר מכן טסלה ניסתה להבין שידור של שתי אנרגיה ומידע, אבל באופן אלחוטי.מרקוני להגדיר מטרה צנועה יותר: להחליף מידע עם הוצאה מינימאלית של אנרגיה למטרות אלה.
לאחר ההצלחה של הניסויים של מרקוני טסלה קוצץ בשל העובדה,
שהשידור היה מספיק לצרכים תעשייתיים של הזמן.
כך, בpronstranstve חילופי מידע מקרה, יש לנו, לפחות, שתי גישות שונות במהותו: העברת
מידע רק עם צריכת אנרגיית minimalnymi (שיטת מרקוני) והעברת שני
המידע והאנרגיה בחלל (שיטת טסלה).כפי שההיסטוריה הוכיחה, השיטה מרקוני הוכיחה אפשרית והיה בסיס ל
התקדמות המדעית והטכני במאה העשרים.בשיטה זו, טסלה, אם כי, ויש לי היישום הראוי שלהם בהנדסה (AC), במובן של אישור מעשי אלחוטי מלא שלהם לא קיבל כל אופן מסחרי או באופן ניסיוני.מצב
אם TPIV הוא איכותי זהה.הרעיון של מסע בזמן, שניתן להשיג מבדיוני, באופן כללי בקנה אחד עם הגישה השנייה, כלומר, השיטה של טסלה, ומתייחס לתנועה הזמנית של גופים מולקולריים, או, במילים אחרות, העברת של אנרגיה לאורך זמן.שיטת טסלה עדיין לא הייתה להכניס באופן מלא לפועל או למרחב או לתנועות זמניות, ואולי הוא יישאר רק פרי דמיונם של סופרי מדע בדיוני.
כך, העברת מידע לאורך זמן, ללא העברה משמעותית של אנרגיה - זה kachestvennno גישה ראשונה לשיתוף מידע, העומד בעקרונות של מרקוני.בחלקו TPIV להוציא לפועל בזמננו (ראה סעיפים. 1 ו -2), ויש איזו תקווה שטכנולוגית מידע המלאה תיווצר בעתיד.
בפעם הראשונה, הציע גישה לאפשרות של העברת מידע מרקוני בזמן שהוא היה המתמטיקאי Fedorenko לידיה בשנת 2000.גיל מתקדם ובריאות לקויה מנעו ממנה להמשיך במחקר intesivnost בכיוון זה.עם זאת, היא הצליחה לגבש הצהרה על חילופי מידע במרחב-הזמן, ש, לדעתי, יכול להיקרא עיקרון מרקוני Fedorenko:
ברצף החלל-הזמן (ראה [1], [6]), העברת אנרגיה, או בעצם בלתי אפשרי, אוזה דורש בסיס טכנולוגי הרבה יותר מתוחכם מאשר העברת מידע.
עיקרון זה מבוסס כולו על ראיות ניסיוניות.ואכן, לדוגמא, כדי לנהל את רובר באמצעות אותות רדיו הרבה פחות אנרגיה מאשר לספק את הרכב לכוכב לכת האדום.כדוגמא נוספת, אם אדם, המתגורר במוסקבה, אתה רוצה לדבר עם אדם בחיים בניו יורק, הוא איש וזה הרבה יותר קל לעשות בטלפון, אתה מבלה הרבה זמן והמאמץ בטיסה מעבר לאוקיינוס האטלנטי.מרקוני, המצאת הרדיו, היה גם מודרך על ידי עיקרון זה, לשליחת אות באמצעות מידע אלקטרומגנטית, אתה יכול לחסוך במידה ניכרת בצריכת אנרגיה.בנוסף, על פי מרקוני Fedorenko העיקרון לא יכול לשלול את האפשרות כי במקרים מסוימים ההעברה של אנרגיה ברצף החלל-הזמן היא למעשה בלתי אפשרית.
