[論文レビュー] Life as the Explanation of the Measurement Problem

Szymon Łukaszyk|arXiv (Cornell University)|May 13, 2018

Space Science and Extraterrestrial Life参考文献 92被引用数 19

ひとこと要約

本稿では、生命——特に生物学的細胞という散逸構造——が、量子情報処理を行うホログラフィックで三角形分割された「知覚の球面」を通じて、量子測定問題を解決すると提案する。ホログラフィー原理、出現する重力、ブラックホール熱力学を結びつけることで、量子重ね合わせを崩壊させられるのは唯一、生命体に限られることを示し、活性化されたプランク三角形の上限を導出し、チューリングマシンやブラックホールが観測者としての役割を果たせないことを示している。

ABSTRACT

This study argues that a biological cell, a dissipative structure, is the smallest agent capable of processing quantum information through its holographic triangulated $ extit{sphere of perception}$, where this mechanism has been extended by natural evolution to endo and exosemiosis in multicellular organisms and further to the language of $ extit{Homo sapiens}$. Thus, life explains the measurement problem of quantum theory within the framework of the holographic principle, emergent gravity, and emergent dimensionality. Each Planck triangle on a black hole surface was shown to correspond to a qubit in an equal superposition, attaining known bounds on the products of its energy and orthogonalization interval. Black holes generate entropy variation shells through the solid-angle correspondence. The entropic work introduced the bounds on the number of active Planck triangles dependent on the information capacity of the black hole generator and with at most one active triangle below the unit of black hole entropy. The velocity and dissipativity bounds and the bounds on the theoretical probabilities for active, energy-carrying Planck triangles were derived. In particular, this study shows that black holes, Turing machines, and viruses cannot assume the role of an observer. The entropy variation shells and black-body objects may hint at solutions to ball lightning and sonoluminescence unexplained physical spherical phenomena.

研究の動機と目的

• 生命を量子重ね合わせの崩壊を引き起こすメカニズムとして特定することで、量子測定問題を解決すること。
• ホログラフィー原理と出現する重力を用いて、量子力学における観測の物理的根拠を確立すること。
• 散逸的かつ情報処理を行う性質を持つことから、唯一、細胞や進化した生物が観測者として機能できることを示すこと。
• ブラックホールエントロピーと情報容量に関連したプランクスケールの量子過程に関する定量的上限を導出すること。
• ブラックホール、チューリングマシン、ウイルスなどの非生物的実体が、量子測定における観測者としての役割を果たせないことを排除すること。

提案手法

• 生物的細胞の『知覚の球面』を、プランクスケールにおけるホログラフィックで三角形分割された構造としてモデル化する。
• ホログラフィー原理を適用し、ブラックホールの事象の地平線上の各プランク三角形を、等重ね合わせ状態にあるキュービットに対応付ける。
• 等分配定理と不確定性原理を用いて、活性化されたプランク三角形のエネルギーと直交化時間の上限を導出する。
• 立体角対応を通じて『エントロピー変動シェル』を導入し、情報の流れと測定による崩壊を記述する。
• 内因的および外因的意味論（エンドオーセミオシスおよびエクスオーセミオシス）を用いて多細胞生物へと枠組みを拡張し、人間の言語を高次元の情報処理システムとして結論づける。
• 不恰好なヒナ鳥定理と数学的物理学を用いて、観測者選択と情報容量制約を形式化する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 古典的観測者を仮定せずに、量子力学における測定問題をどのように解決できるか？
• RQ2 どのような物理的メカニズムが系が量子重ね合わせを崩壊させられるのか。なぜ特定の系に限られるのか？
• RQ3 ホログラフィー原理と出現する重力が、統一的枠組み内で量子測定の起源を説明できるか？
• RQ4 ブラックホールやチューリングマシンは、情報処理能力があるにもかかわらず、なぜ観測者として機能できないのか？
• RQ5 生物学的生命は、量子重ね合わせから古典的現実が出現する過程において、果たす役割は何か？

主な発見

• 生物学的細胞のホログラフィックな『知覚の球面』は、散逸的かつ三角形分割されたプランクスケール構造を通じて、量子情報を処理できる最小の観測者として機能する。
• ブラックホール表面の各プランク三角形は、等重ね合わせ状態にあるキュービットに対応し、エネルギーと直交化時間は不確定性原理と等分配定理によって上限が定まる。
• 立体角対応から生じるエントロピー変動シェルにより、情報の流れと測定プロセスの動的記述が可能になる。
• ブラックホールエントロピーの単位以下の領域には、たった一つの活性化プランク三角形しか存在できず、量子重力的界面における情報処理の根本的限界が設定される。
• チューリングマシンとブラックホールは、測定に必要な散逸的かつ非計算可能な情報処理を維持できないため、観測者として排除される。
• 本フレームワークは、活性化されエネルギーを運ぶプランク三角形の確率に関する理論的上限を提供し、球状光やソノルミネッセンスといった観測可能な現象と結びつける。