La mort par la chaleur de l’univers implique-t-elle nécessairement une incapacité à effectuer le calcul?

jncraton

La mort par la chaleur de l’univers implique-t-elle nécessairement une incapacité à effectuer le calcul?


Wikipedia définit la mort thermique de l’univers comme suit:

l’univers a diminué à un état sans énergie libre thermodynamique et ne peut donc plus soutenir les processus qui consomment de l’énergie (y compris le calcul et la vie).

Je suis en fait curieux de savoir pourquoi le calcul ne peut pas se produire sans énergie thermodynamique libre. Je connais le principe de Landauer , mais il me semble qu’un système adiabatique fermé pourrait toujours théoriquement faire un travail de calcul interne en utilisant une certaine forme de calcul (peut-être un calcul réversible ).

Ce système serait fermé au reste de l’univers (par exemple, il ne pourrait pas avoir d’entrées ou de sorties classiques), mais il semble qu’il pourrait encore exister et effectuer des calculs même dans un équilibre thermodynamique parfait.

Cette forme de calcul est-elle intrinsèquement impossible pour une raison quelconque?

CuriousOne

L’informatique signifie que vous passez d’un état de faible information à un niveau d’information supérieur, c’est-à-dire que vous devez sélectionner un état microscopique spécifique. Un système fermé ne peut pas faire ça. Tous les états microscopiques (qui satisfont aux lois de conservation) sont physiquement équivalents. En dehors de cela … le programmeur ne sera pas là non plus, il n’y a donc aucun intérêt à exécuter un programme. L’ajout des mots magiques « mécanique quantique » ne change rien à tout cela.

jncraton

J’ai supprimé la partie concernant l’informatique quantique, car je pense que vous avez raison de dire que cela rend la question moins claire. Je constate également que je n’utilise peut-être pas la bonne définition de l’informatique. Je demande s’il peut exister un système isolé en termes d’énergie, de matière et d’informations qui a été conçu pour effectuer plusieurs calculs à plusieurs reprises (bien que ce soit inutilement du point de vue d’un observateur extérieur).

Réponses


 DJ Sims

Oui. L’énergie doit être utilisée pour effectuer le calcul d’une manière qui augmente l’entropie. Sinon, il serait possible d’utiliser le calcul pour inverser l’entropie – voir le problème du démon de Maxwell. L ‘«informatique réversible» n’a jamais été conçue pour être complètement réversible au sens physique. L’informatique réversible implique seulement que les informations souffrent moins d’entropie que les particules physiques dans l’ordinateur.

Afin de manipuler une particule dans un état thermodynmiquement préféré (disons 0) à un état différent (disons 1), nous avons besoin d’énergie disponible pour effectuer cette opération. En outre, nous devons terminer l’opération de telle manière que l’état « 1 » ait une certaine stabilité et nécessite de l’énergie pour changer, sinon il retomberait instantanément dans un autre état. Ainsi, la définition même du calcul nécessite des opérations thermodynamiques irréversibles.

Géo Trouvetou

« L’énergie doit être consommée pour … ». L’énergie totale est constante dans le temps. Je ne comprends pas ta réponse.

Shufflepants

@GyroGearloose Lire comme « L’énergie utilisable doit être consommée ». Il est vrai que l’énergie n’est jamais créée ou détruite, mais elle change de forme et peut ne pas être sous une forme utilisable de quelque façon que ce soit.


 kpv

La nature elle-même fait des calculs et c’est ainsi que les lois fondamentales sont appliquées. Tant qu’une sorte de loi (s) continue de fonctionner dans l’univers, cela signifie que l’univers est capable d’effectuer des calculs. Et nous savons qu’une sorte de lois devront être à l’œuvre pour changer l’état de l’univers en un état de mort par la chaleur. Comment l’état de mort thermique de l’univers fonctionnera, nous ne le savons pas. Cet État sera régi par les lois applicables dans cet État, le cas échéant. Les lois que nous connaissons et remettons en question aujourd’hui peuvent même ne pas être applicables / vérifiables dans cet état de l’univers.

ACuriousMind ♦

« La nature elle-même fait des calculs et c’est ainsi que les lois fondamentales sont appliquées. » [la citation nécessaire] Que nous décrivions l’univers par des modèles mathématiques n’implique nullement que l’univers « effectue réellement  » (quoi que cela signifie même) des calculs.

kpv

@ACuriousMind: Comment la nature / l’univers sait-il quel devrait être le prochain état, à moins qu’il ne connaisse l’état actuel et les règles. Lorsque vous rapprochez deux charges, l’univers décide de ce qui doit arriver à ces charges (attraction / répulsion, combien ..). Tant que l’état de l’univers change, il y a des calculs sur ce que devrait être le prochain état. Lorsqu’il n’y a pas de changement d’état, il y a également un calcul selon lequel il ne devrait pas y avoir de changement d’état. Ce que je veux dire par calcul, c’est le fonctionnement des lois fondamentales applicables à l’état actuel de l’univers à tout moment.

 

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