物理课程

信息的概念在理论中扮演着越来越重要的角色，它成为了一个更基础的起点，因此成为一个没有明确定义的术语。人们可以说一比特是对一个是否问题的回答，但这实际上是循环的：现在必须说“一”和“问题”的含义是什么。“不确定性”同样是没有明确定义的——确定性和不确定性本质上是我们所体验的感觉，而不是我们可以从其他东西中推导出来的概念。

好问题。接下来的两节可能会解答这个问题。我们可以在七月进一步讨论。

你是指，你会如何测量如此（假设的）信号的效果从而获得其存在的证据，还是说你会用其他非人类探测器来测量该信号本身？

Markov blankets (MBs)被定义为经典、因果过程，可以表示为有向无环图（DAG），因此在状态之间由单向箭头连接的图中，没有循环，意味着没有循环（或逆时间）因果。在这种设置下，围绕某个状态（或一组状态）X的MB是发送到X的状态集（“X的父节点”），加上接收来自X的状态集（“X的孩子节点”），再加上任何X的孩子节点的父节点。因此，所有对和从X传递的信息都经过MB状态。由于MB是一个状态集合，它是物理性的。由于它有效地编码了X从外部世界接收到的所有信息并发送给外部世界的所有信息，它是信息性的。在本课程结束时，您将在六月的讨论中看到一个全息屏幕如何作为MB工作，尽管它的定义不同。希望您的第二个问题到那时能得到解答。

黑洞（BHs）是经典广义相对论（GR）的预测。在GR中，质量就是时空中的曲率，因此可以看作是一种张力。一个黑洞是在这种曲率如此之大以至于光线无法逃脱的空间时空中的一块区域。如果时空是一维的，它看起来就像这张图片，我从数学栈exchange得到的。x和y轴是时空，z轴是能量的形式，即引力势能。任何落入黑洞的事物都会增加黑洞的质量，从而使其曲率增大。标准天文学模型认为，当非常巨大的恒星耗尽燃料、停止辐射并由于自身的重力坍缩时，就会形成黑洞。此外，还有早期宇宙中存在不均匀性导致黑洞形成的理论。这两种想法都是经典性的。从观测上看，这些黑洞在许多星系的中心存在，包括我们自己的银河系。这些黑洞非常巨大，例如整个太阳系大小，因此质量比太阳大得多。关于这类物体的研究文献极其丰富——从维基百科页面开始，并跟随链接。

是 - 日志使熵加性，因此更容易思考。

薛定谔在《什么是生命》（1944）一书中提出了“抵制熵增”的想法。“保持在一起”作为一个可识别的“东西”，需要能量。相对简单、坚固的东西，如晶体，只需化学结合能就能抵抗分解。相对复杂、柔软的东西，如细胞或生物体，则必须使用代谢能来控制化学反应。没有储存在化学键中的能量会以热的形式返回环境，或者通过定义dQ = dS/T作为熵的形式释放出去。因此它们被称为“耗散系统”，即消耗熵的系统。这个想法是自组织理论的基础。可以将所有生物学视为对自组织系统的研究。达尔文的适应度从技术上讲是指一个基因型或表现型（取决于形式）在下一代中出现的概率，这至少依赖于成功地消散了足够的熵才能繁殖。

在有限时间内添加行动 = 有限能量不会增加可能状态的数量（即不会改变状态空间），它只是改变了状态占据的概率分布。当我们添加能量时，更具有能态的状态被占用的可能性更高。添加或减少可能状态（改变状态空间）通常涉及添加或减少物质，因此粒子自由度的变化。这是黑洞的一个极限情况 - 添加物质，甚至是光子的形式的能量，是增加曲率，这使得光线无法逃脱的范围变大。这会增加边界（即黑洞与外界世界之间的界限）上的状态（即熵）。

是的，这将是七月 session 的主要主题。一个行为是“信息性的”还是“噪音”，取决于观察者是谁以及他们如何观察。想象一下在 LHC 中碰撞一个质子和一个反质子。如果我使用一个复杂的探测器来测量出射粒子的动量、电荷和自旋，我会得到很多信息来检验标准模型。但如果我只是用一个热释光计来测量，我只得到热量，从我的角度看，我只是增加了系统的熵。这回到了玻尔兹曼的见解，即熵是我在使用某种测量方法时无法区分的状态的数量。

时间在我们空间的三个维度上是垂直的，物质和能量（以及我们自己）存在于时间中。Wick 指出了我们如何测量时间与我们如何确定某物通过时间保持其身份（即“同一事物”）之间的密切关系，也就是通过时间不变。要通过钟表来计时，我必须确保我在看的是同一个钟，设置得一样等等。我们会在这七月和八月讨论这个问题。

是的。在经典物理学中，熵被认为是客观的 = 观察者独立的，因为在本质上一切都是被看作客观的——只有伽利略和然后爱因斯坦的相对论观念来考虑这些。但一开始就取决于所进行的测量以及观察者事先知道什么（从贝叶斯的角度来看，观察者的先验是什么）。每次测量都使用了一个通信通道，正如香农认识到的一样。我们可以把通道的状态看作是马尔可夫毯子或边界，就像FEP所做的那样——观察者总是处于这一通道的这一侧，而被观察的系统（黑洞、理想气体等）则在另一侧。如果观察者要获取信息并因此改变她的不确定性，她必须有一个可以访问的记忆。这是光子做不到的——一个光子能够为我编码记忆，但它不能为自己编码记忆。

因为它和液体都嵌入在有限温度的环境中，并且可以与该环境进行热力学交换，所以花粉一直在跳舞。如果整个事务都被冻结到绝对零度，它就会停止。我们能看到这种舞蹈是因为系统被光（即能量）沐浴着，其中有些会被反射回我们这里。这是一个展示观察需要热力学交换的例子，也是为什么经典的想法“被动观察”实际上并不合理的原因。为了获取关于花粉的信息，我们需要在时间上进行观察（例如使用视频相机），并花费能量将结果写入记忆（例如视频相机中的内存芯片，需要直流电）。这展示了我们作为观察者也需要开放进行热力学交换，就像我们的实验室设备一样。在演讲中，我简化了这一点，只考虑系统及其环境（在这种情况下包括我们、我们的设备等）。在八月或九月我们将得到一个明确的图景，即具有多个组件（例如我们、设备和剩余的环境）并进行经典信息交换的系统。无论细节水平如何，获取和记录信息都需要热力学交换。

哲学家和物理史学家们在争论这个问题；最近的一个例子是。我的观点是他指出，‘经典现实’以及‘物理学定律’所描述的都是相对于观察者的相对的。值得一读的是Wheeler的文章，可以在网上找到

界面/MB 确实是通道。我不太明白‘谁在使用这个通道’的意思——Alice 和 Bob 在上面写和读，就像我们在这个问题页面和互联网这样的通道上一样。

观察不错。QT与时间的关系是一个活跃的研究领域——Rovelli的论文arxiv:1812.03578和2010.05734是很好的入门点。在这个关系中，一个关键问题是观测者相对论上的熵或信息。从这个角度看，dS/dE可以被解读为观察者向/从（边界上信息是对称的）传递信息的信息流的变化，随着用于获取信息的能量增加/减少。将观测者的内部时钟（时间参照系）视为一个比特计数器，这耦合了观测者相对的信息流到观测者相对的时间。

本地”在这里意味着“在某个边界上”。QT是一种全局确定性理论，即任何孤立系统都会演化为单位制。孤立系统按定义是不可观测的；它们是用来让理论起步的抽象概念。如果我们想象一个观察者（爱丽丝）和“其他一切”（非爱丽丝），那么由这两个组成的整体按定义是孤立的。爱丽丝不会观察这个整体；她会观察非爱丽丝（通常称为鲍勃）。想象爱丽丝和鲍勃之间的边界就像幻灯片16中的一个量子位数组。爱丽丝和鲍勃通过准备和测量这些量子位来相互作用。我们可以把量子位想象成自旋，而准备和测量则相当于使用z自旋算子s_z。z轴是“上/下”的方向。局部自由选择是指爱丽丝和鲍勃各自完全独立于对方自由地选择自己的z轴方向。如果他们没有这种自由，那么它们就会纠缠。我们将在7月的会议上讨论更多内容。

好问题，指向了一个有着悠久历史的活跃领域，至少可以追溯到拉普拉斯。 “经验主义”或“频率主义”的概率观念通常也被视为是“客观”的，即与观察者无关。 “推断主义”或“贝叶斯”的（见）概率观念则是“主观”的或与观察者相关。这种后者的观点很好地适用于基于观测者相对概念的量子状态和操作；参见克里斯·福瑟 arxiv:1003.5209 或大卫·梅伦 arxiv:1809.01639，他们提供了这个辩论的良好介绍（两者都在贝叶斯的一方）。我总是关注这些基于观测者相对读数的熵、信息、测量或行动。它们依赖于观察者如何与世界互动，即他们可用的参考框架以及他们如何使用它们。你正确地称这是代理生成模型的质量。Chat-GPT是一个很好的例子。七月的课程将聚焦于用于行动和进行测量的参考框架的问题，以及这些框架如何也决定了可以存储在记忆中并稍后访问的数据。

这是关于EEG中的熵度量的一个很好的连接-感谢提到这一点。正如在之前问题的上下文中讨论的一样，熵及其因而的不确定性都是观察者相对的概念。“谁的不确定性？”总是会提出这个问题。如果爱丽丝正在测量EEG信号，那么变量信号比常量信号占据更多的频率状态，因此对于爱丽丝来说具有更高的熵。这与信号频率告诉爱丽丝关于系统能量和因此熵（dE = TdS）的信息无关。爱丽丝是否将信号中的变化视为“噪声”还是视为信息取决于她的测量能力和先验知识——如果她预期一个常量信号但测量到一个变量信号，且这种变化具有如高斯结构等良好的特性，那么她可能会认为这种变化是围绕她预期的常量值的“噪声”。但如果她预期会有变化——例如她在信号中寻找相位编码的消息——那么变化就不再是噪声，而是她所追求的内容。

好问题，提到了两种理论之间的区别以及它们的应用方式。MB在因果（定向）网络中定义。可以在这样的网络中的任何地方画一个闭合边界，并将MB定义为穿过该边界的节点状态及其未被计数但有指向这些节点状态的箭头的状态。因此，如果你选择一个节点，你可以围绕这个节点定义一系列越来越大、包含所有较小MB所包含状态的MB序列。在极限情况下，你会到达整个网络的边界，在那里没有更多的节点，过程就会停止。S矩阵采取了完全相反的方法，从一些“散射中心”处的理想化“自由粒子”状态开始，这些状态分别在空间和时间上延伸到正无穷和负无穷。S矩阵就是这个操作：|in> → |out>。这种表述方式假设“没有人观察”在实际互动期间发生的事情，这比代表初始状态准备和最终状态测量的非表示过程要快得多。经典图景中的明确因果网络被替换为“一切未被明确禁止都是必要的”（M. Gell-Mann from T. H. White）的标准表示形式是越来越复杂的费曼图层次结构。另一个关键的区别在于单位性以及由此导致的空间时间可逆性：所有的费曼图也适用于箭头反转的情况。

如果‘带宽’定义为计数 incoming 和 outgoing 箭头，答案是否定的——节点可以有高 fan-in 和低 fan-out 或者相反。更微妙的度量标准，例如传递熵（ ）也可以被定义。最一般的方式来提出这个问题就是在能量守恒的术语下进行，只要内部 MB 没有源或汇点，答案就是肯定的。一个源或汇点本质上是一个奇点——一个节点在能量上以阶跃函数变化——因此可以要求因果网络中没有奇点。这是量子理论更加直接的地方——定义上的信息对称边界。两个边界的代理是否能够在任何有趣的方式使用边界的信息取决于它们的计算能力，因此通常不是对称的。

HP是关于有限系统之间相互作用的本征值不仅有有限的本征值，而且有可编码的有限本征值。定量上，它为边界关联的熵设定了上限，S <= A/4，A以普朗克单位表示的面积，只有（定义上）对于黑洞才相等。因此HP只对黑洞给出一个数字，例如让你通过R = 2M来给质量关联一个熵。HP也是AdS/CFT等全息双生子的基础，这实际上允许你在进行计算时改变基础。AdS/CFT的应用文献非常庞大。

在你引用的内容中，我用“科学”这个词非常广泛地使用，基本上作为主动推理的同义词：科学（在这种用法下）是“探求世界以获取新信息的实践”。我怀疑你在引用John C. 时他使用的“科学”一词是在区分它与其他与世界互动策略的意义上使用的，正如你在我问题3中所做的一样。在我的广泛使用下，所有同步策略都是主动推理的不同实现或实施方式，因此它们都是“科学”。从主动推理的角度来看，一个有效的程序是能够用最少的能量构建具有良好预测能力的GM的一种程序。这个策略的一部分可能涉及塑造环境使其看起来更可预测。但这种策略显然可以陷入短期看来更可预测但实际上在长期看来更不可预测的状态。

我认为你在这里指出了QRF定义的本体论性质。我只能告诉我外部时钟在走，因为我有一个内部时间QRF，所以我使用一个外部时钟，即使是阿秒分辨率的光钟，也依赖于我的内部QRF。没有什么我可以用来测量我的内部敲击（例如EEG或神经记录）的东西是不逻辑和物理上依赖于那个我试图测量的内部时钟的。还有一个更广泛的问题：没有任何系统能够逆向工程自己。A可以与B分离只有当dim(A)，dim(B) >> dim(H_AB)，即A-B边界的希尔伯特空间维度。但dim(H_AB）是A能写入记忆的信息上限。所以A只能将自己粗略地记录为一个模型到记忆中。这个模型将会是从与B的相互作用中推断出来的，（因为H_AB提供了所有进入数据的来源），而且就像我对自己内部过程的模型一样，它是对A认为类似于自己的系统进行观察的结果。

普朗克常数是（在当前理论中）定义上的最小作用量。它有能量×时间的单位，这是互补的，因此不能同时测量。但如果你分别对一些过程测量能量和时间，并且进行多次重复以计算平均值，你可以计算出一个平均的作用量。这就是我为视紫质所做的，假设了一个（ln2k_B T）的能量而不是直接测量它。实际上，视紫质响应的可见光能量接近这个数值。反应时间来自测量数据。因此我可以计算作用量并与hbar的数值进行比较。普朗克单位下的普朗克常数值为1；秒、焦耳、米等数值是从这些规定的值推导出来的——见。

是的，不同组件有不同的时间尺度，不同的成分也有不同的时间尺度——例如，即使是不同的分子也具有功能相关配置变化的不同特征时间。这确实是一项复杂的工作！复杂的生物体甚至单个细胞都有许多不同的交互模式和不同的时间尺度以及不同的实施隔室。我们可以分析到实现单一QRF的隔室，从而只有一种“语言”。我们将在七月讨论一般情况，在那之后你可能会想提出这个问题的一个扩展。

你正确，一个忽略语义的模型是不可行的。系统必须跟踪QRF结果的产生。这需要（实际上）由一些“元”组件使用自己的参照框架来看待一组结果的一种标注方案。因此，有趣的系统具有层次化的处理方式，其中每一层都在自己输入的基础上进行主动推理。我们将在七月深入探讨这一点。

A和B可以有不同的时间尺度，各自在自己的尺度上与屏幕互动。所以你例子中的Alice不会停止‘写作’，而是会覆盖她自己最后的消息。让t_A=t_B只是使模型更容易理解。

卡尔·弗里斯顿指出，经典FEP的极限，即完美预测的极限，对应于“泛化同步”之间存在联系 - 每个系统发送消息，另一个可以完美预测。这个概念依赖于系统与其环境被分离并且以某种方式被区分。在经典形式中，它们通过普通3D空间被分开——占据不同的位置。量子形式是“背景自由”的，意味着它假设没有时空嵌入——即使系统和环境有不同的状态空间（即态空间）中的不同自由度，它们也没有“不同的位置”。在这里，FEP的极限是最大纠缠。这并不意味着系统与其环境是“相同的”（它们不是，因为它们有不同类型的自由度）。这意味着它们的联合状态|SE>不可分，不能被因子化为一个系统的状态|S>和一个环境的状态|E>。他们的状态不再条件独立。这与热平衡不同，在这种情况下，它们具有相同的温度并且仍然可分，并且其相互作用可以被描述为热涨落（即噪声）的交换。

我怀疑对所有这类问题的普遍形式的答案是不可判定的。在八月的会议上将讨论一些可以证明不可判定性的具体实例。这在某些情况下很清楚；例如，“什么是做科学最有效的方式？”是你提出的问题的一个例子。不可判定性让我们尝试找到好的启发式方法，这些启发式方法在如何做科学这个问题上一直备受争议。你问题的一个衍生问题是：“一个系统（至少近似地）如何测量自己的VFE？”。例如，人类对主观概率的分配有多好？什么是“确定感”以及它是如何实现的？这些都是十月会议的问题。

我们的模型确实包含了关于意义的假设；我们在日常对话中每天都使用这些。按照提出的理论，一个“代理”只是一个与环境以可分离联合状态相互作用的物理系统。有趣的是，有些系统具有某种可访问事件记忆，而基本粒子则没有。因此，“代理性”是一种分布，而不是一条明确的界限。