만물 해독 by 찰스 세이프

[ 밑줄/연결 ]

 

정보이론이 그토록 강력한 이유는 정보가 물리적이기 때문이다.

 

정보란 계량화할 수 있고 측정할 수 있는 물질이나 에너지처럼 구체적 성질을 지닌다.

"엔트로피가 항상 증가한다는 법칙(열역학 제2법칙)은 자연의 모든 법칙 중에서도 가장 상위에 있다." - 물리학자 아서 에딩턴

엔트로피는 어떤 물질로 이루어진 집합 전체의 배열(Configuration)을 확률의 개념으로 정리한 것이다. 

 

엔트로피는 정보를 측정하는 단위이다.

 

측정 행위는 입자로부터 정보를 추출하는 행위이다. 이 정보는 거져 얻어지지 않는다. 그 정보 - 정보를 추출하든 처리하든 - 에 대한 무언가가 우주에 엔트로피를 증가시키고야 만다. 실제로 질라드는 정보 1비트를 얻는 데 필요한 정보의 '비용'은 일정량의 유용한 에너지, 보다 정확하게 말하면 KTlog2줄이라고 계산했다.....정보를 얻거나 정보에 대해 어떤 행동을 취하려는 시도 자체가 우주의 엔트로피를 증가시킴으로써 상자의 엔트로피를 정보1비트당 kTlog2줄씩 감소시키는 악마의 노력을 수포로 만든다.

 

열역학의 문제들은 열역학이 사실은 정보 이론의 특수한 사례라는 것을 인정하면 해결된다. 

 

복제를 추구하는 것은 개체가 아니다. 개체 속에 들어 있는 정보다.

 

입자설로는 빛의 간섭 효과를 설명할 수 없듯이, 파동설로는 광전자 효과를 설명할 수 없었다. 

 

자연- 우주- 이 어떤 의미에서는 끊임없이 모든 것을 측정하고 있다는 것은 굳게 믿는다.

 

정보는 우주에 존재하는 물체의 고유한 성질이며, 하이젠베르크의 불확정성의 원리는 정보에 대한 제한이다. 따라서 불확정성의 원리는 실제로 우주에 존재하는 물체의 양자적 상태에 대한 것이지 양자적 상태의 측정에 대한 것은 아니다.

 

어떤 물체가 점차적으로 환경과의 얽힘을 증가시켜가는 과정 - 어느 물체에서 그 물체를 둘러싼 환경으로 정보가 흐르는 것-을 결깨짐(decoherence)이라 한다.

 

생각은 전의식에서 중첩 상태로 있다가 중첩과 파동방정식이 붕괴되는 순간 의식으로 진입한다.

 

정보는 무에서 유로 창조되지도 않으며, 유에서 무로 파괴되지도 않는다.

 

양자이론에서는 상대성이론과 일상생활에서와는 달리 '전'과 '후'의 개념이 없을 수도 있다.

 

정보 보존의 법칙이라는 새로운 법칙이 직격탄을 맞아 산산히 부서지는 것이다. 이것이 바로 블랙홀의 정보의 역설이다.

 

우주는 정보 위에서 움직인다. 아주 작은 스케일에서도 자연은 끊임없이 측정을 시도하면서 정보를 모으고, 그 정보를 주변 환경 속으로 전파한다.

 

블랙홀이 가진 모든 정보는 3차원이 아닌 2차원에 존재한다는 의미가 된다. 마치 정보는 우리의 차원 개념을 완전히 무시하고 있는 것 같다. 어떻게 보면 정보는 홀로그램과 비슷하다.

 

홀로그램에는 그 물체에 대한 3차원의 정보가 2차원의 필림 조각에 모두 담겨 있다. 홀로그램처럼 블랙홀도 완전히 3차원에 준하는 정보를 2차원 매체, 즉 그 블랙홀을 감싸고 있는 이벤트 호라이즌의 표면에 기록하고 있는 것 같다.

 

만약 이 원리가 옳다면 우리들 자신도 홀로그램일지도 모른다. 우리가 3차원에 있다는 착각 속에서 열심히 살아가는 2차원 생명체일 수도 있다는 뜻이다.

 

표면적이 유한한 공을 상상한다면, 이론물리학자들은 그 안을 물질과 에너지로 구성할 방법의, 수가 유한하다고 주장한다.

 

다세계 해석은 매우 흥미로운 설명이다. 다른 해석에 비해 단순하고 군더더기가 없으며, 필요한 것이라고는 한 겹의 우주가 아닌 겹층 구조의 다중우주에 대한 믿음뿐이다.....정보는 다중우주가 어디로 가지를 치고 어디서 뭉쳐질지, 어디서 펼쳐지고 어디서 합해질지를 결정한다. 데이비드 도이치는 "다중우주의 구조는 정보의 흐름에 의해 결정된다."고 말했다. 정보는 우리 우주를 결정하는 힘이다.

 

정보란 어떤 형태의 질문에 대한 답이라는 것을 기억하자. 정보는 가능한 답 중에서 어떤 것이 옳은 답인가에 대한 불확실성을 줄여준다.

 

엔트로피가 높을수록, 답에 대한 불확실성이 높을수록, 우리가 수신한 정보는 적을 수밖에 없다.

 

[ 자평 ]

 

다 이해는 못하지만 정보물리학은 내가 좋아하는 분야다.