Сингулярность. Что такое сингулярность?

Сингулярность. Что такое сингулярность?

Мы продолжаем объяснять смысл часто употребляемых выражений, которые зачастую используются в разговорной речи в абсолютно неправильном значении. Что происходило в момент большого взрыва, что такое "Принцип Космической Цензуры" и что станет с историей в постчеловеческую эру?

В философии слово "Сингулярность", произошедшее от латинского "Singulus" - "одиночный, единичный", обозначает единичность, неповторимость чего-либо - существа, события, явления. Больше всего над этим понятием размышляли современные французские философы - в частности, Жиль делез. Он трактовал сингулярность как событие, порождающее смысл и носящее точечный характер. Это поворотные пункты и точки сгибов; узкие места, узлы, преддверия и центры; точки плавления, конденсации и кипения; точки слез и смеха, болезни и здоровья, надежды и уныния, точки чувствительности". Но при этом, оставаясь конкретной точкой, событие неизбежно связано с другими событиями. Поэтому точка одновременно является и линией, выражающей все варианты модификации этой точки и ее взаимосвязей со всем миром.

В других науках термин "Сингулярность" стал обозначать единичные, особые явления, для которых перестают действовать привычные законы. Например, в математике сингулярность - это точка, в которой функция ведет себя нерегулярно - например, стремится к бесконечности или не определяется вообще. Гравитационная сингулярность - это область, где пространственно-временной континуум настолько искривлен, что превращается в бесконечность. Принято считать, что гравитационные сингулярности появляются в местах, скрытых от наблюдателей - согласно "Принципу Космической Цензуры", предложенному в 1969 году английским ученым Роджером пенроузом. Он формулируется так: "Природа Питает Отвращение к Голой (т. е. Видимой Внешнему Наблюдателю) Сингулярности". В черных дырах сингулярность скрыта за так называемым горизонтом событий - воображаемой границей черной дыры, за пределы которой не вырывается ничего, даже свет.

Но ученые продолжают верить в существование где-то в космосе "Голых" сингулярностей. А самый яркий пример сингулярности - состояние с бесконечно большой плотностью материи, возникающее в момент большого взрыва. Этот момент, когда вся вселенная была сжата в одной точке, остается для физиков загадкой - потому, что он предполагает сочетание взаимоисключающих условий, например, бесконечной плотности и бесконечной температуры.
В сфере IT ждут прихода другой сингулярности - технологической. Ученые и писатели - фантасты обозначают этим термином тот переломный момент, после которого технический прогресс ускорится и усложнится настолько, что окажется недоступным нашему пониманию. Исходно этот термин предложил американский математик и писатель - фантаст вернор виндж в 1993 году. Он высказал следующую идею: когда человек создаст машину, которая будет умнее человека, история станет непредсказуемой, потому что невозможно предугадать поведение интеллекта, превосходящего человеческий. Виндж предположил, что это произойдет в первой трети XXI века, где-то между 2005 и 2030 годами.

В 2000 году американский специалист по развитию искусственного интеллекта елиезер юдковски также высказал гипотезу о том, что, возможно, в будущем появится программа искусственного интеллекта, способная совершенствовать саму себя со скоростью, во много раз превосходящей человеческие возможности. Близость этой эры, по мнению ученого, можно определить по двум признакам: растущая техногенная безработица и экстремально быстрое распространение идей.

"Вероятно, это окажется самой стремительной технической революцией из всех прежде нам известных, - писал юдковски. - свалится, вероятнее всего, как снег на голову - даже вовлеченным в процесс ученым … и что же тогда случится через месяц или два (или через день - другой) после этого? Есть только одна аналогия, которую я могу провести - возникновение человечества. Мы в постчеловеческой эре очутимся. И несмотря на весь свой технический оптимизм, мне было бы куда комфортнее, если бы меня от этих сверхъестественных событий отделяли тысяча лет, а не двадцать".

Темой технологической сингулярности вдохновлялись писатели жанра "Киберпанк" - например, она встречается в романе Уильяма гибсона "нейромант". Она показана и в популярном романе современного фантаста Дэна симмонса "Гиперион" - там описывается мир, помимо людей, населенный искинами, - то есть носителями искусственного интеллекта, которые вступают в конфликт с человечеством.

Фридманская сингулярность. "Воды, в которые я вступаю, не пересекал еще никто" Александр Фридман и истоки современной космологии

Девяносто лет назад российский физик Александр Фридман предсказал, что Вселенная может расширяться или сужаться с ускорением или с замедлением и что она могла даже родиться из «ничего». Эти революционные научные идеи первоначально встретили критику и непонимание со стороны Альберта Эйнштейна, и лишь спустя шесть лет после смерти Фридмана создатель теории относительности признал его правоту и стал его горячим сторонником.

Фридман ушел из жизни рано – в 37 лет. Возможно, именно поэтому титул первооткрывателя расширяющейся Вселенной присваивался попеременно то Жоржу Леметру, то Эдвину Хабблу. Последние астрономические наблюдения подтвердили справедливость одного из сценариев эволюции Вселенной, предсказанного Фридманом, поэтому так важно сегодня напомнить о приоритете нашего соотечественника в этом великом открытии

В 1922 г. физик из Петрограда Александр Фридман открывает, что уравнения общей теории относительности Эйнштейна допускают не только статические, но и динамические решения. Как следствие, он выводит два дифференциальных уравнения (теперь уравнения Фридмана), описывающих три возможных сценария развития Вселенной. Согласно им Вселенная может сжиматься, расширяться, схлопываться и даже возникать из точки (как говорят физики, из сингулярности). В 1924 г. Фридман предлагает еще одну революционную идею о возможности существования динамической Вселенной с отрицательной кривизной, а значит, бесконечной по объему и неограниченной в пространстве.

Спустя десятилетия космические наблюдения подтвердили, что один из трех сценариев развития космоса, предложенных Фридманом в 1922—1924 гг., оказался соответствующим действительности. Трем американ¬ским астрономам, обнаружившим ускоренное расширение Вселенной, была присуждена Нобелевская премия по физике за 2011 г. При обосновании важности этого открытия Шведская королевская академия наук ссылается на работы Фридмана (Scientific Background on the Nobel Prize in Physics, 2011), но при этом в значительной степени искажает суть его вклада.

К сожалению, непонимание и отрицание с самого начала сопровождали космологические идеи Фридмана, безупречно сформулированные с математической точки зрения. Но время все расставляет по своим местам…

Общая теория относительности: Эйнштейн против де Ситтера

Общая теория относительности предполагает, что гравитационное взаимодействие между физическими телами возникает как результат искривления пространства, вызванного находящимися в нем массами. Ее фундаментальные уравнения связывают кривизну пространства, описываемую тензором четвертого порядка (три пространственных координаты и время), с распределением и потоками массы материи. Математически общая теория относительности представляет собой систему нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, и потому найти ее аналитическое решение можно только для ряда самых простых случаев.

Первое из таких решений, найденное немецким астро­номом и физиком Карлом Шварцшильдом в 1916 г., описывает гравитационное поле вокруг массивных тел, таких как Солнце, в частности – движение планет и распространение солнечных лучей. Предельным случаем этого решения является гравитационный коллапс, приводящий к образованию черных дыр.

Искривление пространства расположенными в нем массами можно наглядно продемонстрировать для двумерного случая. Сфера – поверхность, двумерное пространство с положительной кривизной. Расстояние между двумя точками на ней больше, чем расстояние между двумя имеющими те же пространственные координаты точками на плоскости, а сумма углов треугольника больше 180 градусов. Поверхность с отрицательной кривизной изображена ниже – сумма углов треугольника в этом случае меньше 180°, а вот расстояние между точками так же, как и в первом случае, больше, чем для плоского случая. Если пространство имеет положительную кривизну, то его объем конечен, оно замкнуто само на себя, но безгранично. Если отрицательную – оно открыто и его объем бесконечен.
Кривизну трехмерного пространства изобразить наглядно сложнее. Если нарисовать в пространстве координатную сетку, то влияние массы приведет к ее искажению. Тело, которое двигалось бы в неискривленном пространстве вдоль прямых линий сетки, в искривленном пространстве будет двигаться также вдоль этих линий, но теперь они будут уже не прямыми

Сингулярность в математике. Что такое сингулярность

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. В разговорах с людьми мы иногда слышим редкое, непонятное большинству, слово «сингулярность» . Для придания значимости собственной персоне, человек вворачивает подобные словечки, но точно ответить, что оно означает, не в состоянии.

Дословный перевод с латыни найти несложно. Слово singularis означает особенный, единственный, указывает на уникальность какого-либо события, существа, явления. Кажется, куда проще, но тут начинаются непонятности.

Это понятие применимо в разных сферах жизни человека, науки, техники, философии. В каждой области оно объясняется специфично. Неискушенному гражданину кажется, что речь идет о совсем непохожих вещах. Нет согласия даже в понимании значения слова.

Значение слова

Словно специально, чтобы запутать все окончательно, ученые умы придумали несколько разновидностей сингулярности . Согласно википедии бывают:

1. Математическая – это точка с непредсказуемым поведением функции, которая стремится к бесконечности;
2. Гравитационная – это область пространства-времени, где нельзя ровно провести геодезическую линию. Под действием гравитации черные дыры сильно искажают пространство-время вплоть до разрыва. Есть предположение, что сквозь эти искажения и разрывы можно перейти в другую реальность, поскольку законы физики здесь перестают работать;
3. Космологическая – состояние Вселенной в мгновении Большого взрыва. Есть теория (что это?) , что она родилась из атома вещества с бесконечно большими показателями температуры и плотности. Противники версии думают, что это невозможно потому, что бесконечная плотность предполагает, что хаос близок к нулю, чего не бывает при бесконечных температурах. Вывод – законы физики в сингулярности не действуют;
4. Технологическая – точка во времени, когда роботы начнут самосовершенствоваться без участия человека. Считается, что такой момент наступит до 2045 года, когда степень развития технологий людской разум осознавать уже будет не в состоянии.
5. Философская – единственная наука, где это слово близко к латинскому первоисточнику, и означает единственность существ, событий, явлений. Однако рано радуетесь, ибо в философском смысле сингулярность, это все мироздание, помещенное в точку, размеры которой стремятся к нулю. Все вещество Вселенной вместе с сознанием, жизнями, эмоциями и самоощущениями людей в одном атоме!

Гравитация. Общее понятие гравитации

Гравитация – это, казалось бы, простое понятие, известное каждому человеку еще со времен школьной скамьи. Все мы помним историю о том, как на голову Ньютона упало яблоко, и он открыл закон всемирного тяготения. Однако все не так просто, как кажется. В той статье мы попытаемся дать ясный и исчерпывающий ответ на вопрос: что такое гравитация? А также рассмотрим главные мифы и заблуждения об этом интересном явлении.

Говоря простыми словами, гравитация — это притяжение между двумя любыми объектами во вселенной. Гравитацию можно определить, зная массу тел и расстояние от одного до другого. Чем сильнее гравитационное поле, тем больше будет вес тела и выше его ускорение. Например, на Луне вес космонавта будет в шесть раз меньше, чем на Земле. Сила гравитационного поля зависит от размеров объекта, который оно окружает. Так, лунная сила притяжения в шесть раз ниже земной. Впервые обосновал это научно и доказал с помощью математических вычислений ещё в XVII веке Исаак Ньютон.

Видео Технологическая сингулярность

Технологическая сингулярность

---

Технологи́ческая сингуля́рность в футурологии — гипотетический взрыв скорости научно-технического прогресса , предположительно следующий из создания искусственного интеллекта и самовоспроизводящих машин .

По некоторым мнениям придерживающихся возможности сингулярности, она наступит около 2030 года (см., например, Вернор Виндж )

Сторонники теории технологической сингулярности считают, что если возникнет принципиально отличный от человеческого разум ( постчеловек ), дальнейшую судьбу цивилизации невозможно предсказать, опираясь на человеческое (социальное) поведение.

Термин « сингулярность » заимствован у астрофизиков, которые используют его при описании космических чёрных дыр и в некоторых теориях начала вселенной — точка с бесконечно большой массой и температурой и нулевым объемом. Математически сингулярность ( особенность ) — точка функции, значение в которой стремится к бесконечности, либо другие подобные «интересные» точки.

Уточнение: Термин «Сингулярность» в данном контексте впервые использовал ещё в середине ХХ века Джон Фон-Нейман, имея в виду математическое, а не астрофизическое понимание этого слова — точку, за которой экстраполяция начинает давать бессмысленные результаты (расходится). Об этом пишет сам Вернор Виндж , которому данный термин обычно приписывают ( The Coming Technological Singularity, 1993 by Vernor Vinge ).

Технологическая сингулярность - это гипотетический момент в будущем, когда технологическое развитие станет настолько стремительным, что график технического прогресса станет практически вертикальным. Эта концепция впервые была предложена Вернором Винджем, который полагает, что если мы сумеем избежать гибели цивилизации до этого, то сингулярность произойдет из-за прогресса в области искусственного интеллекта, интеграции человека с компьютером или других методов увеличения разума. Усиление разума, по мнению Винжа, в какой-то момент приведет к положительной обратной связи: более разумные системы могут создать еще более разумные системы и сделать это быстрее, чем первоначальные конструкторы-люди. Эта положительная обратная связь скорее всего окажется столь сильной, что в течение очень короткого промежутка времени (месяцы, дни или даже всего лишь часы) мир преобразится больше, чем мы можем это представить, и внезапно окажется населен сверхразумными созданиями.

С понятием сингулярности часто связывают идею о невозможности предсказать, что будет после нее. Постчеловеческий мир, который в результате появится, возможно, будет столь чуждым для нас, что сейчас мы не можем знать о нем абсолютно ничего. Единственным исключением могут быть фундаментальные законы природы, но даже тут иногда допускается существование еще не открытых законов (у нас пока нет теории квантовой гравитации) или не до конца понятых следствий из известных законов (путешествия через пространственные червоточины, создание "вселенных-младенцев", путешествия во времени и т. п.), с помощью которых постлюди смогут делать то, что мы привыкли считать физически невозможным.

Уже отмечалось, что то, что в какой-то момент непредсказуемо, может стать предсказуемым по мере приближения к событию. Человек, живший в 1950-е годы мог предвидеть сегодняшний мир в больших деталях, чем человек Возрождения, который, в свою очередь, мог предвидеть гораздо больше, чем какой-нибудь дикарь из каменного века. Поскольку горизонт предсказуемости отступает по мере нашего движения вперед во времени, возможно, что полного прыжка в неизвестность не будет никогда. На каждом этапе вы можете предвидеть многое из того, что должно произойти на следующем шаге, хотя конечный результат мог быть полностью скрыт от вас, когда вы смотрели с начальной точки.

Вопрос предсказуемости важен, поскольку, не имея возможности предсказать хотя бы некоторые последствия наших действий, нет никакого смысла в том, чтобы пытаться направить развитие в желательном направлении.

Трансгуманисты сильно расходятся в оценке вероятности сценария Винджа. Но практически все, кто полагает, что сингулярность будет, считают, что она произойдет в этом веке, и многие уверены, что это, скорее всего, случится в течение нескольких десятилетий.

Горизонт событий. Разновидности горизонта событий

Мы привыкли ассоциировать горизонт событий непосредственно с чёрными дырами. Непреступная граница, оболочка чёрных дыр. За этой оболочкой скрыто то, что неподвластно  взгляду стороннего наблюдателя и даже существующим законам физики. Однако, горизонт событий в контексте чёрных дыр является лишь его частным проявлением.  Другими словами, горизонт событий есть не только у чёрных дыр.

Общее определение горизонта событий представляет нам его как некую условную границу, которая разделят две совокупности событий. Существуют две разновидности горизонта событий – горизонт событий прошлого и будущего. Горизонт прошлого разделяет совокупности изменяемых и неизменяемых событий. Горизонт будущего разделяет несколько иные совокупности. Обо всех событиях первой совокупности наблюдатель может узнать когда-либо. Вторая же совокупность содержит события, о которых наблюдатель не узнает никогда.

Чёрная дыра обладает горизонтом событий прошлого. Подобный горизонт также будет наблюдать тот, кто движется с релятивистки равномерным ускорением. Горизонтом событий будущего обладает наблюдаемая часть Вселенной. Подробнее об этих «разновидностях» горизонта событий будет рассказано ниже.