探索规则空间:图灵机的案例

2020-06-13 11:27:09

让我们假设我们找到了一个重现物理的规则。那么一个大问题就是:“为什么是这条规则,而不是另一条规则?”我认为这个问题有一个非常优雅的潜在答案,它使用了我们所说的规则空间相对论-本质上说,不仅仅是一个规则:实际上所有可能的规则都被使用了,但我们基本上是在选择一个参照系,让我们将看到的东西归因于某个特定的规则。换句话说,我们对宇宙的描述是我们自己创造的一种感觉,可能会有很多其他的-潜在的完全不连贯的-描述,等等。

但是,这是如何在更正式的层面上发挥作用的呢?这篇简报将探讨一个非常简单的案例。在这样做的过程中,我们会发现我们正在探索的问题不仅与“广义物理”有关,而且与计算理论中的基本问题也有潜在的关系。本质上,我们要做的是研究通过应用所有可能的规则创建的空间的结构,例如,潜在地允许我们将可能的算法及其应用的空间“几何化”。

在我们的物理模型中,我们首先考虑描述“空间原子”之间关系的空间超图。然后,查看给定规则可以更新这些超图的所有可能方式,我们就形成了我们所说的多向图。这张图的横截面定义了我们所说的分支空间,在这个空间中,我们可以看到量子态之间的纠缠模式。

但我们还可以考虑第三个层面。我们不是仅仅形成一个多路图,在其中我们使用给定的规则进行所有可能的更新,而是形成一个规则多路(或“超多路”)图,在这个图中,我们不仅遵循所有可能的更新,而且遵循所有可能的规则。这个规则多向图的横截面定义了我们所说的规则空间。因此,规则多向图中的因果不变性意味着“规则空间相关性”,它允许我们使用不同的可能参照系来描述宇宙。

最后,计算等价原则意味着规则多向图的极限结构具有一定的不变性,与可能规则集的特定参数化无关。但是为了理解规则空间和规则多向图-并对这些有直观的了解-这篇公告将关注一组特定的可能的规则,由简单的图灵机定义。

我们将要使用的规则不太适合描述我们的宇宙。但它们的结构相对简单,将有助于我们试图阐明规则空间的一些复杂性。此外,使用图灵机将使我们更容易接触计算理论,其中图灵机是标准模型。

以下是特定2状态(s=2)、2色(k=2)图灵机的规则表示: