It From Bit or Bit From It

Author: Anthony Aguirre
Publisher: Springer
ISBN: 3319129465
Format: PDF, ePub, Docs
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The essays in this book look at the question of whether physics can be based on information, or – as John Wheeler phrased it – whether we can get “It from Bit”. They are based on the prize-winning essays submitted to the FQXi essay competition of the same name, which drew over 180 entries. The eighteen contributions address topics as diverse as quantum foundations, entropy conservation, nonlinear logic and countable spacetime. Together they provide stimulating reading for all physics aficionados interested in the possible role(s) of information in the laws of nature. The Foundational Questions Institute, FQXi, catalyzes, supports, and disseminates research on questions at the foundations of physics and cosmology, particularly new frontiers and innovative ideas integral to a deep understanding of reality, but unlikely to be supported by conventional funding sources.

Trick or Truth

Author: Anthony Aguirre
Publisher: Springer
ISBN: 3319274953
Format: PDF, ePub, Docs
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The prize-winning essays in this book address the fascinating but sometimes uncomfortable relationship between physics and mathematics. Is mathematics merely another natural science? Or is it the result of human creativity? Does physics simply wear mathematics like a costume, or is math the lifeblood of physical reality? The nineteen wide-ranging, highly imaginative and often entertaining essays are enhanced versions of the prize-winning entries to the FQXi essay competition “Trick or Truth”, which attracted over 200 submissions. The Foundational Questions Institute, FQXi, catalyzes, supports, and disseminates research on questions at the foundations of physics and cosmology, particularly new frontiers and innovative ideas integral to a deep understanding of reality, but unlikely to be supported by conventional funding sources.

Information und ihre Bedeutung in der Natur

Author: Wolfgang Johannsen
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3662502550
Format: PDF
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Diese Buch begibt sich auf die spannende Suche nach dem Wesen der Information in der Natur. Es setzt sich mit der Frage auseinander, wie die Information in die Welt kam und sich in ihr entwickelte. Der Leser erfährt, welche Rolle die Bedeutung von Information als Gegenstand wissenschaftlicher Betrachtungen einnahm und heute einnimmt. Dabei macht die interdisziplinäre Behandlung von naturwissenschaftlichen und philosophischen Fragen den besonderen Reiz des Buches aus: Der Autor spannt einen weiten Bogen von der Informations- und Informatiktheorie über die Thermodynamik, die Quantenphysik und die Molekularbiologie bis hin zur Erkenntnistheorie. Dabei werden vielfältige und insbesondere auch aktuelle Forschungsergebnisse beleuchtet. Abschließend wird auf der Grundlage der Erkenntnisse in diesen Disziplinen eine neue und erweiterte Sicht auf die Information als Träger von Bedeutung begründet und modellhaft beschrieben. Besonders aufsehenerregende wissenschaftliche Durchbrüche und verblüffende Experimente spielen dabei eine Rolle. In der Mitte des letzten Jahrhunderts entstand in Wissenschaftskreisen ein neues Verständnis von Information, mit zentralen Leitfiguren wie Claude E. Shannon und Alan Turing. Hervorragende Naturwissenschaftler wie Erwin Schrödinger und Max Delbrück lieferten wichtige Impulse zu der seitdem andauernden kontroversen Diskussion über das Wesen der Information. Die Vielfalt der behandelten Themen bedeutet nicht nur für Experten, sondern auch für naturwissenschaftlich und philosophisch Interessierte eine spannende Lektüre und intellektuelles Vergnügen.

Information and Interaction

Author: Ian T. Durham
Publisher: Springer
ISBN: 3319437607
Format: PDF, Kindle
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In this essay collection, leading physicists, philosophers, and historians attempt to fill the empty theoretical ground in the foundations of information and address the related question of the limits to our knowledge of the world. Over recent decades, our practical approach to information and its exploitation has radically outpaced our theoretical understanding - to such a degree that reflection on the foundations may seem futile. But it is exactly fields such as quantum information, which are shifting the boundaries of the physically possible, that make a foundational understanding of information increasingly important. One of the recurring themes of the book is the claim by Eddington and Wheeler that information involves interaction and putting agents or observers centre stage. Thus, physical reality, in their view, is shaped by the questions we choose to put to it and is built up from the information residing at its core. This is the root of Wheeler’s famous phrase “it from bit.” After reading the stimulating essays collected in this volume, readers will be in a good position to decide whether they agree with this view.

Sieben kurze Lektionen ber Physik

Author: Carlo Rovelli
Publisher: Rowohlt Verlag GmbH
ISBN: 3644052212
Format: PDF, Mobi
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Hundert schmale Seiten reichen, um die Physik der Moderne zu erklären Wo kommen wir her? Was können wir wissen? Seit ihren umwälzenden Entdeckungen im zwanzigsten Jahrhundert spüren Physiker den Kräften und Teilchen nach, die die Welt im Innersten und Äußersten zusammenhalten. Für jedermann verständlich, hat Carlo Rovelli dieses zauberhafte Buch darüber geschrieben. Es stürmte in wenigen Wochen an die Spitze der italienischen Bestsellerliste und wird derzeit in fast zwanzig Sprachen übersetzt. In eleganten, klaren Sätzen erklärt Rovelli die Physik der Moderne: Einstein und die Relativitätstheorie, Max Planck und die Quantenmechanik, die Entstehung des Universums, Schwarze Löcher, die Elementarteilchen, die Beschaffenheit von Raum und Zeit – und die Loop-Theorie, sein ureigenstes Arbeitsfeld. Ein Buch, das jeder verstehen kann – ein Lesevergnügen zum Staunen, Genießen und Mitreden können. «Von Natur aus wollen wir immer mehr wissen und immer weiter lernen. Unser Wissen über die Welt wächst. Uns treibt der Drang nach Erkenntnis und lernend stoßen wir an Grenzen. In den tiefsten Tiefen des Raumgewebes, im Ursprung des Kosmos, im Wesen der Zeit, im Schicksal der Schwarzen Löcher und im Funktionieren unseres eigenen Denkens. Hier, an den Grenzen unseres Wissens, wo sich das Meer unseres Nichtwissens vor uns auftut, leuchten das Geheimnis der Welt, die Schönheit der Welt, und es verschlägt uns den Atem.», schreibt Carlo Rovelli.

Nature s Longest Threads

Author: Janaki Balakrishnan
Publisher: World Scientific
ISBN: 9814612480
Format: PDF, Kindle
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Organisms endowed with life show a sense of awareness, interacting with and learning from the universe in and around them. Each level of interaction involves transfer of information of various kinds, and at different levels. Each thread of information is interlinked with the other, and woven together, these constitute the universe — both the internal self and the external world — as we perceive it. They are, figuratively speaking, Nature's longest threads. This volume reports inter-disciplinary research and views on information and its transfer at different levels of organization by reputed scientists working on the frontier areas of science. It is a frontier where physics, mathematics and biology merge seamlessly, binding together specialized streams such as quantum mechanics, dynamical systems theory, and mathematics. The topics would interest a broad cross-section of researchers in life sciences, physics, cognition, neuroscience, mathematics and computer science, as well as interested amateurs, familiarizing them with frontier research on understanding information transfer in living systems. Contents:Mathematics In-forms Physics and Physics Per-forms Mathematics: Comments (N Kumar)An Incomplete Summing Up of Quantum Measurements (N D Hari Dass)Predictive Information for Quantum Bio-Systems (Arun Kumar Pati)Quantum Effects in Biological Systems (Sisir Roy)Instabilities in Sensory Processes (J Balakrishnan)Active Cellular Mechanics and Information Processing in the Living Cell (M Rao)On the Importance of Length Scales in Determining the Physics of Biological Systems (B Ashok)q-Deformations and the Dynamics of the Larch Bud-Moth Population Cycles (Sudharsana V Iyengar and J Balakrishnan)Newtonian Chimpanzees? A Molecular Dynamics Approach to Understanding Decision Making by Wild Chimpanzees (Matthew Westley, Surajit Sen and Anindya Sinha)Quantum Probability — A New Direction for Modeling in Cognitive Science (Sisir Roy)Knowledge, Its Hierarchy and Its Direction (Apoorva Patel)Some Remarks on Numbers and Their Cognition (P P Divakaran)Conceptual Revolution of the 20th Century Leading to One Grand Unified Concept — The Quantum Vacuum (B V Sreekantan)Classical Coherence, Life and Consciousness (Partha Ghose)Consciousness — A Verifiable Prediction (N Panchapakesan)Gödel, Tarski, Turing and the Conundrum of Free Will (Chetan S Mandayam Nayakar & R Srikanth)Mathematics and Cognition (Rajesh Kasturirangan) Readership: Researchers in life sciences, physics, cognition, neuroscience, mathematics and computer science, as well as general public interested in understanding information transfer in living systems. Key Features:This book shows how at each level, differing physics concepts and mathematical tools may be used to model and understand information transfer and its processingKeywords:Bifurcation;Biological Systems;Cognition;Coherence;Complex Systems;Consciousness;Dynamical Systems;Electrostatics;Information;Information Transfer;Length Scales;Life;Microtubules;Mathematics;Mathematical Modelling;Measurement;Neurons;Nonlinearities;Numbers;Olfaction;Polymers;Polyelectrolyte Solutions;Population Cycles;Primates;Probability;Q-Deformation;Quantum Effects;Quantum Mechanics;Sensory Processes;Viscosity

Alice im Quantenland

Author: Robert Gilmore
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3322850099
Format: PDF, ePub, Mobi
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Alice sitzt gelangweilt vor dem Fernseher; da fällt ihr Blick auf "Alice im Wunderland", das sie kürzlich gelesen hat. Sie sehnt sich danach, vergleichbare Abenteuer zu erleben, stürzt und fällt in Ohnmacht. In ihrem Traum fällt sie durch den Bildschirm hindurch, wo sie - verkleinert - auf die Elektronen trifft, die als Strahl den Bildschirm zum Leuchten bringen. Das ist erst der Anfang der Geschichte, in der Alice nach und nach die Besonderheiten der Quantenwelt kennenlernt. Sie begegnet Menschen wie Niels Bohr, die sie unter ihre Fittiche nehmen, und steht mit Elektronen und Quarks auf du und du. In dieser neuen Form der Geschichte von Alice beschreibt Robert Gilmore - selbst angesehener Physiker - kenntnisreich und amüsant, welche Besonderheiten uns die Welt der Elektronen und Quarks bietet. Schließlich wird Alice (und damit den Lesern) klargemacht, daß nach 70 Jahren der Forschung auf diesem Gebiet ungelöste Fragen an die Grundlagen der Quantentheorie übriggeblieben sind, die vielleicht nie gelöst werden können. Rezension erschienen in: junge wissenschaft Ausgabe / Band 12Jg., Heft 45, S. 60f Feb. 97 (...) ist es dem Autor in hervorragender Weise gelungen, eine didaktisch äußerst wertvolle Darstellung der Quantenmechanik zu präsentieren(...) (...)erreicht damit einen wesentlich größerenLeserkreis(...) (...)sehr abgerundetes Bild der Quantenphysik(...) (...)in sehr geschickter Weise(...) (...)in sehr prägnanter Form, jedoch in fachlicher Hinsicht völlig korrekt(...) (...)Als besonders gelungen darf man die Übersetzung aus dem englischen Original bezeichnen(...) (...)Sehr lobenswert erwähnt werden muß wohl auch die vom deutschen Übersetzer vorgenommene Aktualisierung beim inzwischen gelungenen Nachweis des top-Quark am Fermilab(...) (...)Der rezensent ist davon überzeugt, daß auch der versierte Physiker dieses Buch mit großem Genuß lesen muß(...)

Der seltsamste Mensch

Author: Graham Farmelo
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 366256579X
Format: PDF, ePub
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Der seltsamste Mensch ist der mit dem Costa-Buchpreis ausgezeichnete Bericht über Paul Dirac, den berühmten Physiker, der manchmal als der englische Einstein bezeichnet wird. Er war einer der führenden Pioniere der großen Revolution in der Wissenschaft des zwanzigsten Jahrhunderts: der Quantenmechanik. Und er war 1933 der jüngste Theoretiker, der den Nobelpreis für Physik erhalten hatte. Dirac war seltsam wortkarg, nahm alles wörtlich und seine gehemmte Art zu kommunizieren und seine mangelnde Empathiefähigkeit wurden legendär. Während seiner erfolgreichsten Schaffensperiode bestanden seine Postkarten ins Elternhaus nur aus Berichten über das Wetter. Auf der Basis zuvor nicht entdeckter Unterlagen aus dem Familienarchiv verbindet Graham Farmelo eine kenntnisreiche Schilderung der wissenschaftlichen Leistungen mit einem einfühlsamen Portrait des Individuums Paul Dirac. Er zeigt einen Menschen, der trotz extremer sozialer Gehemmtheit fähig ist zur Liebe und zu treuer Freundschaft. Der seltsamste Mensch ist eine außerordentliche menschlich berührende Story ebenso wie ein fesselnder Bericht über eine der aufregendsten Zeiten der Wissenschaftsgeschichte.

Eine kurze Geschichte der Zeit

Author: Stephen Hawking
Publisher: Rowohlt Verlag GmbH
ISBN: 3644008612
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Ist das Universum unendlich oder begrenzt? Hat die Raumzeit einen Anfang, den Urknall? Dehnt sie sich aus? Wird sie wieder in sich zusammenstürzen? Liefe die Zeit dann rückwärts? Welchen Platz im Universum nehmen wir ein? Und ist in den atemberaubenden Modellen der Kosmologen noch Platz für einen Gott? – Es sind existenzielle Fragen, mit denen sich Stephen Hawking befasst, Fragen, die Forschung und Lehre in den Zentren der modernen Physik ebenso bestimmen wie die Diskussion von Geisteswissenschaftlern. Dieses Meisterwerk eines Jahrhundert-Genies hat unsere Weltsicht verändert. Zugleich hat Stephen Hawking damit neue Maßstäbe für die Erklärung komplexer physikalischer Zusammenhänge gesetzt. In diesem Buch, weltweit inzwischen über zehn Millionen Mal verkauft, ist das Credo des großen Physikers enthalten und lebendig. «Der Physiker Stephen Hawking ist im Begriff, die Formel zu finden, die das Universum erklärt.» ZEIT-Magazin