Sie sind in dein Gerät gezogendie physikalische Grenze des Rechnens
Rechnen hat eine physikalische Energieuntergrenze. Das Landauer-Prinzip und die Geschichte der Geräte hinter dem Cosmos-Era-Ende „Sie sind in dein Gerät gezogen“.
Wie viel Denken passt in ein Handy? Das Landauer-Prinzip setzt eine physikalische Untergrenze für die Energiekosten des Rechnens: Bei Raumtemperatur setzt das Löschen von 1 Bit Information mindestens etwa 3×10⁻²¹ Joule Wärme frei. Theoretisch könnte die Energie eines Handyakkus eine unvorstellbare Menge an Denken antreiben, während echte Chips von dieser Grenze noch sehr weit entfernt sind. Das Ende „Sie sind in dein Gerät gezogen“ im Spiel baut auf dieser Idee auf: Der nächste Computer liegt vielleicht nicht zwischen den Sternen.
Diese Seite erklärt zuerst, wie man das Ende freischaltet, behandelt dann, was das Landauer-Prinzip bedeutet, danach die Geschichte des Rechnens und elektronischer Geräte und zuletzt zwei verwandte Romane. Eine in ein Gerät gepresste Zivilisation ist Fiktion. Die CPU-Kernzahl und Bildschirmgröße, die das Spiel ausliest, werden nur in deinem Browser verwendet und nicht hochgeladen.
So schaltest du es frei
- Hinweis: Der nächste Computer liegt vielleicht nicht zwischen den Sternen.
- Bedingung: Schalte „Ins Gerät einziehen“ frei und erlebe dann das Ende des Universums mit.
- Belohnung: In einer Ecke der Seite erscheint eine kleine Zivilisation und hinterlässt hin und wieder eine Nachricht.
Das Ende gehört zur Kategorie Geist. Die Beschreibung des Knotens „Ins Gerät einziehen“ ist derselbe Satz wie der Hinweis: Der nächste Computer liegt vielleicht nicht zwischen den Sternen.
Reale Wissenschaft: die physikalische Untergrenze des Rechnens
Das Landauer-Prinzip besagt, dass Rechnen nicht umsonst ist: Das Löschen von Information kostet mindestens so viel Wärme. Bei Raumtemperatur setzt das Löschen von 1 Bit mindestens etwa 3×10⁻²¹ Joule frei. Das ist eine sehr kleine Zahl, theoretisch könnte also die Energie eines Handyakkus eine unvorstellbare Menge an Denken antreiben. In der Wirklichkeit sind Chips von dieser Grenze noch sehr weit entfernt.
Wie ein Gerät entstand
- Elektromagnetische Feldtheorie: Maxwell vereinte Elektrizität und Magnetismus und berechnete, dass die Geschwindigkeit elektromagnetischer Wellen gleich der Lichtgeschwindigkeit ist: Licht ist eine elektromagnetische Welle (Maxwell, Philosophical Transactions of the Royal Society, 1865).
- Berechenbarkeit: Alan Turing erdachte eine abstrakte Maschine, die definierte, was „Berechnung“ ist, und legte damit das theoretische Fundament moderner Computer (Turing, Proceedings of the London Mathematical Society, 1936).
- Informationstheorie: Claude Shannon machte „Information“ zu einer messbaren Größe, und das Bit war geboren (Shannon, Bell System Technical Journal, 1948).
- Der Transistor: Ein einzelnes Stück Halbleiter kann ein Signal verstärken. Er ersetzte die Elektronenröhre und ließ den Computer von der Größe eines Raums auf etwas schrumpfen, das in die Tasche passt (Bardeen und Brattain, Physical Review, 1948).
- Das World Wide Web: Ein interner Vorschlag, den der Chef mit „Vage, aber aufregend“ kommentierte, wurde später zum World Wide Web (Berners-Lee, CERN, 1989).
Das sind verwandte reale Studien dazu, wie sich Geräte und Rechnen entwickelten. Sie sind kein Beleg dafür, dass in einem Gerät eine Zivilisation lebt.
Das Ende des Universums
Das Schicksal des Universums in Billionen Jahren und darüber hinaus: Sterne brennen aus, Protonen zerfallen vielleicht, und Schwarze Löcher verdampfen schließlich (Adams und Laughlin, Reviews of Modern Physics, 1997). Das Freischalten verlangt, das Ende des Universums mitzuerleben, deshalb gehört das zu diesem Ende.
Zwei verwandte Romane
- Permutation City (Greg Egan, 1994): Ob sich ein Geist hochladen lässt, hängt davon ab, ob Bewusstsein allein durch Informationsverarbeitung bestimmt wird, was weiterhin eine offene Frage ist. Im Roman kopiert ein Mann sein Bewusstsein in einen Computer und stellt dann fest, dass die Kopie nichts Ungewöhnliches spürt, selbst wenn die Reihenfolge der Berechnung durcheinandergebracht, angehalten und neu geordnet wird.
- Neuromancer (William Gibson, 1984): Das Buch machte das Wort „Cyberspace“ populär. Heute lassen Gehirn-Computer-Schnittstellen Gelähmte bereits mit ihren Gedanken tippen. Im Roman wird ein Hacker, dem seine Fähigkeiten genommen wurden, für einen letzten Auftrag angeheuert: eine künstliche Intelligenz im virtuellen Netzwerkraum aufzuspüren, die ihre Grenzen sprengen will.
Spielfiktion, nicht real
Eine in ein Gerät gepresste Zivilisation ist Fiktion. Die Belohnung „In einer Ecke der Seite erscheint eine kleine Zivilisation und hinterlässt hin und wieder eine Nachricht“ ist Spielfiktion.
Die Originale lesen? Such nach diesen Titeln
- Maxwell (1865): „A dynamical theory of the electromagnetic field“
- Turing (1936): „On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem“
- Shannon (1948): „A mathematical theory of communication“
- Bardeen und Brattain (1948): „The transistor, a semi-conductor triode“
- Adams und Laughlin (1997): „A dying universe: the long-term fate and evolution of astrophysical objects“
- Berners-Lee (1989): „Information management: A proposal“
Reale Grundlage
Das Landauer-Prinzip gibt die physikalische Untergrenze der Energiekosten des Rechnens an.
In das Gerät umziehen: Landauer-Prinzip: Bei Zimmertemperatur setzt das Löschen von 1 Bit Information mindestens etwa 3×10⁻²¹ J Wärme frei. Theoretisch könnte die Energie eines einzigen Handy-Akkus unvorstellbar viel Denken antreiben; echte Chips sind von dieser Grenze noch sehr weit entfernt.
Permutation City (Greg Egan, 1994), die Wissenschaft: Ob sich ein Geist hochladen lässt, hängt davon ab, ob das Bewusstsein allein durch Informationsverarbeitung bestimmt wird, was weiterhin eine offene Frage ist.
Neuromancer (William Gibson, 1984), die Wissenschaft: Das Buch machte das Wort „Cyberspace“ bekannt; heutige Gehirn-Computer-Schnittstellen lassen Gelähmte bereits mit Gedanken tippen.
Verwandte Forschung
Diese Studien hängen mit dem Thema zusammen, belegen diese Seite aber nicht direkt.
Elektromagnetische Feldtheorie: Maxwell vereinte Elektrizität und Magnetismus und berechnete, dass die Geschwindigkeit elektromagnetischer Wellen der Lichtgeschwindigkeit entspricht: Licht ist eine elektromagnetische Welle.
Quelle: Maxwell, Philosophical Transactions of the Royal Society 1865, "A dynamical theory of the electromagnetic field"
Berechenbarkeit: Turing dachte sich eine abstrakte Maschine aus, die definierte, was „Berechnung“ ist, und legte die theoretische Grundlage moderner Computer.
Quelle: Turing, Proceedings of the London Mathematical Society 1936, "On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem"
Informationstheorie: Shannon machte „Information“ zu einer messbaren Größe, und das Bit war geboren.
Quelle: Shannon, Bell System Technical Journal 1948, "A mathematical theory of communication"
Der Transistor: Ein Stück Halbleiter kann ein Signal verstärken. Er ersetzte die Elektronenröhren und schrumpfte Computer von Raumgröße auf Taschenformat.
Quelle: Bardeen & Brattain, Physical Review 1948, "The transistor, a semi-conductor triode"
Das World Wide Web: Ein interner Vorschlag, den der Chef mit „vage, aber spannend“ kommentierte. Daraus wurde später das World Wide Web.
Quelle: Berners-Lee, CERN 1989, "Information management: A proposal"
Das letzte Kapitel des Universums: Berechnete das Schicksal des Universums über Billionen Jahre und darüber hinaus: Sterne erlöschen, Protonen zerfallen vielleicht, und Schwarze Löcher verdampfen schließlich.
Quelle: Adams & Laughlin, Reviews of Modern Physics 1997, "A dying universe: the long-term fate and evolution of astrophysical objects"
Spielfiktion (erfunden)
- Eine Zivilisation, die in ein einziges Gerät gepresst ist, ist Fiktion.
- Die Anzahl der Kerne und die Bildschirmgröße werden nur in deinem Browser verwendet und nicht hochgeladen.
- Knoten „Ins Gerät ziehen“: Der Computer, der dir am nächsten ist, liegt direkt bei dir zur Hand.
- Zusammenfassung des Romans Permutation City: Ein Mann kopiert seinen Geist in einen Computer und entdeckt dann, dass die Kopie auch dann nichts Ungewöhnliches spürt, wenn die Reihenfolge der Berechnung durcheinandergebracht, angehalten oder umgestellt wird.
- Zusammenfassung des Romans Neuromancer: Ein Hacker, dessen Fähigkeiten zerstört wurden, wird für einen letzten Auftrag angeheuert: eine KI aufzuspüren, die ihre Grenzen durch den virtuellen Cyberspace sprengen will.