↑↓ / PgUp PgDn / колесо — навигация
Гвендолин-ночные-лекции

Главная иллюзия. Состояние

Одно слово на вещество, ядро, фотон, программу, погоду, рынок, тело, настроение, паспорт и государство. Везде оно значит «то, что есть сейчас», и нигде этого «сейчас» нет: твёрдое не твёрдое, запущенное уже остановилось, цена уже прошлая, а «я так вижу» опоздало на треть секунды. Лекция о том, что состояние есть у всего и без нас, а иллюзия начинается там, где появляется Я.

Вступление

Одно слово на десять вещей, которые не переводятся друг в друга

ГдеЧто называют состояниемЧто оно на самом деле
Веществотвёрдое, жидкое, газтри засечки на непрерывной шкале, врут на краях
Ядропротон, нейтрон, возбуждённое ядроодна частица в разных состояниях, срок жизни неизвестен ей самой
Фотонполяризация, суперпозицияесть без наблюдателя; называется только при измерении
Программазапущена, остановлена, дамп, файл на дискеснапшот процесса, который в этот момент уже другой
Погода, рынок«состояние атмосферы», «состояние рынка»неизмеримо точно; цена - последняя сделка, то есть прошлое
Телосостояние здоровья, самочувствиевойна, которая идёт вничью; анализ - срез войны
Мозг«я так вижу», настроение, личностькэш с задержкой, подписанный «сейчас»
Обществосемейное положение, статус, государствоштамп, который пытается остановить процесс
Фокусниккарта лицом вниздва состояния для двух зрителей, оба настоящие
Язык«категория состояния»: холодно, жаль, нельзячасть речи без подлежащего; русский уже знает ответ
Правило лекции. Слово одно, и это не случайность: во всех строках оно означает попытку остановить то, что не останавливается. Первая половина лекции про то, что состояние есть у всего, вторая про то, кто его называет. В конце одно лишнее сказуемое и латынь, переделанная из Декарта.
Вступление · карта

Снизу вверх: от того, что есть без нас, к тому, что есть только с нами

Без Явещество, ядро, фотон: состояние есть, назвать некому
→
Машиныпроцесс, погода, рынок: состояние есть, снять его целиком нельзя
→
Тело и мозгсостояние есть, но Я узнаёт о нём с опозданием
→
Яштамп, карта фокусника, лишнее сказуемое
Чем выше по лестнице, тем больше в состоянии от того, кто смотрит, и тем меньше от того, на что смотрят.
  • Что такое состояние технически. Набор величин, которых достаточно, чтобы описать систему в данный момент и предсказать следующий. У маятника это угол и скорость. У газа давление, объём, температура. У программы память и регистры. Определение честное, и в каждой главе оно будет ломаться в одном и том же месте: «в данный момент».
  • Что такое состояние как слово. От «стоять». Состояние это то, что стоит. Ни одна вещь в этой лекции не стоит, и слово это знает: по-английски state от латинского status, «стояние», и оттуда же государство, которое тоже пытается стоять.
  • Связь с прошлыми лекциями. В «Спектре» границы на шкале рисовали мы. Здесь границы во времени: «сейчас» рисуем тоже мы. В «Давлении» было вещество на пределах, здесь оно на границах между состояниями. В «Трещине» личность как диагноз, здесь личность как снапшот.
  • Честность на краях. Где измерено, где выведено, где спорно. Два спорных места: интерпретации квантовой механики, где физики не согласны между собой, и вопрос, существует ли «сейчас» в физике вообще. Оба помечены.
Глава 1 · без Я

Вещество: твёрдое не твёрдое, жидкое не жидкое, пар не пар

Школа выдала три состояния и нарисовала между ними линии. Стекло твёрдое, но устроено как жидкость. Смола твёрдая, но капает раз в десять лет. Ледник твёрдый, но течёт. Гелий жидкий, но лезет из стакана вверх по стенке. А выше критической точки жидкость и газ становятся одним и тем же, и линии между ними нет вообще.

Вещество · твёрдое

Твёрдое не твёрдое: стекло, смола и ледник

Витраж, внизу стекло толще. Сто лет это рассказывали как доказательство, что стекло течёт. Оно не течёт: средневековое стекло просто выдували неровным и ставили толстым краем вниз. Но само стекло при этом действительно не твёрдое тело в физическом смысле. Правда оказалась страннее мифа.
  • Стекло. Твёрдое тело в физике это кристалл: атомы в решётке. В стекле решётки нет, атомы стоят как в жидкости, беспорядочно, просто не двигаются. Это застывшая жидкость, которая не течёт, потому что время её релаксации при комнатной температуре больше возраста Вселенной. Твёрдое по поведению, жидкое по устройству, и физики до сих пор спорят, что такое стеклование.
  • Смола. Брисбен, 1927 год: профессор Парнелл залил в воронку пек, битумную смолу, которую можно разбить молотком. С тех пор из воронки упало девять капель, по одной примерно в десять лет. Ни одну не видели вживую до 2013 года, когда падение сняла камера в Дублине. Самый долгий эксперимент в истории доказывает, что «твёрдое» это вопрос терпения.
  • Ледник. Лёд твёрдый, ледник течёт со скоростью от сантиметров до десятков метров в день. Кристаллы льда под собственным весом скользят по плоскостям, как колода карт. Твёрдое тело, которое ведёт себя как очень медленная река, и в «Давлении» это уже было: под нагрузкой всё течёт, вопрос в масштабе времени.
  • Итог. «Твёрдое» это не свойство вещества, а отношение между его временем релаксации и нашим терпением. Что течёт медленнее, чем мы смотрим, мы называем твёрдым.
Вещество · жидкое

Жидкое не жидкое: гелий, который вылезает из стакана

  • Гелий-II. Ниже 2,17 кельвина жидкий гелий становится сверхтекучим: вязкость ноль. Он течёт через щели, куда не проходит газ, ползёт тонкой плёнкой вверх по стенке стакана и переливается через край, пока стакан не опустеет. Раскрученный в чашке, он крутится вечно. Жидкость, которую нельзя удержать и нельзя остановить, и это не фокус, это Нобелевская премия Капицы 1978 года.
  • Вода в дереве. Из «Давления»: в сосудах секвойи на высоте ста метров вода натянута отрицательным давлением в минус 20 атмосфер и ведёт себя как струна, а не как жидкость. Порви её, и она не вытечет, а лопнет с щелчком. Та же H2O, другое состояние, и в школьной тройке его нет.
  • Неньютоновские. Крахмал с водой: жидкость, по которой можно бежать, и в которой утонешь, если остановишься. Кетчуп, который не льётся, пока не встряхнёшь. Вязкость зависит от того, что с веществом делают, то есть состояние зависит от наблюдателя буквально, за триста лет до квантов.
  • Плазма и дальше. Четвёртое состояние знают все, а их не четыре. Конденсат Бозе-Эйнштейна: атомы при миллиардных долях кельвина сливаются в одну волну, и это единое «состояние» на тысячи атомов. Сверхпроводник, жидкие кристаллы в каждом экране, вырожденное вещество белых карликов, нейтронное вещество, кварк-глюонная плазма. Список состояний в физике сегодня десятки, и школьные три в нём просто самые тёплые.
  • Стеклование, гелеобразование, стекло. Фазовый переход это когда состояние меняется скачком: лёд в воду при нуле. Но стекло не имеет точки: оно застывает постепенно, и «температура стеклования» зависит от того, как быстро охлаждали. Состояние без момента перехода, и его получают в каждой стекольной печи.
  • Итог. «Жидкое» это тоже не свойство, а поведение при определённых условиях. Измени температуру, натяжение или скорость сдвига, и та же жидкость станет твёрдой, струной или волной.
Вещество · пар

Пар не пар: точка, за которой линии нет

  • Критическая точка. Вода кипит при 100 градусах, потому что при одной атмосфере. Подними давление, и температура кипения растёт, а разница между жидкостью и паром уменьшается: жидкость становится реже, пар плотнее. При 374 градусах и 218 атмосферах разница исчезает. Дальше нет ни жидкости, ни газа, есть сверхкритический флюид: плотный, как жидкость, проникающий, как газ, и без поверхности между ними.
  • Где это используют. Кофе без кофеина: сверхкритический CO2 при 31 градусе и 73 атмосферах вымывает кофеин из зёрен и испаряется без следа. Химчистка, экстракция хмеля для пива, сверхкритическая вода в реакторах нового поколения. Состояние, которого нет в школе, стоит в каждой банке декафа.
  • Линия на графике. Между жидкостью и паром на фазовой диаграмме есть линия, и она обрывается в критической точке. Можно взять воду, обойти эту точку сверху, не пересекая линию, и получить пар, ни разу не вскипев. Жидкость непрерывно превращается в газ без момента, когда она перестала быть жидкостью. Граница между двумя состояниями существует только в одной части диаграммы, а в другой её просто нет.
  • Итог главы. Три состояния из школы это три засечки, которые правдивы при одной атмосфере и комнатной температуре, то есть в кухне. Отойди от кухни в любую сторону, и они или расплываются, или исчезают. Состояние есть у вещества всегда. Названия ему даём мы, по своему давлению и своему терпению.
Ячейка с сапфировыми окнами, внутри вода у критической точки. Граница жидкость-пар дрожит, мутнеет и исчезает: критическая опалесценция. Дальше в ячейке одно вещество в одном состоянии, для которого у языка нет слова.
Глава 2 · без Я

Ядро: частица, которая не знает, когда закончится

Протон и нейтрон это не две частицы, а два состояния одной. Свободный нейтрон живёт четверть часа и становится протоном, и никто, включая нейтрон, не знает, в какую секунду. Возбуждённое ядро это тоже состояние, и у некоторых оно длится дольше, чем существует Вселенная. Здесь состояние есть, но у него нет ни момента начала, ни момента конца.

Ядро · нуклон

Протон и нейтрон: одна частица в двух состояниях

Распад свободного нейтрона: протон, электрон, антинейтрино. Среднее время жизни около 880 секунд. Два способа его измерить, в ловушке и в пучке, дают ответы, расходящиеся на 9 секунд, и с 2005 года никто не понимает почему. Даже срок состояния зависит от того, как смотреть.
  • Изоспин. В 1932 году Гейзенберг предложил считать протон и нейтрон одной частицей, нуклоном, в двух состояниях, как электрон со спином вверх и вниз. Массы почти равны, ядерные силы их не различают. Внутри ядра нейтрон стабилен, снаружи распадается за 15 минут. Одно и то же состояние, в одном месте вечное, в другом нет: состояние принадлежит не частице, а её окружению.
  • Когда. Радиоактивный распад не имеет причины и не имеет момента. У ядра нет часов, нет износа, нет «пора». Вероятность распада в следующую секунду одинакова для ядра, которому секунда, и для ядра, которому миллиард лет. Период полураспада это статистика толпы, для одного ядра «состояние» это «ещё не» и больше ничего.
  • Возбуждённое ядро. Ядро может быть в основном состоянии и в возбуждённом, как атом. Обычно возбуждение живёт триллионные доли секунды. Но тантал-180m живёт в возбуждённом состоянии дольше 10 в 15-й степени лет, в сто тысяч раз дольше возраста Вселенной. Состояние, которое по определению временное, и которое никогда не закончится на практике. Вопрос «в каком состоянии ядро» здесь имеет ответ, а вопрос «надолго ли» нет.
Ядро · отсутствие момента

Состояние без начала и без конца

Нет причины

Классическая физика: у всякого события есть причина, и, зная состояние, можно предсказать следующее. Распад ядра это первое место, где это сломалось: два одинаковых ядра в одинаковом состоянии распадаются в разное время, и никакой локальной скрытой разницы между ними нет: это закрыли неравенства Белла и опыты 2015 года, Нобелевская премия 2022. Детерминизм при этом не опровергнут: причина может быть, но нелокальная (Бом), и опытом варианты пока не различимы, подробнее в лекции «Случайно». Состояние полностью известно, а будущее нет.

Нет момента

Распад не происходит «в момент». Ядро находится в суперпозиции «распалось» и «не распалось», и доля первого плавно растёт. Момент появляется, когда счётчик щёлкает, то есть когда состояние измерили. До этого у ядра нет ответа на вопрос, распалось ли оно. Это не незнание, это устройство: ответа нет, пока его не спросили.

Нет наблюдателя

При этом ядро в этом состоянии есть, и Вселенная 13 миллиардов лет обходилась без того, чтобы кто-то его называл. Уран в земле распадался и грел планету, когда на ней не было ничего, что могло бы сказать «состояние». Первый вывод лекции: состояние существует без Я. Второй появится в главе про фотон: а вот «состояние, о котором можно сказать», без Я не появляется.

Честность. «Ядро в суперпозиции, пока не измерили» это копенгагенская интерпретация, самая распространённая, но не единственная. Есть многомировая, где распад происходит во всех вариантах сразу, и есть реляционная, где состояние существует только относительно другой системы. Они одинаково согласуются с опытом и расходятся ровно в том, что такое состояние. Физики не договорились за сто лет, и это не потому, что мало данных, а потому, что вопрос упирается в слово из заголовка.
Глава 3 · без Я

Фотон без Я: состояние есть, называть некому

Фотон летит через две щели сразу и интерферирует сам с собой, и для этого ему не нужен ни физик, ни сознание, ни Я. Состояние у него есть всегда. А вот ответ на вопрос «через какую щель» появляется только тогда, когда кто-то спросил. Разница между состоянием и состоянием, о котором можно сказать, это и есть вся лекция.

Фотон · две щели

Опыт, который не про наблюдателя

Фотон как волновой пакет в пустоте. У него есть состояние: частота, поляризация, направление, и оно есть, пока фотон летит от звезды к тебе тринадцать миллиардов лет. За всё это время ни один вопрос ему не задан, и состояние от этого не менее реально.
  • Две щели. Пускай фотоны по одному через две щели на экран. Каждый даёт одну точку. Через тысячу точек на экране полосы, как от волны, прошедшей через обе щели сразу. Один фотон проходит через две щели и складывается сам с собой. Это его состояние: суперпозиция «через левую» и «через правую».
  • Кто ломает полосы. Поставь у щели детектор, который узнаёт, через какую щель прошёл фотон, и полосы исчезают: фотон идёт через одну. Отсюда сто лет разговоров про «наблюдатель меняет реальность». Но детектор не нужно смотреть. Достаточно, чтобы информация о пути в принципе существовала в мире, записанная в чём угодно. Сознание тут ни при чём, при чём запись.
  • Состояние без Я. Полосы получаются, когда никто не знает пути, включая Вселенную. То есть суперпозиция это состояние, которое существует ровно тогда, когда его никто не назвал. Назови, и оно станет другим. Не потому что ты особенный, а потому что назвать значит записать, а запись это взаимодействие.
  • Отложенный выбор. Уилер, 1978, проверено в 2007: решение, ставить ли детектор, можно принять после того, как фотон прошёл щели. Результат всё равно соответствует решению. Состояние фотона в прошлом зависит от того, что с ним сделают в будущем. «Каким оно было» это вопрос без ответа до тех пор, пока не задан.
Фотон · два состояния

Состояние и состояние-о-котором-можно-сказать

  • Первое. Вектор состояния, волновая функция. Полное описание фотона, из которого следует всё, что с ним может случиться, с вероятностями. Оно есть без наблюдателя, эволюционирует по уравнению Шрёдингера гладко и предсказуемо, и никогда не даёт ответа «слева или справа». Оно даёт «и слева, и справа, вот с такими весами».
  • Второе. Результат измерения. «Слева». Одно число вместо облака. Оно появляется только при взаимодействии с чем-то, что способно записать, и с этого момента у фотона другое состояние первого типа. Второе состояние это не свойство фотона, а свойство пары «фотон плюс тот, кто спросил».
  • Где ошибка. Мы считаем второе первым: думаем, что до измерения фотон «на самом деле» был слева, а мы просто не знали. Опыты Белла закрыли эту лазейку: не был. Не было факта «слева», был только вектор. Факт создаётся вопросом.
Состояниевектор, есть всегда, без Я
→
Вопросдетектор, запись, взаимодействие
→
Ответ«слева», одно число, есть только с тем, кто спросил
Слева физика, справа то, что мы называем состоянием в быту. Иллюзия в том, что правое принимаем за левое.
Что здесь измерено, а что спорно. Измерено: интерференция одиночных фотонов, разрушение её при наличии записи о пути, отложенный выбор, нарушения Белла. Спорно: что «на самом деле» происходит при измерении. Копенгаген говорит «коллапс», многомировая «расщепление», реляционная «состояние всегда относительно чего-то». Все три согласны в главном для этой лекции: до вопроса ответа нет, и фотону это не мешает.
Глава 4 · машины

Процесс: запущен, остановлен, след и то, чего ещё нет

У программы есть состояние, когда она работает, когда остановлена, когда от неё остался дамп, и когда она ещё не запускалась и лежит файлом на диске. Четыре разных вещи под одним словом. И самое дорогое правило инженерии: состояние поменялось, пока ты на него смотрел. Все гонки, все дедлоки и половина багов мира про это.

Процесс · четыре состояния одного слова

Запущенный, остановленный, дамп и файл

  • Запущенный. Операционная система держит у каждого процесса состояние: выполняется, готов, ждёт, остановлен, зомби. Зомби это процесс, который умер, но родитель ещё не забрал его код возврата: состояние «мёртв, но числится». Всё это меняется тысячи раз в секунду, и любой вывод команды ps это фотография того, чего уже нет.
  • Остановленный. Отладчик ставит точку, процесс замирает, и ты смотришь на память. Но остановить можно только его: сокеты, таймеры, другие процессы и время продолжают идти. Через минуту он проснётся в мире, который ушёл вперёд, и упадёт по таймауту. Остановленное состояние это состояние, в котором нельзя продолжать.
  • Дамп. Снапшот памяти в момент падения. Полная копия состояния, каждый байт. И из него нельзя запустить программу дальше, потому что состояние это не только память: это открытые файлы, соединения, курсоры, чужие процессы. Дамп это труп с идеально сохранёнными органами. Ты можешь узнать, от чего он умер, и не можешь оживить.
  • Файл. Программа на диске, которая не запускалась. У неё тоже есть состояние: версия, конфиг, права. Состояние процесса, которого ещё нет. Оно определяет, каким он будет, но не является им, как ДНК не является организмом. Четыре вещи, одно слово, и каждая иначе врёт.
Пластина жёсткого диска под микроскопом. Всё, что на ней записано, это состояние процессов, которых сейчас нет. Загрузи, и они начнутся заново, а не продолжатся: у диска нет «сейчас», у него только «было» и «будет».
Процесс · главная ошибка

Состояние поменялось, пока ты на него смотрел

  • Гонка. Два потока читают счётчик, оба видят 5, оба пишут 6. Должно быть 7. Каждый действовал по состоянию, которое было верным в момент чтения и устарело в момент записи. Все race conditions это одна ошибка: считать снапшот состоянием. Лечится не «смотреть внимательнее», а запретом смотреть без блокировки, то есть остановить мир на время взгляда.
  • Дедлок. Из лекции прошлой недели: два процесса держат по ресурсу и ждут друг друга. Каждый в состоянии «жду», и это состояние стабильно навсегда, потому что менять его некому. Состояние без движения, как тантал-180m, только без пользы. Единственный выход тот же, что в базе: кто-то умирает.
  • Гейзенбаг. Баг, который исчезает, когда его пытаешься наблюдать: добавил вывод в лог, и тайминги сдвинулись, гонка не воспроизводится. Программа, в которой наблюдение меняет состояние, за сорок лет до того, как это стало модно говорить про физику. Название честное.
  • Не хранить, а выводить. Ответ инженерии на всё это: не держать состояние, держать историю. Event sourcing: не «баланс 100», а список всех операций, и баланс считается, когда спросили. Функциональные языки: значения не меняются, создаются новые. Git: не текущая версия, а цепочка коммитов, текущая выводится. Везде одно: снапшот это производная от истории, а не наоборот.
  • Lockstep. Крайний случай, из мультиплеера стратегий: два компьютера играют одну партию, и никто не передаёт другому состояние. Передают только ввод, нажатия, и каждый выводит состояние сам, детерминированно. Если хоть один байт разошёлся, это ловится хешем. Состояние здесь вообще не существует как объект, оно функция от входов, и это единственный способ, чтобы две машины видели одно и то же.
  • Итог. У процесса состояние есть в каждый момент, и в каждый момент его нельзя снять целиком, потому что съёмка занимает время, а процесс не ждёт. Инженерия сдалась и правильно сделала: состояние это кэш истории, и верить надо истории.
Процесс · lockstep

Две машины, одно состояние, которого нет ни у одной

Две одинаковые комнаты, два одинаковых хода. Ни одна не знает состояние другой и не спрашивает. Обе знают только, какие кнопки нажаты, и считают одинаково. Расхождение на один бит через тысячу кадров превращается в две разные игры, и хеш это ловит.
  • Зачем. Передавать состояние армии из тысячи юнитов десять раз в секунду нельзя, канал не вывезет. Передавать «игрок нажал сюда» можно. Значит, состояние никто не пересылает, его каждый выводит из одинаковых входов одинаковым кодом. Это и есть детерминизм: одно и то же на любой машине.
  • Что ломает. Плавающая точка: один процессор округляет иначе, и через минуту юнит на одной машине жив, на другой мёртв. Поэтому числа с фиксированной точкой. Случайность: генератор должен быть один и тот же с одним зерном. Порядок обхода словаря. Любая мелочь, где «состояние» зависит от чего-то, кроме входов, разваливает всё.
  • Что это доказывает. Состояние, которое нельзя передать, но можно вывести, это не вещь. Это результат вычисления над историей. Если два вычисления сошлись, состояние «есть». Если разошлись, его нет ни у кого, и хеш говорит об этом честно. Ближе всего к физике из главы 3: состояние принадлежит не машине, а согласию между машинами.
  • Мост. Реляционная интерпретация квантовой механики говорит то же самое про фотон: состояние существует относительно другой системы, и «абсолютного» нет. Ровелли, 1996. Инженеры мультиплеера пришли к этому без физики, потому что иначе игра не работает.
Глава 5 · машины

Погода и рынок: состояние есть, снять его нельзя

У атмосферы состояние есть в каждый момент, и его нельзя измерить достаточно точно, чтобы предсказать дольше двух недель. Не потому что мало датчиков, а потому что любая ошибка в третьем знаке через десять дней размером с ураган. У рынка состояние это цена, а цена это последняя сделка, то есть то, что уже случилось. На «состоянии рынка» торгуют триллионами, и оно всегда прошлое.

Погода · Лоренц

Две недели: предел, который не отодвинуть датчиками

  • 1961, ошибка округления. Эдвард Лоренц перезапускает модель погоды с середины, вводя числа из распечатки: 0,506 вместо 0,506127 в памяти. Через «два месяца» модельного времени погода другая. Разница в четвёртом знаке, и никакого сходства. Так открыли хаос: система полностью детерминирована, состояние определяет всё, и при этом предсказать нельзя, потому что состояние нельзя знать точно.
  • Почему две недели. Ошибка в начальном состоянии удваивается примерно каждые два-три дня. Даже если измерить атмосферу с точностью до сантиметра и градуса, через 14 дней неопределённость размером с саму погоду. Это не предел приборов, это предел смысла: после этого срока «состояние атмосферы сегодня» не содержит информации о состоянии через месяц. Прогноз на 10 дней стал возможен только к 2010-м, и это близко к потолку.
  • Ансамбль. Ответ метеорологов: не искать «истинное» состояние, а запускать 50 моделей с чуть разными состояниями и смотреть, где они сходятся. Прогноз «дождь 70%» это не про дождь, это про то, что 35 из 50 вариантов сегодняшнего состояния дали дождь. Состояние заменили облаком состояний, ровно как вектор в главе про фотон, только вручную.
Ураган и сетка модели поверх. Каждая ячейка сетки это одно число на десятки километров. «Состояние атмосферы» в модели это миллиард чисел, а в реальности их бесконечно, и разница между ними за две недели вырастает из ничего в вот это.
Рынок · цена

Состояние рынка: то, что уже произошло

Последняя свеча на экране. Всё, что на нём есть, это прошлое: цена это цена последней сделки, а сделка уже закрыта. «Состояние рынка» это единственное состояние в лекции, которое по определению всегда история и никогда сейчас.
  • Что такое цена. Не свойство актива, а запись о том, что кто-то только что продал кому-то по этой цене. Следующая сделка будет по другой. «Курс биткоина» это не состояние биткоина, это лог последней транзакции на одной из бирж, и на соседней он другой, и это называют арбитражем: торговлей на разнице между двумя снапшотами одного «состояния».
  • Стакан. Настоящее состояние рынка ближе к стакану заявок: кто что готов купить и продать. Но и он снапшот: заявки снимают и ставят за микросекунды, и высокочастотные роботы зарабатывают ровно на том, что видят стакан на миллисекунду раньше тебя. Кто быстрее снял снапшот, тот и знает «состояние». Это гонка из главы про процессы, только за деньги.
  • Flash crash. 6 мая 2010, за пять минут индекс падает почти на 10% и возвращается. Ничего не случилось: никакого события, никакой новости. Роботы реагировали на состояние, которое создавали другие роботы, реагируя на состояние. Цикл обратной связи по снапшотам без реальности за ними. Триллион долларов «стоимости» исчез и вернулся, и никто ничего не сделал.
  • Итог главы. И погода, и рынок имеют состояние, и в обоих оно есть только как история: одно нельзя знать точно, другое всегда уже прошло. Люди на обоих зарабатывают, и в обоих случаях на одном: на том, кто первым признал, что состояния как вещи нет, и стал работать с распределением или с историей.
Глава 6 · тело и мозг

Тело: 36,6 это не покой, это война вничью

«Состояние здоровья» звучит как что-то стабильное. Внутри это триста миллиардов клеток, которые умирают каждый день, и столько же новых, температура, которую держат два процесса, тянущие в разные стороны, и кровь, чей состав меняется от того, что ты поел час назад. Анализ это снапшот войны. «Стабильное состояние» это когда война идёт вничью.

Тело · гомеостаз

Постоянство как самый быстрый процесс в организме

36,6 на градуснике. Это не температура тела, это среднее по спору между теплопродукцией и теплоотдачей, который идёт непрерывно. Отключи одну сторону, и через час на градуснике будет другое число, и это уже будет называться «состояние» с другим прилагательным.
  • Гомеостаз. Кэннон, 1926: организм держит постоянными температуру, кислотность, сахар, давление. Слово переводят как «постоянство», а означает оно «удержание»: каждая из этих величин постоянна только потому, что её непрерывно возвращают на место. Сахар в крови это не уровень, это результат гонки инсулина и глюкагона, которые никогда не останавливаются. «Стабильное состояние» это самый активный процесс в теле.
  • Оборот. В теле около 37 триллионов клеток, и каждый день умирает и рождается примерно 330 миллиардов, около 1%. Эритроциты живут 120 дней, клетки кишечника 3-5, кожа сменяется за месяц, скелет за 10 лет. Корабль Тесея не философский вопрос, а расписание. «Твоё тело» в смысле набора клеток это снапшот, который устареет к вечеру.
  • Анализ крови. Утро, натощак, потому что после еды другой сахар, другие липиды, другие лейкоциты. Норма это интервал, и попадание в него зависит от времени суток, стресса, сна, того, стоял ли ты перед забором. Анализ измеряет не состояние, а точку на кривой, и врач, который это знает, назначает второй анализ, а не диагноз.
  • «Стабильно тяжёлое». Формулировка из реанимации, которая звучит как противоречие, а описывает ровно то, что есть: война перестала быть вничью, но сдвиг остановлен. Единственное честное «состояние» в медицине это сравнение двух снапшотов: хуже, лучше, без динамики. Состояние это производная, не значение.
Тело · самочувствие

«Как ты?» и почему на это нельзя ответить честно

Интероцепция

Мозг не видит органов. Он получает от них шум сигналов, сердце, кишечник, сосуды, и строит из него догадку о состоянии тела, которую ты чувствуешь как «мне хорошо» или «что-то не так». Догадка, а не отчёт. Тревога и голод дают похожие сигналы, и мозг регулярно путает: половина «плохого самочувствия» это неверно подписанный сигнал.

Задержка

Гормональные состояния живут часами: кортизол после стресса держится долго после того, как стресс кончился. Ты уже в безопасности, а тело ещё «в состоянии тревоги», и мозг придумывает, чего бояться, чтобы объяснить кортизол. Самочувствие это состояние тела с задержкой, дописанное мозгом задним числом.

Болезнь

Инкубационный период: ты уже болен, вирус размножается, а состояние «здоров». Ремиссия: болезнь есть, симптомов нет, состояние «здоров». Диагноз ставится по снапшоту, который на неделю позади процесса или на неделю впереди. Медицина это наука о том, как по снапшоту угадать направление.

Итог главы. У тела состояние есть, и оно самое настоящее из всех в лекции: температура, сахар, давление измеримы. Но каждое из них это результат непрерывного процесса, а не его пауза, и каждое Я узнаёт с опозданием и через догадку. «Я себя чувствую» это первое место, где в лекции появляется лишнее сказуемое, и следующая глава про то, что оно всегда опаздывает.
Глава 7 · тело и мозг

Мозг: «я так вижу» опоздало на треть секунды

Зрение выдаёт картинку с задержкой в сотню миллисекунд и подписывает её «сейчас». Три раза в секунду глаз прыгает, и на время прыжка мозг выключает зрение, а ты этого не замечаешь. Решение «пошевелить пальцем» мозг принимает за треть секунды до того, как ты его «принял». Всё, что ты называешь своим состоянием, это кэш, и кэш устаревший.

Мозг · зрение

Кадр, которого не было: саккады, слепое пятно и задержка

  • Задержка. От сетчатки до зрительной коры сигнал идёт 50-100 миллисекунд, до осознания ещё дольше. То, что ты видишь «сейчас», случилось десятую секунды назад. Мяч летит 30 метров в секунду, значит, ты видишь его на три метра позади реального. Мозг это знает и достраивает вперёд: ты видишь не мяч, а прогноз мяча. Иногда прогноз ошибается, и это называется иллюзией.
  • Саккады. Глаз не скользит, а прыгает, три-четыре раза в секунду, и во время прыжка зрение отключено, чтобы не смазывалось. Суммарно ты слеп около полутора часов в день бодрствования и не замечаешь. Мозг склеивает кадры до и после и заполняет дырку. Непрерывное видение это монтаж.
  • Слепое пятно. Там, где нерв выходит из сетчатки, рецепторов нет. В поле зрения каждого глаза есть дыра размером с кулак на вытянутой руке. Ты её не видишь, потому что мозг закрашивает её тем, что вокруг. Не «не замечаешь», а видишь на этом месте то, чего там нет.
  • Слепота к изменениям. Опыт с прохожим: человек спрашивает дорогу, между ним и отвечающим проносят дверь, и за дверью его подменяют другим человеком. Половина не замечает. Мозг хранит не картинку, а её сжатое описание, «мужчина, куртка», и сверяет с описанием, а не с миром. Состояние «я вижу этого человека» это метка, а не образ.
Так выглядел бы мир во время саккады, если бы мозг не выключал зрение: смаз. Он выключает, и ты видишь чистую комнату, которой не видел. Восемь процентов времени бодрствования твоё зрение это предположение.
Мозг · «я решил», «я чувствую», «я такой»

Три состояния Я и три задержки

  • «Я решил». Либет, 1983: испытуемый сгибает палец, когда захочет, и отмечает момент, когда захотел. Электроды показывают: мозг начинает готовить движение за 350 миллисекунд до того, как человек «захотел». Опыт спорный в выводах, но не в данных: состояние «я принял решение» появляется после того, как решение уже идёт. Я узнаёт о своём состоянии последним.
  • «Я чувствую». Настроение это интерпретация мозгом состояния тела из прошлой главы, и оно живёт дольше причины. Разозлился утром, кортизол держится, к обеду ты «в плохом настроении» и ищешь, из-за чего. Находишь. Состояние подписано задним числом, причина дописана к следствию.
  • «Я такой». Личность как состояние: «я интроверт», «я вспыльчивый». В «Спектре» было, что половина людей меняет тип за месяц при повторном тесте. Личность это усреднение поведения за период, снапшот, который мы носим как паспорт, и который врёт ровно там, где ситуация не похожа на усреднённую.
Процесстело, нейроны, гормоны идут
→
Срезмозг снимает сжатый снапшот с задержкой
→
Подпись«я вижу», «я чувствую», «я решил»
→
«Сейчас»снапшот принят за мир
На каждом шаге теряется время и добавляется Я. К четвёртому шагу от процесса остаётся подпись.
Что здесь измерено, а что нет. Задержки, саккадное подавление, слепое пятно, слепота к изменениям измерены много раз. Либет воспроизведён, но что он значит для свободы воли, спорят до сих пор. Что не измерено никак: есть ли у Я состояние помимо этих подписей. Лекция этого не решает, она только замечает, что все подписи опаздывают.
Глава 8 · Я

Общество: штамп как попытка остановить процесс

Семейное положение, гражданство, должность, судимость, государство. Всё это состояния, у которых есть документ, и документ нужен ровно потому, что процесс не останавливается. Слово «государство» по-английски state, от того же «стоять». Оно и есть самая большая попытка объявить, что что-то стоит, пока оно движется.

Общество · штамп

Семейное положение, статус, гражданство

Свежий штамп в паспорте. Отношения были до него и будут после, и ни в один момент они не равны штампу. Штамп не описывает состояние, он его назначает, чтобы третьи лица могли на него ссылаться, не глядя на процесс.
  • Зачем состояние обществу. Процесс нельзя предъявить: нельзя показать банку «мы любим друг друга», а штамп можно. Все социальные состояния это интерфейсы: сжатое описание процесса для тех, кто не будет в него вникать. «Женат», «гражданин», «директор», «судим» это метки, по которым чужие принимают решения, не зная тебя. Как «мужчина, куртка» из прошлой главы, только на бумаге.
  • Где штамп врёт. Всегда, и в обе стороны. Брак есть, отношений нет. Отношений двадцать лет, брака нет. Гражданство есть, в стране не был. Должность есть, работу делает другой. Метка не следит за процессом, она обновляется событиями, а между событиями живёт своей жизнью. Семейное положение это состояние процесса, снятое в день последнего события.
  • Кто решает. Штамп ставит третья сторона: ЗАГС, консульство, суд. Это единственное состояние в лекции, у которого есть официальный наблюдатель, и он не ты. Ты можешь считать себя кем угодно, состояние назначено снаружи. Для общества это не баг: именно так метка становится общей для всех, а не чьим-то снапшотом.
  • Перепись. Раз в десять лет государство снимает снапшот населения. К публикации он устарел на два года: люди родились, умерли, переехали. Все решения о школах и больницах принимаются по состоянию страны, которого уже нет. И это лучшее, что есть, потому что процесс не сфотографировать.
Общество · state

Государство: самое большое «стоит», которое движется

  • Слово. Латинское status, «стояние, положение». В Средние века status regni, положение королевства, потом просто lo stato у Макиавелли, 1513, и с тех пор государство называется словом «состояние» во всех романских и в английском. В русском «государство» от «государь», а «состояние» осталось для всего остального, но смысл тот же: то, что должно стоять.
  • Границы и огни. На ночном снимке из космоса видно, где живут люди: огни. Границы государств на этот снимок не ложатся: огни кластеруются по рекам и портам, а линии проведены по войнам и договорам. Государство это состояние территории, назначенное событиями двухсотлетней давности и не совпадающее с процессом, который на ней идёт.
  • Зачем нужно. По той же причине, что штамп: чтобы можно было ссылаться. Закон, налог, армия, паспорт работают только если территория «стоит». Государство это огромное соглашение считать процесс остановленным, и оно держится ровно до тех пор, пока процесс не сдвинулся сильнее, чем соглашение может выдержать. Тогда карту перерисовывают, и новое «стоит» назначается заново.
  • Итог главы. Все социальные состояния это снапшоты, назначенные третьей стороной, чтобы чужие могли действовать, не глядя на процесс. Они полезны ровно потому, что врут: без вранья «стоит» невозможно ни одно совместное действие. Первое место в лекции, где иллюзия не ошибка, а инструмент.
Континент ночью: огни там, где люди, линии там, где договорились. Ни одна линия не проходит по огням. Состояние «государство» это карта, а живут на территории.
Глава 9 · Я

Карта фокусника: два состояния у одной карты

Карта лежит лицом вниз. Фокусник знает, что это дама пик. Зал не знает. У карты два состояния: одно для фокусника, другое для зала, и оба настоящие, потому что зал сделает ставку по своему, а фокусник по своему. Кот Шрёдингера не про кота. Он про то, что у коробки два состояния для двух Я, и «настоящего» среди них нет.

Карта · два зрителя

Чьё состояние настоящее

Коробка и двое по разные стороны. Один уже заглянул, другой нет. Для первого в коробке факт, для второго вероятность. Оба правы, оба будут действовать по своему состоянию, и до разговора между ними у коробки нет одного состояния на всех.
  • Фокусник. Классический пример: состояние карты «дама пик» для того, кто видел, и «одна из 52» для того, кто нет. Это не незнание зала, это его рабочее состояние: зал ставит по нему, и ставка реальна. Информация не описывает состояние, она его создаёт для каждого своя. Ровно то, что в главе 3 делал детектор у щели.
  • Кот, 1935. Шрёдингер придумал кота как насмешку: если ядро в суперпозиции, то и кот в коробке «ни жив ни мёртв», абсурд. Абсурд остался, кот стал символом, а вопрос, который он ставил, оказался тем же, что у фокусника: для физика снаружи коробка в суперпозиции, для кота внутри он точно жив или точно нет. Две системы, два состояния одной коробки.
  • Друг Вигнера, 1961. Друг в лаборатории измеряет фотон и видит результат. Вигнер за дверью не знает, и для него друг вместе с фотоном в суперпозиции «увидел слева» и «увидел справа». В 2019 году это проверили на шести фотонах в Эдинбурге: две группы наблюдателей получили несовместимые, но каждая внутри себя верные результаты. Факт для одного не факт для другого, и это измерено.
  • Реляционная интерпретация. Ровелли, 1996: состояние системы существует только относительно другой системы, абсолютного состояния нет в принципе. Не «наблюдатель важен», а «состояние это отношение». Карта фокусника и lockstep из главы 4 говорят то же: состояние не у карты и не у машины, а между ними и тем, кто смотрит. Это одна из трёх живых интерпретаций, и единственная, в которой заголовок лекции звучит как физика, а не как метафора.
Карта · когда состояния сходятся

Согласие как единственный способ получить одно состояние

  • Разговор. Фокусник переворачивает карту, зал видит, и теперь у карты одно состояние на всех. Не потому что оно «стало» настоящим, а потому что два снапшота сравнили и они совпали. То же в lockstep: хеш совпал, значит, состояние «есть». То же у друга Вигнера: он вышел и сказал. Единое состояние это не свойство мира, это результат сверки.
  • Несогласие. Если снапшоты не сходятся, состояния нет ни у кого: два свидетеля одного ДТП, два курса на двух биржах, две машины с разошедшимся хешем. И тогда состояние назначают: судья, арбитраж, сервер. Третья сторона из главы про штамп. Она не знает правды, она прекращает спор.
  • Практика. Любой вопрос «в каком мы состоянии», от кода до отношений, это вопрос «чей снапшот считать», и честный ответ «мы не сверялись». Сверка это единственное действие, которое превращает два состояния в одно. Не наблюдение, не размышление, а разговор.
Фокусник«дама пик»
→
Сверкакарта перевёрнута, хеш сравнён, друг вышел
←
Зал«одна из 52»
До сверки два состояния, оба рабочие. После одно, и оно не «истинное», а согласованное. Иллюзия в том, что до сверки мы считаем своё единственным.
Честность. Реляционная интерпретация это позиция, а не теорема. Копенгагенская скажет, что при перевороте карты «произошёл коллапс», многомировая, что зал расщепился на 52 зала. Опыты не различают. Лекция выбирает Ровелли не потому, что он прав, а потому, что его формулировка единственная, которая одинаково работает для фотона, программы и паспорта. Это подозрительно удобно, и об этом стоит помнить.
Глава 10 · Я

Лишнее сказуемое

«Я так вижу». «Я так чувствую». «Я так понял». В каждой фразе есть слово, которого нет ни у вещества, ни у ядра, ни у фотона, ни у программы. У всех них состояние есть, и никому из них не нужно Я, чтобы в нём быть. Я нужно только для одного: чтобы назвать. И в момент называния снапшот подписывается «сейчас» и становится главной иллюзией.

Сказуемое · синтез

Что было во всех девяти главах

  • Состояние есть у всего. Вещество в состоянии при любом давлении, ядро в состоянии до и после распада, фотон в суперпозиции без наблюдателя, процесс в состоянии в каждый такт, атмосфера в каждой точке, тело в каждой клетке. Ни одна глава не показала, что состояния нет. Каждая показала, что его нельзя остановить, назвать точно и снять целиком.
  • Назвать может только Я. «Твёрдое», «распалось», «слева», «запущен», «дождь», «здоров», «женат». Каждое слово это снапшот, снятый кем-то, в чьё-то время, с чьей-то задержкой. У фотона нет слова «слева», оно появляется у детектора. У тела нет слова «здоров», оно появляется у врача. Состояние принадлежит вещи, название принадлежит Я.
  • Иллюзия одна. Не в том, что состояние ненастоящее. В том, что название принимается за состояние, снапшот за процесс, а «я так вижу» за «так есть». Все главы про одну ошибку в разных декорациях: правую колонку таблицы из вступления мы считаем левой.
  • Русский это знал. В русской грамматике есть часть речи, которую Щерба в 1928 году назвал «категория состояния»: холодно, темно, жаль, нельзя, пора. Это слова, обозначающие состояние, у которых по правилам нет подлежащего. «Холодно» без того, кому. «Пора» без того, кому пора. Язык сам умеет сказать состояние без Я, и делает это в безличных предложениях каждый день: «светает», «мне думается», «знобит». В них сказуемого нет, а состояние есть.
  • Убери Я. «Я так вижу» без Я это «так видится». «Я так понял» без Я это «так поняло́сь». Фраза становится честнее: она перестаёт утверждать, что снапшот равен миру, и начинает утверждать, что снапшот случился. Русский безличный оборот это грамматика реляционной интерпретации: состояние есть, и оно ничьё.
  • Фотон и карта. Фотон в состоянии без Я, карта в двух состояниях для двух Я. Между ними вся лекция: от того, что есть без нас, к тому, что есть только с нами. И лишнее сказуемое это ровно та точка, где первое превращается во второе.
Заключение

Вердикт, вопрос и Декарт, переделанный на один шаг

Что измерено, что выведено, что спорно. Вопрос, на который лекция не отвечает. И латинская фраза, у которой поменяли второе слово, и она из самой уверенной фразы философии стала самой честной.

Заключение · вердикт

Научный вердикт: что измерено, что выведено, что спорно

Измерено

  • Стекло не течёт, но не кристалл; пек капает раз в 10 лет; гелий-II ползёт вверх
  • Критическая точка воды 374 °C и 218 атм; за ней границы нет
  • Нейтрон живёт ~880 с, два метода расходятся на 9 с
  • Интерференция одиночных фотонов; запись пути её убирает; отложенный выбор; Белл
  • Гонки, дедлоки, гейзенбаги; lockstep ловит расхождение хешем
  • Лоренц: предел прогноза ~2 недели; flash crash 2010 за 5 минут
  • 330 млрд клеток в день; задержка зрения 50-100 мс; саккадное подавление; слепое пятно
  • Либет: готовность за 350 мс до «решил»; слепота к изменениям
  • Друг Вигнера на фотонах, 2019: несовместимые факты у двух наблюдателей

Выведено надёжно

  • «Твёрдое» это отношение времени релаксации к терпению наблюдателя
  • Три состояния вещества верны только при кухонных условиях
  • Состояние процесса это кэш истории; хранить надо историю
  • Цена это прошлое; «состояние рынка» всегда уже случилось
  • Гомеостаз это удержание, а не покой; анализ это точка на кривой
  • Я узнаёт о своих состояниях с задержкой и подписывает задним числом
  • Социальные состояния назначаются третьей стороной ради чужих решений
  • Одно состояние на всех получается только сверкой

Спорно или не знаем

  • Что происходит при измерении: коллапс, ветвление или отношение
  • Существует ли «сейчас» в физике, или только в Я
  • Что такое стеклование
  • Почему два срока жизни нейтрона не сходятся
  • Что значит опыт Либета для свободы воли
  • Есть ли у Я состояние помимо подписей
Левая колонка длинная и вся про одно: везде, где мерили, состояние оказалось процессом, снятым с задержкой. Правая честная: главные незнания лекции стоят ровно там, где состояние встречается с тем, кто его называет. Это не совпадение, это тема.
Заключение · вопрос и мораль

Чей снапшот считать, и Декарт с другим глаголом

Вопрос на подумать

Если каждое состояние это чей-то снапшот с чьей-то задержкой, то когда два снапшота расходятся, чей считать? Физика отвечает: сверить. Инженерия: хеш, и кто-то перезапускается. Общество: третья сторона со штампом. Тело: второй анализ. Все четыре ответа одинаковы: состояние не выясняется, оно согласовывается.

Тогда что делать с «я так вижу»? Это единственный снапшот, который никто, кроме тебя, сверить не может. Лекция не отвечает. Она только замечает, что фраза с Я не становится правдивее от уверенности, а фраза без Я, «так видится», по крайней мере не утверждает лишнего. Русский язык эту форму хранит тысячу лет. Мы просто перестали ей пользоваться.

Мораль

Video, ergo erro.

«Вижу, значит ошибаюсь». Переделка «Cogito, ergo sum», Декарт, 1637. Подвох в том, откуда Декарт начинал: с того, что чувствам верить нельзя, сон неотличим от яви, и всё воспринимаемое может быть обманом. Он дошёл до одного, в чём нельзя сомневаться, до самого сомневающегося Я, и на нём построил всё остальное.

Лекция берёт его первый шаг и не делает второго. Всё, что видится, чувствуется и понимается, приходит с задержкой, сжатым и подписанным задним числом: вижу, значит ошибаюсь, это просто описание зрения. А Я, которое Декарт оставил как единственную твёрдую точку, в десяти главах оказалось тем самым лишним сказуемым, которое и делает снапшот иллюзией. Состояние есть без Я. Ошибка без Я невозможна.

Так что «vidēre, ergo errāre»: видеть значит ошибаться, и это нормально. Ненормально только одно: считать, что вижу именно я, и именно сейчас.

Итоги · карта

Вся лекция одной таблицей

ГлаваСостояние есть?Кто называетГде врётФакт
1. Веществода, всегдамы, по давлению и терпениюна краях кухни374 °C, 218 атм; пек 9 капель
2. Ядрода, без моментасчётчик«когда»880 с ± 9; Ta-180m
3. Фотонда, без Ядетектор, запись«слева» до вопросадве щели, Белл, 2022
4. Процессда, каждый тактснапшот, дамп, хешпока смотрелгонка 5+1+1=6
5. Погода, рынокда, неизмеримомодель, последняя сделкачерез 2 недели; всегдаЛоренц 1961; 6.05.2010
6. Телода, как войнаанализ, врачточка на кривой330 млрд клеток/день
7. Мозгда, с задержкойЯ, задним числом«сейчас»100 мс; Либет 350 мс
8. Обществоназначенотретья сторонамежду событиямиlo stato, 1513
9. Картадва, для двухкаждый своёдо сверкидруг Вигнера, 2019
10. Сказуемоеесть без Ятолько Яв подписиЩерба, 1928
Второй столбец везде «да». Лекция ни разу не сказала, что состояния нет. Третий столбец везде кто-то, и это никогда не сама вещь. Четвёртый столбец про одно: разрыв между вторым и третьим. Иллюзия живёт ровно в нём, и она называется «сейчас».

Video, ergo erro

Стекло, которое не течёт и не кристалл. Нейтрон, который не знает, когда. Фотон через две щели. Дамп, из которого не встать. Цена, которая уже была. Кровь натощак. Кадр во время саккады. Штамп в паспорте. Карта лицом вниз. Всё это в состоянии, и всё это без нас.

Мы единственные, кому нужно его назвать, и единственные, кто из-за этого ошибается. Река течёт, снапшот подписан «сейчас», сказуемое лишнее. Вижу, значит ошибаюсь, и это не приговор, а инструкция: сверяться, а не настаивать.