1 Главная причина необратимости времени и организация биологической памяти Семён Беркович Факультет Вычислительной Техники Университет Джорджа Вашингтона. - презентация

1 1 Главная причина необратимости времени и организация биологической памяти Семён Беркович Факультет Вычислительной Техники Университет Джорджа Вашингтона Вашингтон, Д.К., США Российский междисциплинарный семинар по изучению ФЕНОМЕНА ВРЕМЕНИ Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова 11 мая 2010 года

2 2 Благодарю за приглашение Ex uno disces omnes По одному можно понять всё Содержание --- Клеточно-автоматная модель Вселенной --- Локальная и глобальная организация --- Голографический механизм и необратимое течение времени --- «Интернет физической Вселенной» --- Епигенетика и память человека Понимание феномена Жизни Управление биологическими процессами --- Cloud Computing Ограниченность частичных объединений Winner-takes-all situation

3 3 Концепция облачных вычислений Новый вид физического взаимодействия --- через общую память Облачные вычисления невозможно изучать т.н. «научным методом» Человек – песчинка мироздания или интерактивный пользователь? Очень большое число технических деталей

4 4 Informational Infrastructure Elementary particle physics Biology Cosmology Large Complex Small ? Три класса феноменов природы

5 5 High-Tech vs. Grand Philosophy Analogy with sensor networks: slow material events and fast informational reports Isaac Newtons Sensorium of GodSensorium of God Base Station Дополнительный информационной слой - технический аспект описания Возможность интерпретации некоторых «сверхъестественных» явлений не затрагивает проблемы человеческого духа и высших сил Природы

6 6 Ничего сверхъестественного Cloud thundering Cloud computing Божественное вмешательство – неуспех конструктивного решения An extra operative layer XVIII century XXI century Lightning Vitalism Electro-magnetism Informational infrastructure

7 7 Основные публикации SIMON Y. BERKOVICH MUTUAL SYNCHRONIZATION IN A NETWORK OF DIGITAL CLOCKS AS THE KEY CELLULAR AUTOMATON MECHANISM OF NATURE COMPUTATIONAL MODEL OF FUNDAMENTAL PHYSICS SYNOPSIS, Rockville, 1986 Russian translation Moscow University Press, Оn the Barcode Functionality of DNA, or the Phenonmenon of Life in the Physical Universe Dorrance Publishing Co, Inc, Pittsburgh, Pennsylvania, 2003 With the barcode interpretation of DNA, zillions of biological objects can be seen as a population of users on the Internet of the physical Universe. The author responds to two perplexing questions: How can an organism be built from an information-deficient genome? and Why do more complex organisms have less complex genomes? The striking difference between dead and living matter lies in the intensity of the involvement of the informational infrastructure of the physical world. The problem of the organization of Life is treated with the methodology of computer engineering design. Published by University Readers, Inc Constructive Approach to Fundamental Science: Selective Writings by Simon Berkovich and Hanan Al Shargi Presents the idea of a holographic construction of the Universe

8 8 Понять предмет значит построить его модель Lord Kelvin : "I am never content until I have constructed a mechanical model of the subject I am studying. If I succeed in making one, I understand; otherwise I do not." Newton : I have not been able to discover the cause of those properties of gravity from phenomena, and I frame no hypotheses... …the great ocean of truth lay all undiscovered before me « Гипотез не измышляю» Механика не представляет собой исходную сущность Природы МОДЕЛЬ ДОЛЖНА БЫТЬ АЛГОРИТМИЧЕСКОЙ: КОНЕЧНОЙ, ДЕТЕРМИНИСТИЧЕСКОЙ, ЕСТЕСТВЕННОЙ

9 9 Конструктивный подход The method of postulating what we want has many advantages; they are the same as the advantages of theft over honest toil Bertrand Russell, Introduction to Mathematical Philosophy Вопросы методологии Простейшие формулы, типа F = m · a, кажутся естественными, в то время как изощрённая конструктивность наталкивается на идеологическую неприемлемость акта творения Вопросы синтеза Создание модели, поведение которой должно соответствовать сложной спецификации, не поддаётся никакой формализации, и, в общем случае, кажется невозможным Философы до сих пор только интерпретировали мир, задача состоит в том чтобы его сконструировать

10 10 Клеточные автоматы как инфраструктура физического мира Распределённые динамические трансформации Conways Game of Life (demo)(demo) --- Центральное противоречие концепции относительности: абсолютная система отсчёта существует, но ненаблюдаема --- «Воображаемая физика» исключительно богата своими последствиями, включая волновые свойства --- Появление информационного основания материального мира, ведущая роль голографического механизма Вселенной Три определяющих момента:

11 11 Pagels Concern: How the grand cellular automaton rule of the Universe can be found? Как найти ПРАВИЛО? Feynmans Objection: Local operations in cellular automata cannot reproduce long-range quantum correlations Откуда берётся НЕЛОКАЛЬНОСТЬ при контактных взаимодействиях? Клеточные автоматы: две проблемы - кажутся непреодолимыми

12 12 A New Kind of Science – Wolfram - starts by detailing the outcomes of the 256 simplest rules. The next step is to look for more complex rules and work out their outcomes. That could take a long time - it took Wolfram nearly two decades to study the 256 possible rules that you can formulate using just three black and white squares arranged in a one-dimensional line. Adding another dimension or even adding another colour vastly increases the number of possible rules. The way the automata evolve is controlled by a rule - or as Fredkin calls it, the Rule, with a capital R. The Rule applies to every single cell in the grid and it stipulates whether the state will change at the next time-step, depending on the states of neighbouring cells. Essentially, the Rule is a look-up table that relates changes in the state of a cell to the states of nearby cells at an earlier time. The table can be converted into a string of bits that is a single whole number, a constant that Fredkin calls R. After years of playing with cellular automata, building one to describe the universe is, Fredkin thinks, a project too great for just one man. But if he can inspire students and colleagues to try out digital physics, it may indeed bring about a totally new kind of science. Поиски Правила Вселенной: подгонка и перебор Открытие Правила требует изобретения, а не перебора Нужна руководящая идея

13 13 Основной механизм любого явления С чего начинается компьютер? Импульсы задающего генератора Согласно древнегреческой философии некий ритм пронизывает всю Вселенную

14 14 Изначальность --- Primordiality Леопольд Кроникер: «Бог создал целые числа, всё остальное дело рук человеческих» Кольцевой счётчик - «кирпичик» мироздания принципиальная схема Построение системы Вселенной --- куб чисел in-signals feedback control return out-signals

15 15 Философское осмысление: Поиски Абсолюта Древне-греческие философы ~ 2500 лет тому назад Вода, Воздух, Земля, Огонь, Апейрон Атомисты Левкипп и Демокрит из Абдеры: система чистого материализма – атомы и пустота Из материалистических начал нельзя понять мир как целое Природа вещей предполагает иные причины --- ДУАЛИЗМ Новоевропейская метафизика XXVII век Готфрид Лейбниц «Монадология» Монады это живые, духообразные единицы, всё состоит из них Имеют восприятия, сопровождающиеся памятью Не существует совершенно неодушевленной природы Доминирующая роль информации в современном обществе Наука и технология

16 16 Достижение XX века --- Стандартная модель Субстрат материального мира HADRONS (made of quarks or antiquarks) - baryons (three quarks) - mesons (quark & antiquark) LEPTONS (fundamental particles) (1) К вопросу об элементарности: Стандартная модель содержит 12 разнородных компонент (плюс соответствующее количество античастиц) и требует 19 внешних параметров для настройки (2) Лихорадочные поиски решаюшего бозона Хиггса (LHC) (3) Отсутствие Тёмной Материи, якобы составляющей 70% Вселенной (4) Смысл представленных компонент не ясен

17 17 Главная загадка науки: разница между живой и мёртвой материей С точки зрения физики: биология – это Disease of Matter The way in which minds are attached to bodies is beyond mans understanding Святой Августин V век Even when all the possible scientific questions have been answered, the problems of life remain completely untouched L. Wittgenstein XX век How memories are stored in the brain is not likely to be affected by the discovery of the final theory S. Weinberg ХХI век Один из создателей Стандартной Модели Какой смысл в дороге, если она не ведёт к храму?

18 18 Кольцевой счётчик как первооснова Природы Предварительные соображения 1. Материя --- ex nihilio --- синхро-формации 2. Дискретность и конечность конструкции; непрерывность --- из вероятности 3. Исконная периодичность --- волновые процессы – важнейший аттрибут Вселенной 4. Взаимная синхронизация --- колоссальное множество разнообразных последствий Язык физики - это «проза» взаимной синхронизации

19 19 Модель CAETERIS: C ellular A utomaton ET h ER I nfra S tructure Структура трёхмерной решётки Cellular Automaton Rule - explicit decentralized clock activities 1.Mutual synchronization with fault-tolerance – restriction from below on the speed of phase change 2. Arbitration protocol to avoid deadlocks 3. Dimensionless parameters α = 1/137 and ε = – artefacts of the design

20 20 Построение и анализ модели Локальная геометрия 3D решётка Глобальная геометрия 3D поверхность 4D сферы Transformational rule distributed fault-tolerant synchronization Equation for the phase of circular counters : Complementary conditions: discretization of phase changes and arbitration protocol Dimensionless parameters (artifacts of the design): α=1/137 and ε ~10 40 The origin of non-locality: "slow" spiral waves and "fast" diffusion spread Two global periodic cycles: matter formation and diffusional wave trains Структура Перельмана

21 21 Two types of solutions X Y Z v Traveling waves - quasi-particles ( 1 / ) c maximum speed - c Stretching constant phase – fast operational background c ) r

22 22 Спектр элементарных частиц Type of kernel PHASE DEPENDENCES PROPAGATION intermittent V < C continual V = C Real exponents increasing decreasing combination θ Proton Electron Neutron Electro- Magnetic Field Photon Imaginary exponents θ Neutrinos electron tauon muon

23 23 Интерпретация микро-физики Excitons - helicoidal traveling waves - exactly correspond to the spectrum of stable elementary particles --- no more, no less 2.Law of inertia --- traveling waves synchro formations get their uniform motion for free from the cellular automaton mechanism 3.T he upper bound on the speed of material formations --- the speed of light c --- comes from phase congruence requirements The same requirements establish standards of length and time. 4. Anti-matter - dual solutions having an opposite sense of rotation 5. Matter appears ex nihilo --- mutual transformations of elementary particles are intrinsic to synchro formations

24 24 Интерпретация микро-физики Slight asymmetry in favor of matter vs. antimatter arises from the arbitration protocol on our side of the Universe. On the opposite side of the Universe the antimatter prevails How to process the input signals if they arrive simultaneously? --- Built-in arbitration protocol 7.CP (Charge-Parity) violation and ultimate irreversibility of Time. It is not possible to reverse cellular automaton events as the output signal depends on the order of input signals processing. This order is determined by the succession of signals arrival and/or by the arbitration protocol. Those cannot be distinguished.

25 25 Интерпретация микро-физики Mass – disturbance measure of synchro activity: angle of attack and non-monotonicity Proton Electron Neutron m p >> m e n = p + + e – + ν weak interactions – kernels split How could neutron be heavier than proton? E = mc breaking synchronization patterns: strong interactions Quarks do not exist – what is observed are partons appearing from time varying states of the kernels with increasing exponent – nucleons Decreasing exponents do not produce this effect --- no internal structure 11.Spin --- frontal rotational impact from kernels, independent of mass 12.Electrical Charge --- intermittent issuing of fore synchro discs of the kernel electrical force --- frontal hit by the discs magnetic force --- edge hit by the discs electrostatic force --- instantaneous action-at-the distance

26 26 «Сумашедший дом» квантовой механики Авторитет квантовой механики уже так велик, что «волны вероятности» можно вполне заменить эквивалентной формулировкой «колеблется непонятно что» Колеблются не вероятности, а действительно «непонятно что». Вероятности появляются на стадии измерения, точнее говоря, при необратимых изменениях квантовых объектов, сопровождающих приведение в контакт микро- и макромира. А уравнение Шрёдингера описывает колебание некой фикции, имеющей длину и фазу. Длина в необратимых взаимодействиях выступает в роли вероятности. Но фикция в целом вероятностной интерпретации не поддаётся, потому что вероятностные процессы в классическом понимании обязаны подчиняться определённой аксиоматике. Там же, где «вероятности» имеют фазу и подвержены интерференции, - возникает сумашедший дом, т.е. квантовая механика. В. Опойцев: Клеточно-автоматная модель Вселенной основанная на взаимной синхронизации кольцевых счётчиков КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ НЕЧТО естественным образом включает в себя КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ НЕЧТО Квантовая механика Интерактивная голография

27 27 Квантовое разнообразие Single particle approximation Two phase tracking random walks of actual events and hot-spot feedbacks Described by Schrödingers equation (Berkovich, 1984) Quantum entanglement C oordinated impacts from remote points Structural transformations of biomolecules Complexities of control using access to to holographic associative memory Many particles Holistic behavior of quantum systems

28 28 Basic Holographic Control Cycle CMB front Earth Eccentric position leads to anisotropy Recording guides quantum and biological processes Memory of past events by content-addressable access Produce material noise Reconstruction conjugate beam Produces hot-spot feedbacks Returning hot-spots Elementary event Reference beam of diffusion wave-trains Repetition rate – Hz The Effect of Nonlocality Необратимость: запас прочности ~ циклов

29 29 Анатомия квантовых переходов eigen-values of an operator bosons and fermions Pauli principle exchange interactions Schrödingers equation Reduction of Ψ-function Intermittent stages of wave – particle duality (#3) (#2)

30 30 Рассмотрение космологии Смешение фактов с их интерпретацией Основные современные загадки

31 31 «Эпициклы» господствующего мировоззрения Каждое новое открытие в астрофизике вызывает недоумение и вводит новые ad hoc поправки Починке не подлежит --- требуется замена Cosmological debris: 1.Big Bang preceding inflation --- exponential expansion in sec 2.Age crisis --- Universe appears younger than older stars 3.Dark energy --- vacuum energy, factor of discrepancy 4.Dark matter --- departure from Newtons Law 5.Great attractor --- something mysterious is pulling the galaxies, peculiar motions - deviation from uniform expansion 6.Blueshifted galaxies --- a small spot, peculiar motion 7.Faraway cosmos --- early galaxies, gamma ray bursts, quasars 8.Galaxy distribution --- non-uniformity and voids 9.Anisotropy of CMB --- Axis of Evil --- «НЕ МОЖЕТ БЫТЬ»

32 32 Новая парадигма Два периодичных глобальных процесса Два безразмерных физических параметра: α = 1/137 and ε = Cycles of matter formation Cycles of diffusion wave trains Redshifts anomalies in periodic Big Bangs Multiplexed synchronization – vs. accelerating galaxies --- dark energy desynchronization stages recording Восприятие различных временных и пространственных масштабов Представление о необъятности Космоса зависит от рассматриваемой скорости --- «размер» Земли, раньше и теперь)

33 33 … our theories of fundamental particles and gravity are either incorrect or incomplete. Most experts believe that nothing short of a revolution in our understanding of fundamental physics will be required to achieve a full understanding of the cosmic acceleration. … the acceleration of the Universe may even signify the breakdown of Einsteins Theory of General Relativity REPORT OF THE DARK ENERGY TASK FORCE -- What is the dark matter? -- What is the dark energy? -- Did inflation happen? Блеск (5%) и темнота (95%) в космологии Cosmological constant conflict with quantum mechanics What the theory gives is a joke, more than a hundred orders of magnitude off the mark John Marburger, Tell the Truth About Particle Physics, APS News, December 2002

34 34 Высоко-энергетическая активность в далёком космосе Expected to be a quiet zone

35 35 Необъяснимые пустоты в распределении галактик The observed distribution of galaxies (Source: M.J. Geller and H. P. Huchra, Science, 246, 897 (1989)) An instance of the simulated architecture of the distribution of galaxies

36 36 Анизотропия CMB Cosmologists have been scratching their heads over the discovery of a pattern imprinted on the CMB. This pattern, the so-called Axis of Evil, just shouldn't be there. Our model has predicted the CMB anisotropy several years before its discovery The CMB is not a post-creation remnant of the cooling down matter, but an accompanying factor of formation material activities in the Big Bangs. The eccentricity position of Solar system leads to an asymmetry in the observed distribution of the CMB temperature. This distortion leads to the appearance of peculiar motions Our model exactly predicts the angle between the dipole and quadrupole; precursory result: – 40 o

37 37 Объяснение гравитационных аномалий M 1 (passive) · M 2 (passive) F = G(R) · R 2 Mediation of force: restricted corpuscles and stretching pulses

38 38 ВСЕЛЕННАЯ КАК КИБЕРПРОСТРАНСТВО INFORMATIONAL CAPACITY: PHYSICAL BITS LOGICAL BITS TOTAL NUMBER OF LIVING BEINGS ( DEAD AND ALIVE ) THE TOTAL VARIETY OF ACCESS CODES CLOCK - repetition rate of holographic wave trains Hz WORKING FREQUENCY OF REFERENCE WAVES Hz (COMPARE TO PLANK'S TIME: h G/ c 5 = SEC) MODULATION FREQUENCY Hz NUMBER OF SIMULTANEOUS USERS Physical significance of Hz --- Wiens displacement law The CMB black body radiation spectrum K

39 39 Схема голографии Техническое воплощение голографии в конструкции Вселенной: (1) фиксация информации в плоском CMB фронте (2) два пути сигнала – интерференция (3) прерывистость опорного волнового цуга – когерентность (4) послойная запись – адресная структура (5) восстановление по частичному запросу (6) обратная связь от запоминающей среды

40 40 Ассоциативная память (Г.Г.Стецюра, 1960) search criterion: M i content-addressable storage: x ij retrieval indicator: U j U j = (M i x ij ) i Dealing with subsets rather than with individual elements Нужна новая вычислительная модель

41 41 Operational Facilities of Holographic Associative Memory Write Write pointer generating main CMB and basic Quantum Mechanics Empty storage Accumulated information Content-addressable access Readout Readout process Concomitant Production of Matter - physical noise

42 42 Sharing associative memory with orthogonal coding and security in Cloud Computing Physical and logical bits User A: User B: User C: Zero-bit: Задержка при передаче через общую память Телепатия и епигенетика

43 43 Новый феномен Природы --- доступ к компьютеру Вселенной генерирует материальный шум Новый феномен Природы --- доступ к компьютеру Вселенной генерирует материальный шум OBSERVED A WHILE AGO: 1. High energy cosmic rays incoming from nowhere 2. Relic background neutrinos OBSERVED RECENTLY: 3. Hiss of radio waves peaking at 3 and 8 megahertz (SkyandTelescope.com - Homepage News – New Cosmic Background Radiation Found, December 2008) 4. Fluctuations of gravity (All the worlds a hologram, New Scientist, January 17-23, 2009) PREDICTION: A UNIFROM INFLUX OF LIGHT QUANTA ОДНОРОДНЫЙ ПРИТОК МАТЕРИАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТ СО ВСЕХ СТОРОН ОСНОВНОЙ АСТРО-ФИЗИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ: (АНИЗОТРОПИЯ?!) Микроволновое Реликтовое Излучение (АНИЗОТРОПИЯ?!) Результат непрерывной голографической записи, управляющей квантовыми и биологическими процессами

44 44 Интерпретация системной биологии и организации мозга by -1 by-4 by Жизнь – случайный побочный продукт физических процессов ? Концентрация на проблемах эволюции – подмена тезиса Уводит от основного вопроса: Каков механизм функционирования биологических систем? Как организмы воспроизводятся в течение месяцев, а не миллионов лет? Информация, связанная с организацией Жизни подавляет разнообразие материального мира смена парадигма

45 45 Deep confusion with the genome complexity 22,000 genes Claverie, J.-M. (2001) What if There Are Only 30,000 Human Genes?, Science, 291, 1303 The basic law of requisite variety: |causes| |effects| Future work must respect this law, or be marked as futile even before it has been started" W.R. Ashby

46 46 ДНК – это идентификационный номер, как библиотечный шифр QA 164.N is responsible for the properties: Σ 60% 10% 20% 0% Пожизненный телефонный номер

47 47 Таинство больших молекул БУДУЩЕЕ НАУКИ, 1959 Пётр Леонидович Капица ( ) Мы знаем, что большинство явлений описывается существующими закономерностями, но всё же мне думается, что одно из основных свойств живой природы – воспроизводить себя – может явиться проявлением некоторых сил в природе, пока ещё неизвестных и необъяснимых известными закономерностями взаимодействия между элементарными частицами. У нас нет никаких данных утверждать, что в цепочках достаточной длины из атомов с их чередованием по определённым правилам не может появиться новое свойство, аналогичное свойству самопроизводства в живой природе. В отдельных атомах и несложных молекулах такое свойство может быть незаметным

48 48 Восприятие больших объёмов информации в аспекте технологических достижений: Google and Digital Life Capturing the whole variety of information signals: Sensory inputs – bits, Neural activity – bits, Biochemical activity – bits Von Neumanns estimate of the brain capacity – retaining all incoming information: bits Оценки информационного содержания человеческой жизни Есть ли жизнь в других местах Вселенной? Ограниченность информационных возможностей

49 49 Информационные характеристики голографической Вселенной Total storage capacity ~ bits All material events per 1000 billion years strobed at Hz ~ Throughput ~ bits/sec Bit Fixation Flows from the whole Universe ~ bits/sec Earth ~ bits/sec Biomass ~ bits/sec Total mental activities of a whole human generation ~ bits

50 50 Жизнь это непростой коллективный эффект Challenges the traditional scientific method: traceability of cause-effect; these relationships are separated in space and time; Unexpected upshots can come out of the blue and could be non- reproducible at different moments of time Supports Lamarkian type of evolution: inheritance of acquired traits Giraffes long neck. Moreover – new traits can be transferred after birth Conforms to the epigenetics - any aspect other than DNA sequence influences the development of an organism Transgenerational inheritance Hungry parents seem to leave healthier offsprings Grandfathers who overeat might ruin their grandchildrens health. Diet, which does not change genes, can nevertheless influence future generations Emma Young, Strange inheritance, New Scientist, pp. 29 – 33, July 12, 2008 NOVA PBS, Ghost in your genes

51 51 Изучение конструкции мозга Cell body (soma) axon synapses dendrites Biological neuron · · · Weighted connections Threshold unit Formal neuron of McCullochs and Pitts (1943) Excitement with the equivalence to the Turing Machine Approximately neurons each connected to 10 4 others supporting glial cells Попробуйте применить подобный подход, чтобы понять компьютер

52 52 Недостаточность нейронной схемы Serious doubts from the engineering standpoint: - Speed - Reliability - Sophistication Constituent Approximate % Water 77 Solids 23 Soluble organic substances 2 Inorganic salts 1 Carbohydrates 1 Protein 8 Lipids Total nitrogen 1.6 Total phosphorous 0.3 Is this enough to include the whole richness of human life?

53 53 Responsible for dictum --- brain

54 54 Мозг используется на 10% 90% глия R. Douglas Fields, The Other Half of the Brain, Scientific American, April 2004 Neuroscientists failed to detect signaling among glia. They incorrectly assumed that if glia could chatter they would use the same electric mode of communication seen in neurons. What they missed, and what advanced imaging techniques have now revealed, is that glia rely on chemical signals instead of electrical ones to convey messages

55 55 Specification of the brain componentry starting with the assemblage of the bits Interface between the storage in Holographic Memory and processing by Neuronal Circuitry is provided by 2D spots of Glial Cells Compare to 1D machine words - 32 bits, 64 bits The main question in understanding the workings of the brain: how to achieve high performance with slow processing elements Localized center interfacing the brain operations

56 56 Localized processing area of the brain Neuronal Circuitry CONNECTIONS Glia Cells INTERFACE Holographic Memory SHARED TRANSFORM incremental SLOW processingFAST data streaming READ PHASE CONJUGATE CHEMICAL SIGNALING R W R W R W R W R W R W R W External clock pulses at 100 GHz Glia signaling – neuron transforming asynchronous WRITE 5 · 10 5 bits 2D segments SEAUTON Concomitant material noise New Phenomenon of Nature

57 57 Гугл и мозг: основная проблема - выбор элемента - определяется всем содержанием памяти запрос ответ Google Search PageRank Im Feeling Lucky итераций / сек random walks eigenvalue of quantum measurement

58 58 Сопоставление вычислительных моделей Feature Model Memory access Volume restrictions and updates Control flow Dimensionality of data slices Turing machine sequential erasable transition diagram 0D - symbols Von Neumann computer random address space erasable list of instructions 1D - machine words Associative processing using SEAUTON content- addressable code capacity non-erasable modification of searching 2D - holographic cross-sections

59 59 Architectural specifics of the brain 1.Content-addressable access with the SEAUTON algorithm: operations per sec 2.Memory properties: - single level - practically unlimited and cost free - non-erasable and permanent - forced writing (camcorder) 3. Software features: - merger of control and data, simple algorithmic action - multitasking through interleaving atomic operations - integration of inputs through direct memory access - proliferation of copies of data - distributed activities and bootstraping

60 60 Software specifics of the brain - Subconscious mental processes Freudian psychoanalysis, neuroses and phobias, lateral thinking, intuition Intuition is perception via the unconscious Carl G. Jung - Associative learning Pavlovs conditioned reflexes, behaviorism: conditioning and reinforcement, unconditioned reflexes - Managing information flows Integration of senses, stereoscopic vision, subliminal stimuli, stochastic resonance, concurrency and interrupts - Organization of memory Sophisticated fuzzy retrieval, pattern recognition, table-lookup procedures, amnesia, injury rehabilitation, phantom limbs

61 61 Comments on paranormal phenomena -Extra sensory perception: telepathy is a malfunction of the system, clairvoyance, precognition -Deja vu and Metempsychosis -Out-of-Body experience and Near-Death experience -Mental efforts of healing -Metaphysical conceptions: vital force in organic life - Effects of collective unconsciousness

62 62 Заключительные комментарии - 1 Дополнительный слой в основании Природы - клеточно-автоматный механизм взаимной синхронизации Этот механизм естественным образом охватывает все свойства материального мира: - генерирует полный спектр стабильных элементарных частиц - превносит нечто колебательное --- квантовая механика - включает дальнодействие --- гравитация, никакой «темной» материи - создаёт голографическую организацию Вселенной - даёт уникальное объяснение свойству нелокальности Всеобщее осознание необходимости ведения информационного ингредиента в описание физической Вселенной.

63 63 Возникновение физического пространства и времени Клеточно-автоматная модель – топологическая структура Метрические стандарты длины и времени определяются параметрами появляющихся спиральных кернов материальных квази-частиц максимальная скорость Время – выражает периодичность материальных явлений

64 64 Исконная необратимость времени recording layer Two time scales in natural phenomena Термодинамическая необратимость носит статистический характер Тотальная запись --- Digital Life --- приводит к казуальной необратимости

65 65 Заключительные комментарии - 2 Аналогия с передачей электрической энергии Она из самых глубоких загадок Природы - это контраст между мёртвой и живой материей ( Г. Вейль) Phenomenon of Life --- extracorporeal information control --- Жизнь - это Облачные Вычисления Организация физической Вселенной предстаёт как Интернет

66 66 Technology of today is the science of tomorrow Camcorder organization of memory Recording is mandatory and continuous Free unlimited capacity Permanent and non-erasable Continuing replication of data Total associative search Penfields movies Shared wireless access: stream processing and cloud computing on common holographic storage Hz

67 67 Заключительные комментарии - 3 Правильная догадка сопровождается ощущением ненужности доказательства В.И. Арнольд Когда вы начинаете доказывать очевидную вещь, она становится менее очевидной М.Т. Цицерон Что есть истина? Как отличить кошку от собаки? Логическая сила опровержения --- контрпример, алиби Установление истины как задача распознавания Experimentum Crucis Аналогия с детективной историей

68 68 Три основных критерия истины 1.Соответствие фактам «...тем хуже для фактов» Гегель 2.Всеобъемлющая согласованность минимум гипотез - максимум следствий Оккам 3.Прагматические последствия паровая машина дала науке больше, чем наука паровой машине Лорд Кельвин

69 69 Valuation of knowledge The history of science is not a steady progress from one achievement to another Could we be wrong about everything? A breathtaking claim: not just a particular theory, but perhaps the whole fabric of scientific theory could be wrong Coherence is taken as an indicator of the probable truth of a set of beliefs Cited from Keith Parsons textbook: Copernican Questions Science is not hill climbing They think that they gradually approach the Truth

70 70 Двa решающиx конфликта с современной физикой 1.«Не-открытие» гравитационных волн Научная значимость теории определяется возможностью её фальсификации --- Карл Поппер Если гравитационные волны будут обнаружены, вся предложенная конструкция оказывается несостоятельной - исчезает голографический механизм Вселенной 2.«Абсурд» нелокальности If quantum entanglement ``is correct, it signifies the end of physics as a science' --- Albert Einstein Нелокальность взаимодействия никоим образом не вписывается в существующую картину Вселенной - представленное объяснение является уникальным

71 71 Non-discovery of gravitational waves: Failure or Success? LIGO (Laser Interferometer Gravity-wave Observatory) Bailout --- Advanced LIGO --- extra $450 millions 2014 Says Jay Marx, LIGO director : Will be able to see 1,000 times as many sources of gravity waves as the current LIGO. … Either we'll see a signal or Einstein's general theory of relativity will be wrong Started a decade ago: a new window in the Universe in addition to optical signals, radiowaves, X-rays So far no gravitational waves have been observed The nondetection of a signal from GRB is an important step toward a very productive synergy between gravitational-wave and other astronomical communities

72 72 Удивительная нелокальность tea or coffee tea or coffee Einstein-Podolsky-Rosen Paradox Recent experiments have revealed Entangled mechanical oscillators Nature, 459, pp , June 4, 2009, Letters to Editor Distant transfer of impact Научные исыскания полагаются на некотрые естественные и необходимые гипотезы, и трудно не предположить, что влиянием очень отдаленных объектов можно пренебречь Анри Пуанкаре

73 73 Телепортация энергии по схеме Masahiro Hotta Energy-Entanglement Relation for Quantum Energy Teleportation,

74 74 Генерация энергии по PRIME схеме (Parametric Resonance In Motion Entanglement) EAEA EBEB Hz Modulating B A Using Quantum Non-locality for Generation of PRIME Energy: Parametric Resonance In Motion Entanglement non-locality-for-generation-of-prime-energy-parametric-resonance -in-motion-entanglement?

75 75 Возможность производить движение: forced oscillations vs. self-oscillations The law of the conservation of energy simply means that in isolated systems there is something which remains constant F(x(t)) = 0 Delayed influence F(x(t)) = g(θ(t-δt), x(t-δt)) The operational machinery of interactive holography F(x(t)) + Δ(x(t)·δt = f(t, δt) basic correction of external locality nonlocality drive

76 76 Интерпретация идей Н.А.Козырева N.A.Kozyrev, an outstanding astronomer and natural scientist, enriched the dynamic picture of the World by introducing a new entity, possessing active properties and coinciding with neither matter, nor field, nor space-time in its usual understanding. This entity is difficult not only for intuitive or logical perception but also for a verbal description since a proper complex of concepts and images for dealing with the new ideas is yet to be developed. The researchers read N.A.Kozyrevs works in different ways, accentuating different aspects and viewing the subject from different angles. Various interpretations: - a meta-interaction, embracing the whole material world; - a material carrier (a certain medium), directly converting cause into effect - N.A.Kozyrevs causal mechanics contains a substantial time construction, the causal nature of the fundamental irreversibility. О существовании «потока времени» (из статьи А.П. Левича)

77 77 Инфраструктура обеспечивает информационный контроль и снабжение энергией Энергия мышцы --- Cloud Computing Аналогия с USB port Компьютер полностью обеспечивает целенаправленное движение Биологическое микро- и макро-перемещения

78 78 Как живой организм противостоит распаду? According to E. Schrödinger A living organism continually increases its entropy, and thus tends to approach the dangerous state of maximum entropy, which is death What then is that precious something contained in our food which keeps us from death? An organism feeds upon negative entropy Or put it less paradoxically, the essential thing in metabolism is that the organism succeeds in freeing itself from all the entropy it cannot help producing while alive Metabolism means change or exchange. That the exchange of material should be the essential thing is absurd. Any atom of nitrogen, oxygen, sulphur, etc., is as good as any other of its kind; what can we gain by exchanging them?

79 79 Источник мышечной моторики Albert Szent-György: The more data we collect regarding muscle the less we understand its functions. Here we have approached a chasm going through the whole medicine and biology Different conception of energy and entropy (1) Source of motivity --- External hot clock Hz (2) Protection of orderliness --- Information feedbacks

80 80 Пища и снабжение энергией A bumblebee can travel 2,000 miles on the energy found in one teaspoon of nectar--but each flower supplies only enough to keep the bee going for one minute. So they must feed all day, stopping at over 100 flowers on each trip from the nest. Some beetles would need daily intake of food twice their own mass The common view is that organisms feed upon energy Menu in some restaurants indicate energy content of every dish Needless to say, taken literally, this is just an absurd E. Schrödinger, What is Life, The Physical Aspect of the Living Cell

81 81 Живой организм как вечный двигатель Необходимость технического обслуживания Замена изношенных частей – противодействие увеличению энтропии Конечность жизненного цикла Питание биологических организмов – это не снабжение энергией, а метаболизм «техобслуживания» – поставка «отрицательной энтропии» (Э. Шредингер) Разрушение не происходит вследствие износа компонентов, смерть есть результат исчерпания информационных ресурсов управления организмом

82 82 Post Scriptum Материалы для дополнительной дискуссии

83 83 Experimentum Crucis Electromagnetic cancer Decades of research have brought inconclusive results Seeing with the tongue Testing the surmised wireless access to human memory Biological hacking Creating a clone can shorten donors life

84 84 Remote interactions of biological objects with close genetic structures Cloning Clones do not start ab ovo - they inherit the age of the donor HYPOTHESIS: creating clones may shorten donors lifespan L = ρ/ [ 1 – ( 1 – ρ N+1 )] The remainder of donors life, L, has been estimated to reduce by 60% for one clone, and 30% by many (ρ – overlapping factor) Clones may inherit conditioned reflexes A possibility to recover memory contents of departed persons Antibiotic resistance Public health concern - emergent resistance of bacteria to antibiotics Buildup of resistance in the absence of a traceable exposure Networks of bacteria as a single organism HYPOTHESIS: microorganisms with some property germinated in a secluded location can induce global proliferation of similar microorganisms

85 85 Challenge any paradigm neglecting nonlocality Evaluating the results of the monumental physical experiments Probe B Inconclusiveness of space-time distortions LIGO (Laser Interferometer Gravity-wave Observatory) Non-discovery of gravitational waves either we'll see a signal or Einstein's general theory of relatively will be wrong," LHC (Large Hadron Collider) Long expectations: dark matter, Higgs boson, extra dimensions, SUSY

86 86 Observation of afterimages in comparison with expectations from the photo camera analogy Gaze at a bright object, then close your eyes --- you will get an afterimage in your head. So, what will happen if you move your head keeping the eyes closed? S. Berkovich, Probing the Architecture of the Brain in Experimentation with Afterimages, Proceedings of the International Joint Conference on Neural Networks Washington, DC, July 10-16, Volume 1, pp ,

87 87 Работа мозга: внутренняя активность или внешняя проекция? Экран или картина: следует ли изображение за движением рамки? Экспериментальная проверка: следуют ли возбуждённые участки мозга за перемещениями головы?

88 88 Probing the detachment of afterimages with different movements of the head complanar non-complanar orthogonal no detachment detachment change in size

89 89 Changes in size of afterimages with orthogonal movements F. V. Taylor, Change in size of afterimage induced in total darkness Journal of Experimental Psychology, 29, pp , 1941 R. L. Gregory, J.G. Wallace, and F.W. Campbell, Changes in the size and shape of visual after images observed in complete darkness during changes of position in space Quarterly Journal of Experimental Psychology, 11, pp , 1959 As you move ahead the afterimage shrinks, disappears, and then reappears

90 90 Moon Illusion is a psychological effect * * * * * * * * * * * Gabors hologram magnification Horizon observations in consecutive months Orion

91 91 Работа мозга : внутренняя активность или внешняя проекция Экран или картина: следует ли изображение за движением рамки? Экспериментальная проверка : следуют ли возбуждённые участки мозга за перемещениями головы ?

92 92 Работа мозга : внутренняя активность или внешняя проекция Экран или картина: следует ли изображение за движением рамки? Экспериментальная проверка : следуют ли возбуждённые участки мозга за перемещениями головы ?

93 93 Communications in the informational infrastructure Apportioning the bandwidth among zillions of users Biological objects share communication resources through localization of signals and modulation of conformational oscillations of macromolecules DNA random structure - unique identification in Code Division Multiplexing Biological individuality, immunological memory, organ transplantations Extra Sensory Perception Inconclusive observations --- A rare malfunction of the system Mechanotransduction – changes cell development under strain Controlling stem cells commitment Exposure to nanoparticles Puzzling toxicity of nanoparticles is determined primarily by their size irrespective of chemical composition due to adherence to DNA Mad cow disease Propagation of prion re-foldings Effects of the Hz frequency --- driving clock pulses Cell phones hazards, worries of bee extinction Управляющие информационные сигналы и энергия для их реализации связаны (как электропитание через USB port)

94 94 Caring for the informational fabric of Life 1. Gene therapy --- Stem cells Substitution of a bad gene by a good one seems valuable Yet this may disrupt the outside flow of information control damaging an established functionality Basically --- constrained individual effect 2. Massive injections of new genes --- extended collective effect The underlying information of living systems cannot be screened from signals of genetically engineered products across the species Transformations may occur in a global scale 3. Rising public health problems: Obesity Alzheimers disease D iabetes Autism Nurture or Nature? Can be neither: DISTORTION OF THE UNDERLYING CONTROL INFORMATION

95 95 Технические характеристики мозга Slow elements Huge memory capacity Super-effectiveness of information retrieval Incredible reliability and durability Fault-tolerance Robustness Distributed operations and centralized control Multitasking … just to name few ………

96 96 Проблема разделения многозначного ответа: primitive operation in a computational model must act upon one and only one element (1) Starting point: Content-addressable access in holographic memory does not include a mechanism to select individual elements from the retrieved subsets (2) Uncertain situation: What is the most meaningful element and how to extract it? (3) Attractive idea: The astonishing performance of the Googles PageRank procedure (4) Pivot challenge: -- Shrödingers equation measurements Effective implementation of something like PageRank using minimum resources

97 97 The logical significance of the SEAUTON process (Singleton Extraction AUTONomous) gnothi seauton -- know thyself (The Ancient Greek aphorism) Inscribed in gold letters over the Temple of Apollo at Delphi. Its authorship has been ascribed to Pythagoras and some other sages. Sometimes an extended version of this motto is cited as "Know thyself – and thou shall know all the mysteries of the gods and of the universe." The SEAUTON process implements the mechanism of the AXIOM OF CHOICE. AC was formulated about a century ago, considered a great controversy. It is a basic assumption in many parts of mathematics --- The Fifth Law of Thought (Cantor) Центральная проблема --- выбор элемента из множества

98 98 Human brain as a detector of absolute relocations

99 99 Что такое энергия? Six Easy Pieces, page 71 It is important to realize that in physics today, we have no knowledge of what energy is. We do not have a picture that energy comes in little blobs of a definite amount. It is not that way. However, there are formulas for calculating some numerical quantity, and when we add it all together it gives … always the same number. It is an abstract thing in that it does not tell us the mechanism or the reasons for the various formulas.

100 100 О трёхмерности пространства quiet Голографическая модель мозга физическое пространство пространство восприятия Два типа распространения волнового возбуждения Принцип Гюйгенса (б) – движение с чётким фронтом Возможно только в трёхмерном пространстве (а)(б) С.Я. Беркович, « О размерности информационных структур в пространстве восприятия», Биофизика, 21, 6, , 1976