Blockchain ja Pauli tõrjutuse põhimõte

Topeltkulude probleem

Algne Bitcoini valge paber pani aluse Blockchainile. Abstraktselt kirjeldab Satoshi Nakamoto selle uue tehnoloogia üht revolutsioonilist aspekti.

Pakume välja lahenduse topeltkulude probleemile, kasutades võrkude võrku

Tahan alustuseks anda lühiülevaade Blockchaini süsteemi olulistest komponentidest, nagu on kirjeldatud selles seminari artiklis. Seejärel tahan uurida uudseid sarnasusi selle tehnoloogia ja põhilise loodusseaduse vahel: Pauli välistamise põhimõtet.

Kujutage ette, et mul on paberitükk, mis sisaldab kõiki sõpruskondade vahelisi rahavahetusi. Ma nummerdan need toimumise järjekorras ja nõuan, et tehingupartnerid allkirjastaksid oma tehingute kõrval oma nimesid kinnitamiseks. Mõned probleemid on ilmsed. Ideaalis on selle nimekirja valvurina minu ülesanne kontrollida, et keegi ei tegeleks rohkem tehingutega, kui nende saldo võimaldab, tagades, et nad ei kuluta oma raha topelt. Kuna ma olen selle dokumendi ainus valdaja, saan oma äranägemise järgi hõlpsalt tehingute ridu lahutada.

Blockchaini tehnoloogia eemaldab keskasutuse (mina), andes igale tehingu teinud liikmele oma tehingute loendi koopia. Tekib veel üks probleem - kuidas tagada, et kõigil oleks sama pearaamatu eksemplar? Lisaks, kuidas lisada tehingud ühte eksemplari ja tagada, et kõiki teisi värskendatakse reaalajas õigesti? Miks ma ei saa lihtsalt oma eksemplari redigeerida ja endale tasuta raha anda?

Arvestades, et puudub keskasutus, peab kogu võrk leppima kokku ühe tehinguajaloo. Seda tehakse järgmisel viisil: iga hajutatud võrgu liige saab tehingute loendi. Teatud arv neist kogutakse plokki ja võrgu sõlmed arvutavad töö tõenduse. Pearaamat, millesse kogu võrk usub, on see, millesse on pandud kõige arvutuslikum töö.

Seda töö ideed võib pidada keeruka lahenduse leidmiseks matemaatilisele mõistatusele. Arvutustöö on lahutamatult seotud iga tehinguplokiga, iga plokk sisaldab mõnda osa eelmisest sisemisest plokist (plokid on aheldatud). See tähendab, et kui soovite tagasi minna ja võltsida vana tehingut - ei pea te mitte ainult konkreetset tehingut muutma, vaid tegema kogu tööd uuesti, kuni teie blokeering oli sama pikk kui algne. Alles siis usuks kogu peer-to-peer-võrk, et teie pearaamat on tõeline. See protsess on aga täiesti võimatu, kuna nõutav töö oleks astronoomiline. Lisaks sellele, kui olete hõivatud häkkimisega, kasvab tõeline Blockchain pidevalt nii suureks, et teie omadel pole kunagi aega järele jõuda. Valge raamat kirjeldab seda mõtet lühidalt:

„Võrgu ajatempel annab tehingutele räsitud räsipõhise töö tõestuse ahela, moodustades kirje, mida ei saa muuta ilma töö tõendit uuesti tegemata. Pikim ahel ei ole mitte ainult tunnistajaks sündmuste jälgimisele, vaid ka tõestuseks, et see pärineb protsessori suurimast võimsusest. "

Pauli tõrjutuse põhimõte

On peaaegu triviaalne juhtida tähelepanu sellele, et kaks asja pole kunagi täiesti identsed. Isegi väga optimeeritud tootmisprotsessis on alati pisikesi defekte, et asjatundlik silm osutaks. Mikroskoopilise kvantmaailma valdkonnas on asjad siiski teisiti. Elektronid on täiesti identsed viisil, mis pole ühtegi makroskoopilist objekti. Neid ei saa kuidagi eristada. Kaasaegne kvantvälja teooria muudab selle sidusaks, kirjeldades, et osakeste elektronid on lihtsalt alusvälja ergastatud vibratsioonirežiimid.

Kahel fermioonil ei saa olla täpselt sama kvant olek

See on avaldus Pauli tõrjutuse põhimõttest, mis leiti ühest minu bakalaureuseõppe kvanttekstist. Kvanniseisundit tähistatakse kvantarvude konkreetse konfiguratsiooniga. Need numbrid tähistavad selliseid asju nagu spin, nurkkiirus ja muud parameetrid. Fermioonid on teatud klass elementaarseid osakesi, kuhu elektron kuulub. Fermioonide tsentrifuugi parameeter on piiratud täisarvu väärtustega, kui elementaarsete osakeste teisel klassil bosonitel on spinnide täisarvud.

Lihtsustatult öeldes ütleb põhimõte, et kahe elektroni korral ei saa nende kvant olekut tähistavad numbrid kunagi kõik ühesugused olla. See ei ole Wolfgang Pauli sõnastatud ad hoc reegel - vaid kvantmehaanika reeglistikust tulenev tagajärg. Makroskoopilises maailmas võime tähistada millegi olekut, täpsustades selle asukohta ja hoogu (aja funktsioonidena). Sellest olekust saame arvutada, mida meie objekt kõigil tulevastel hetkedel teeb. Kuid mikroskoopilises maailmas tähistab olekut olekvektor. Me ei saa täpsustada osakeste täpset asukohta ega hoogu (nagu on dikteeritud Heisenbergi ebakindluse põhimõttes), seega ei sisalda see olek asja kindlaid ja deterministlikke fakte. See sisaldab kogu tõenäolist teavet olukorra kohta. Pauli välistamispõhimõte on tagajärg sellele, kuidas me kirjutame olekute vektoreid elektronide mitmeosaliste süsteemide jaoks. Kui mõnel neist elektronidest oleksid kõik samad kvantarvud - oleksid olekud mõttetud.

Küllus ja puudus

Valgustusajastu ajal jõuavad paljud zeni meistrid ainsuse juurde, et koondada kogu kogemus. Siin on üks Dogeni paljudest fraasidest:

Vabastage keha ja vaim - hüpe küllusest ja puudusest vabaks

Hüppamine küllusest ja puudusest selgeks - milline segane mõte! Me eksisteerime maailmas selle dihhotoomia sees, kuid Dogen soovitab tungivalt, et me läheksime kaugemale. Minnes kaugemale - ta tähendab nende kahe vastandite läbistava olemuse omaksvõtmist. Plokkketi ja Pauli põhimõtte sõnastus heitis valgust sellele, mida mõeldakse.

Meil on kaks globaalset reeglit: üks, mis juhib universumit, ja teine, mis juhib süsteemi. Üks on loodud, teine ​​avastatakse.

Kuidas lahendate topeltkulude probleemi?
Kuidas tagada, et kaks fermiooni pole üheski kvant olekus?

Pauli tõrjutuse põhimõte tuleneb kvantmehaanikast - me ei pea tagama, et osakesed sellest kinni peaksid, kuna see on meie eelmise teaduse tulemus. Pole olemas ebaausaid elektrone - ükski neist ei hiilga üksteisega samasse kvant olekusse. See põhimõte on elektronide lahutamatu aspekt. See annab meile piirangu, puudub. Näiteks aatomi valentskestas (väliskest) ei saa olla piiramatu arv elektrone. Just selle puuduse tõttu on meil maailmas arvukalt molekule. Ainuüksi see asjaolu annab tulemuseks perioodiliste elementide tabeli ja tähtede sisemise mehaanika.

Topeltkulude probleem on intuitiivne, peaaegu banaalne näide tasakaalust külluse ja puuduse vahel. Te ei soovi, et keegi kulutaks juba kulutatud mündi - kui neil puudub, ei taha te, et ta väidab ekslikult arvukust. Siin saavad asjad huvitavaks ja kus blockchain hakkab loodust peegeldama. Töö tõestamine on plokist lahutamatu, süsteem on omavahel ühendatud viisil, et kohalikul muudatusel (katse tehingut pahatahtlikult muuta) on globaalne mõju (peate iga eelmise ploki uuesti tegema). Samuti on elektroni kvant oleku muutmisel väikeses süsteemis (lokaalne muutus) kogu süsteemi olekuvektori muutmise globaalne efekt. Selline lahutamatu seotus ei eelda mitte ainult põhimõttest kinnipidamist, vaid ka seda. Arvan, et seda mõtles Dogen siis, kui ta kirjeldas hüppamist küllusest ja puudusest. Me ei saa kunagi elada ilma polaarsuseta - kuid nende suhete omaksvõtmine annab meile tõelise rikkuse.

Looduse funktsioneerimise jälgimine on hea viis inspiratsiooni leidmiseks meie enda loomingule. Reeglite järgimine ilma usalduseta ja automaatne järgimine on iseloomulik tunnus - ja Blockchain on seda tehnikat edukalt ümber pannud.

Viited

Valge paber: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf

Plokiahela selgitus: https://www.youtube.com/watch?v=bBC-nXj3Ng4&t=768s&frags=pl%2Cwn

Kvanttekstid: Griffiths tutvustas QM-i - Shankar tutvustas QM-i põhimõtteid