Когда Лео Силард подключился к рассмотрению мысленного эксперимента Максвелла, он надеялся развеять появившиеся метафизические дискуссии, породившие как анимистические, так и виталистические рассуждения о возможности «вечного движения», которое агент Максвелла – если считать его легитимным концептом – сделал бы реальностью[29]. Вместо этого он представил чисто механический способ действия максвелловского агента в вычислительных терминах и снабдил его способностью запоминать и оценивать все сделанные им наблюдения и, следовательно, быть способным компенсировать неизбежные затраты энергии за счет понимания того, как их можно было бы снова сбалансировать[30]. Основное предположение Силарда[31] состояло в том, что способности этого совершенного наблюдателя должны быть учтены в терминах измерения и вычисления, иначе – если наблюдение не формализовано – ценность мысленного эксперимента для обоснования классического понятия экспериментальной науки сразу же сводится на нет (поскольку по определению такое наблюдение выходит за рамки условий эксперимента). Чтобы описать демона-наблюдателя в этих терминах, Силард ввел в условия «информацию» и «память», хотя он говорил не об «информации» как таковой, а о результатах измерений, которые необходимо было запомнить в любой «форме» (Gleick, 2011). Он эффективно трансформировал первоначальную максвелловскую концепцию демона, действующего механически, как термостат, в deus ex machina, искусственное разумное существо, которое может запоминать любые переживания, испытываемые им во время измерения.
Но были проблемы и с доведенными до совершенства, в манере Силарда, способностями. Как только мы предполагаем, что система должна быть квантована, чтобы ее можно было измерить и, следовательно, запомнить, мы имеем дело с неизвестными величинами микроскопических переменных. Они «позволяют системе принимать большое разнообразие квантованных структур»: стохастические определения (детерминизм Лапласа) применимы только к более низким частотам, таким как частоты термостата (по сути, вид разума, который подразумевал Максвелл), но не к более высоким частотам, как у осциллятора (переосмысление разума Максвелла Силардом); более высокие частоты не отображают стохастических распределений; положение и величина волн не могут быть наблюдаемы одновременно, и, следовательно, такое наблюдение включает в себя вероятности. Даже если бы совершенный наблюдатель применил свои совершенные способности путем измерения (объективно), его предположение не позволило бы обозначить вероятности в сторону субъективности против предположительно стохастического распределения объективной природы.
Вероятность входит в картину лапласовского детерминизма в том смысле, что движение молекул должно измеряться и рассчитываться в популяциях (а не индивидуально). Это подразумевает выдвижение на передний план определенной роли кода в этом измерении и вычислениях[32]. Вероятностные методы отличаются от стохастических своей ролью в шифровании. С этой точки зрения, энтропия – это термин для измерения рассеивания тепла посредством кодирования «большой величины» – достаточно большой, чтобы подсчитать совокупность возможных преобразований в идеальном состоянии, в котором каждый следующий шаг одинаково вероятен (энтропия). Основное положение термодинамики состоит в том, что общее количество энергии во Вселенной инвариантно, что к ней ничего нельзя добавить или вычесть из нее (первый закон термодинамики). Энтропия – это название этого числа и его расширений (размерность этого числа), которые шифруются в алгебраическом коде (см. Уравнение (математическое мышление)). Рассмотрение энергии подобным образом, в терминах энтропии, не зависит от семантической или субстанциальной интерпретации энергии, при этом нет необходимости знать, сколько энергии на самом деле существует во Вселенной (см. Инвариантность). Каждая система, которую может идентифицировать реальная (эмпирическая) наука, – это система, которая учитывает только криптографически познаваемое инвариантное количество энергии во Вселенной.
30
Как указывает Глейк (2011), Силард тем самым на несколько лет предвосхитил знаменитый мысленный эксперимент Тьюринга.
31
В своей габилитационной диссертации 1928 года, озаглавленной Ueber die Entropieverminderung in einem thermodynamischen System bei Eingriffen intelligenter Wesen.
32
Системы реальной физики могут считаться универсальными только в том общем смысле, что они подчиняются законам термодинамики. Но энтропийная, термодинамическая Вселенная сама по себе не может считаться настоящей физической системой, потому что сама энтропия Вселенной является предполагаемой идеализацией, которая должна служить опорой экспериментальной парадигмы науки с наименьшим возможным семантическим (смещенным) значением.