Прынцып выключэння Blockchain і Паўлі

Для штотыднёвага разумення і натхнення - праверце мой бюлетэнь!

Праблема двайны выдаткаў

Арыгінальныя паперкі Bitcoin заклалі аснову Blockchain. У рэфераце Сатосі Накамото акрэслівае адзін з рэвалюцыйных аспектаў гэтай новай тэхналогіі.

Мы прапануем вырашыць праблему двайных выдаткаў з выкарыстаннем сеткі "аднагодкаў"

Я хачу пачаць з кароткага агляду значных кампанентаў сістэмы Blockchain, выкладзеных у гэтай дакументальнай працы. Затым я хачу паглядзець на цікавыя падабенствы паміж гэтай тэхналогіяй і фундаментальным законам прыроды: прынцыпам выключэння Паўлі.

Уявіце, у мяне ёсць лісток паперы, які змяшчае ўсе грашовыя абмены паміж групай сяброў. Я іх нумарую ў парадку ўзнікнення і патрабую ад удзельнікаў транзакцый падпісаць свае імёны побач з аперацыямі ў якасці праверкі. Некалькі праблем відавочныя. У ідэале, як захавальнік гэтага спісу, мая задача складаецца ў тым, каб праверыць, ці ніхто не ўдзельнічае ў большай колькасці транзакцый, чым дазволена іх рэшткамі, гарантуючы, што яны не падвойваюць марнаваць свае грошы. Аднак, з'яўляючыся адзіным захавальнікам гэтага дакумента, я па маім меркаванні лёгка складаю аднімаючыя транзакцыйныя лініі.

Blockchain тэхналогія выдаляе цэнтральную ўладу (мяне), даючы кожнаму ўдзельніку здзелак сваю ўласную копію спісу транзакцый. Узнікае яшчэ адна праблема - як мы гарантуем, што ва ўсіх ёсць аднолькавая копія гэтай кнігі? Акрамя таго, як мы дадаем транзакцыі ў адну копію і забяспечваем правільнае абнаўленне ўсіх астатніх у рэжыме рэальнага часу? Чаму я не магу проста рэдагаваць сваю копію і даць сабе бясплатныя грошы?

Улічваючы, што цэнтральнага органа няма, уся сетка павінна ўзгадніць адзіную гісторыю транзакцый. Гэта робіцца наступным чынам: кожны член размеркаванай сеткі атрымлівае спіс транзакцый. Пэўная колькасць з іх збіраецца ў блок, і праверка працы вылічваецца вузламі ў сетцы. У кнігу, у якую ўся сетка будзе лічыцца сапраўднай, - гэта адна з найбольш вылічальных работ.

Гэтую ідэю працы можна лічыць складаным рашэннем матэматычнай галаваломкі. Вылічальная праца па сутнасці звязана з кожным блокам транзакцый, кожны блок змяшчае нейкую частку папярэдняга блока ўнутры (блокі прыкаваны). Гэта азначае, што калі вы хацелі вярнуцца і падрабіць старую транзакцыю - вам не толькі прыйдзецца змяняць канкрэтную транзакцыю, але і перарабляць усю працу, пакуль ваш blockchain не будзе доўгім, чым першапачатковы. Толькі тады ўся сетка аднагодкаў будзе лічыць, што ваша кніга з'яўляецца сапраўдным. Аднак гэты працэс цалкам невыканальны, паколькі неабходны аб'ём працы будзе астранамічным. Акрамя таго, пакуль вы занятыя ўзламам, сапраўдны Blockchain пастаянна расце ў памерах, так што ваш ніколі не паспее дагнаць. У гэтым артыкуле каротка змешчана дадзеная канцэпцыя:

"Сеткавыя пазнакі часовых пазнак, уключаючы іх у пастаянны ланцужок хэшавай праверкі працы, ствараюць запіс, якую немагчыма змяніць без перапрацоўкі праверкі працы. Самы доўгі ланцуг служыць не толькі доказам паслядоўнасці падзей, але і доказам таго, што ён пайшоў з самага вялікага пула магутнасці працэсара ".

Прынцып выключэння Паўлі

Амаль што банальна адзначыць, што ніводная рэч ніколі не бывае ідэнтычнай. Нават у вельмі аптымізаваным вытворчым працэсе малюсенькія дэфекты заўсёды прысутнічаюць, каб іх патрабавальнае вока звярнула ўвагу. Аднак у сферы мікраскапічнага квантавага свету ўсё інакш. Электроны цалкам ідэнтычныя такім чынам, што ніякіх макраскапічных аб'ектаў няма. Тут няма магчымасці адрозніць іх. Сучасная тэорыя квантавых палёў робіць гэта ўзгоднена, апісваючы, што электроны часціц проста ўзбуджаюць вібрацыйныя рэжымы ніжняга поля.

Няма двух ферміёнаў не могуць мець аднолькавы квантавы стан

Гэта сцвярджэнне прынцыпу выключэння Паўлі, змешчанага ў адным з маіх студэнтаў-квантавых тэкстаў. Квантовы стан абазначаецца пэўнай канфігурацыяй квантавых лікаў. Гэтыя лічбы ўяўляюць сабой такія рэчы, як спін, імпульс і іншыя параметры. Ферміёны - гэта пэўны клас элементарных часціц, да якіх належыць электрон. Параметр спіна для ферміёнаў абмежаваны паўзначыннымі значэннямі, а другі клас элементарных часціц, бозонаў, мае цэлыя значэнні для спіна.

Прасцей кажучы, прынцып кажа, што для любых двух электронаў лікі, якія абазначаюць іх квантавы стан, ніколі не могуць быць аднолькавымі. Гэта не спецыяльнае правіла, сфармуляванае Вольфгангам Паўлі, але наступства, якое вынікае з правілаў квантавай механікі. У макраскапічным свеце мы можам абазначыць стан чагосьці, указаўшы яго становішча і імпульс (як функцыі часу). З гэтага стану мы можам вылічыць, што будзе рабіць наш аб'ект ва ўсе наступныя моманты. У мікраскапічным свеце, аднак, стан прадстаўлены дзяржаўным вектарам. Мы не можам вызначыць дакладнае становішча і імпульс часціц (як гэта дыктуе прынцып нявызначанасці Гейзенберга), таму гэты стан не ўтрымлівае пэўных, дэтэрмінаваных фактаў. Яна змяшчае ўсю імавернасную інфармацыю, якая тычыцца сітуацыі. Прынцып выключэння Паўлі з'яўляецца следствам таго, як мы пішам вектары стану для шматчастичных сістэм электронаў. Калі б які-небудзь з гэтых электронаў меў аднолькавыя квантавыя колькасці - стану было б бессэнсоўным.

Багацце і недахоп

Пасля прасвятлення многія майстры дзэн прыдумляюць адзіночныя выслоўі, каб уключыць сукупнасць свайго вопыту. Вось адна з шматлікіх фраз Дагена:

Адкіньце цела і розум - выскачыце ад багацця і недахопу

Выскачыўшы ад багацця і недахопу - якая збянтэжаная думка! Мы існуем у свеце ў рамках гэтай дыхатаміі, але Доген заклікае нас выйсці за рамкі. Выходзячы за межы - ён азначае ўзаемапранікальную прыроду гэтых двух процілегласцей. Пастаноўка blockchain і прынцыпу Паўлі праліць святло на тое, што маецца на ўвазе.

У нас ёсць два глабальныя правілы: адно, якое кіруе Сусветам, і адно, якое кіруе сістэмай. Адзін ствараецца, другі адкрываецца.

Як вы вырашаеце праблему двайных выдаткаў?
Як вы гарантуеце, што ні два ферміёны не знаходзяцца ў адным квантавым стане?

Прынцып выключэння Паўлі выходзіць з квантавай механікі - нам не трэба дамагацца, каб часціцы прытрымліваліся яго, бо гэта следства нашай папярэдняй навукі. Тут няма несумленных электронаў - ні адзін з іх не будзе пранікаць у той самы квантавы стан, як адзін. Гэты прынцып з'яўляецца непарыўным аспектам электронаў. Гэта дае нам абмежаванне, якое адсутнічае. Напрыклад, у валентнай абалонцы (вонкавай абалонцы) атама не можа быць неабмежаваных электронаў. Менавіта з-за гэтага недахопу ў нас ёсць мноства малекул у свеце. Толькі гэты факт спараджае перыядычную табліцу элементаў і ўнутраную механіку зорак.

Праблема двайных выдаткаў - гэта інтуітыўны, амаль банальны прыклад балансу паміж багаццем і недахопам. Вы не хочаце, каб хто-небудзь патраціў манеты, якую яны ўжо патрацілі - калі іх не хапае, вы не хочаце, каб яны фальшыва патрабавалі дастатку. Тут усё становіцца цікавым і дзе blockchain пачынае адлюстроўваць прыроду. Доказ працы неаддзельны ад блока, сістэма звязана разам такім чынам, што лакальнае змяненне (спроба злосна змяніць транзакцыю) аказвае глабальнае ўздзеянне (трэба перарабіць кожны папярэдні блок). Сапраўды гэтак жа змяненне квантавага стану электрона ў малой сістэме (лакальнае змяненне) аказвае глабальны эфект змены вектара стану ўсёй сістэмы. Такога роду непарыўнае ўзаемасувязь не толькі патрабуе захавання прынцыпу, але і патрабуе яго. Я думаю, што гэта меў на ўвазе Доген, апісваючы скачок ад багацця і недахопу. Мы ніколі не можам жыць без палярнасці - але выкарыстанне іх рэлятыўнасці - гэта тое, што дае нам сапраўднае багацце.

Назіранне таго, як функцыянуе прырода, з'яўляецца добрым спосабам знайсці натхненне для ўласных тварэнняў. Без даверу і аўтаматычнае выкананне правілаў - характэрная рыса прыроды - і Blockchain паспяхова змяніў гэтую тэхніку.

Літаратура

Папера: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf

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

Квантовыя тэксты: Уводзіны ў КМ ад Griffiths - Прынцыпы ШМ ад Шанкара