El meu nom és Seth Lloyd, sóc professor d'enginyeria mecànica quàntica al MIT,
i sóc membre adjunt de la facultat del Santa Fe Institut.
I sóc aquí per parlar-vos sobre informació i Teoria de la Informació.
No és un secret que el món està inundat d'informació, som al mig d'una revolució
en el processament d'informació basat en ordinadors ultraràpids i comunicacions
de banda ampla i smartphones i tot això. Però què és la informació?
Com la describim i com la manegem d'una forma matemàtica i científica?
Hi ha una famosa cita de Gregory Bateson, que diu, OK, "Què és la informació?"
"És la diferència el que marca la diferencia?"
Què vol dir això? En realitat, no tinc ni idea què vol dir.
La diferencia que marca la diferencia. Massa difícil per a mi.
Però comencem amb la idea de diferència que d'alguna manera, la informació,
que prové de la paraula llatina "informar", canviar la forma de, la informació té
relació amb allò que ens fa ser nosaltres mateixos.
Què em fa ser jo? Com ara la informació genètica del meu ADN, el color de la meva
camisa o la meva falta de cabell. Això és una forma que posseeixo. Doncs,
Què és la informació? Una bona forma de pensar sobre això és "com la mesurem?"
Podem mesurar la informació? Quina és la unitat d'informació?
Una bona forma de pensar-hi és en termes d'energia.
L'energia és un concepte antic. Prové d'Aristòtil.
'Energon'.
'Energon' és el treball intern. 'Ergon' és treball, o treballador, i 'energon' és
treball, d'alguna manera, dins d'una cosa.
Fa uns anys, quan era un estudiant de postgrau, vaig assistir a la primera Escola
d'Estiu del Santa Fe Institut el 1998, solia sortir a un bar a El Farol,
un antre local. Estava un dia fent un beure, un vespre.
Vaig començar a parlar amb la persona del costat i la seva feina era anar a les cases
de la gent i netejar els seus vidres de vibracions nocives.
Em va explicar que les vibracions dels vidres tenien quantitats tremendes d'energia
i aquesta energia és, per naturalesa, bona i positiva. Però a vegades els vidres
absorveixen energies negatives de la gent que et ve a visitar, i ell practicava
cerimònies involucrant energies dels dofins i éssers angelicals per eliminar
les energies nocives dels vidres.
Aleshores li vaig dir, "Mira, saps què, jo sóc físic i és veritat que hi ha
energia en les vibracions dels vidres, però aquesta és molt molt petita!
La quantitat d'energia és molt més petita que la que hi ha en aquest tros de formatge!"
Aleshores em va dir quants diners guanyava invocant les energies dels dofins i els
éssers angelicals i em vaig haver de tancar la boca perquè estava fent molts
més diners que jo com a postdoctorand a Los Alamos.
Però una de les coses més importants sobre l'energia és que podem mesurar-la.
Els grans avenços en l'estudi de l'energia vénen del segle XIX quan la gent va
adonar-se que la calor era una forma d'energia, que es podia transformar en
treball, i que es podia mesurar la quantitat d'energia en la calor, es podia
mesurar la quantitat d'energia en el treball, independentment de si provenia
originalment dels àngels o els dofins.
I el mateix és veritat per a la informació.
Pensem que la informació té gran importància.
És quelcom que extraiem dels nostres iPhones, quelcom que em dius, que et dic.
Marca una diferència per a nosaltres. Però si podem realment intentar mesurar
la informació, haurem fet un gran avenç. I, de fet, és ben sabut que hi ha una
unitat d'informació. El bit.
El bit és una unitat d'informació, que significa 'dígit binari',
inventat per John Turkey a IBM que després va ser usat per Claude Shannon, qui va ser
el fundador de la teoria de la informació moderna.
La idea és que el bit és una mesura de la diferència. Un bit mesura la distinció
entre dues possibilitats, famosament anomenades 0 i 1.
Però podria ser qualsevol tria de dues possibilitats, veritat i fals, sí i no,
si diem que algunes coses són molt calentes i d'altres molt fredes, mostrant que la
informació és, a vegades, aproximada.
I la manera en que aquesta revolució en el processament d'informació del que som part
funciona és que els ordinadors, que són aparells que processen informació,
trenquen la informació en les seves parts més petites, bits, i aleshores inverteixen
aquests bits.
Per exemple, 0 canvia a 1 i 1 canvia a 0 és un 'bit flip'.
O, en termes de la lògica, s'anomena una negació.
Doncs, no-veritat és fals, i no-fals és veritat.
Així, si tenim aquesta noció binària de la informació, podem parlar alhora de la
unitat fonamental de la informació, el bit, i també podem parlar sobre el
processament de la informació.
I bàsicament, aquesta revolució en el processament de la informació en que
participem prové de trencar la informació en les seves peces més petites, bits,
i després invertir aquests bits de forma sistemàtica.
De fet, si mirem dins el nostre cervell, que processa informació, les nostres
neurones són cèl·lules que prenen informació de moltes altres neurones
i després decideixen canviar d'un estat quiescent, que anomenem 0, a un d'actiu
que anomenem 1.
I després, aquest bit d'informació, aquest 1, aquest estat actiu és processat
i propagat electromagnèticament a altres neurones que s'activen a si mateixes
i tot el que està tenint lloc dins els nostres caps són aquestes inversions i
processament i transmissió de bits.
I això és tot el que passa dins el teu PC, el teu Mac, el teu iPod, el teu iPhone
o qualsevol altre aparell de processament d'informació.
I des d'aquesta perspectiva, que hi ha una unitat d'informació, que podem mesurar
la informació, obtenim tota la teoria de la informació i tota la computació.
Així doncs, deixeu-me descriure com funciona això amb una mica més de detall.