Bitcoin И Термодинамиката на изчисленията

By Bitcoin Списание - преди 1 година - Време за четене: 14 минути
Понеделник, 27 юни 2022 г. 1:00 ч

Bitcoin И Термодинамиката на изчисленията

Институтът Санта Фе има история на изучаване на сложни адаптивни системи. Bitcoin има дълбока връзка с теорията на сложността и термодинамичната теория.

Това е редакционно мнение на Спенсър Никълс, сътрудник на Bitcoin Magazine. 

„Непрекъснатият растеж и последващото непрекъснато нарастващо ускоряване на темпото на живот имат дълбоки последици за цялата планета... Това със сигурност не е устойчиво и, ако нищо не се промени, се насочваме към голям срив и потенциален срив на цялата социално-икономическа плат. Предизвикателствата са ясни: можем ли да се върнем към аналог на по-екологична фаза, от която се развихме и да се задоволим с някаква версия на сублинейно мащабиране и съпътстващата го естествена ограничаваща или стабилна конфигурация без растеж? Това изобщо възможно ли е?“ - Джефри Уест, "Мащаб"

Джефри Уест Ph.D., бивш президент на известния институт Санта Фе (SFI) и основател от групата по физика на високите енергии в Националната лаборатория на Лос Аламос, наскоро се появи на тема „Какво са парите?“ Шоу” (TWIMS), с водещ Робърт Брийдлав, за да говори за неговата математическа рамка, описваща как различни видове мрежи (включително биологични и социални мрежи), мащабират растежа си във времето. Уест и Брийдлав обхванаха бестселъра на първия „Мащаб: Универсалните закони на растежа, иновациите, устойчивостта и темпото на живот в организми, градове, икономики и компании“. В разговора си те обсъдиха какво може да ни научи термодинамиката за мрежовата структура на тези явления и включиха дискусия на Bitcoin, разбира се. В книгата си Уест използва лещата на скоростта на метаболизма на биологичния организъм и прилага концепцията, за да разбере скоростта на метаболизма на човешките социални мрежи - а именно градове, икономики и компании - и тяхната цялостна времева устойчивост в контекста на ограниченията на термодинамиката и мрежата адаптация. Правейки това, той преплита биологията, физиката и информационните науки, за да анализира настоящата икономическа траектория на човечеството и какво може да означава това за нашето колективно бъдеще на фона на зашеметяващото количество социални и технологични промени, на които вече сме свидетели.

SFI, където Уест в момента служи като съветник, е частно финансирана интердисциплинарна изследователска група, обхващаща областите на физика, химия, екология, биология, изчисления и икономика. Институтът набляга на изучаването на сложни адаптивни системи или системи с много взаимосвързани компоненти, които генерират възникващи макросистемни свойства, неочевидни, когато се разглежда всеки компонент в изолация.

Теоретичен биолог Стюарт Кауфман, един от първите Постоянни изследователи на SFI, определя сложна система като: „Система с много части и много процеси, където частите и процесите могат да взаимодействат помежду си, от което възниква кристализация на организирани части и процеси, които след това правят нещо полезно.“

Примери за сложни явления включват икономики, екосистеми и общества, както и глобалният климат. Тези видове системи често се разглеждат с инструментите на неравновесната термодинамика. По същество това е изследване на нелинейното разсейване на топлината в сложни термодинамични системи, тъй като мрежата се адаптира към условията на околната среда чрез механизми за обратна връзка, известни като неравновесни системи. Значителен пионер в тази област е Иля Пригожин, който спечели Нобелова награда за химия през 1977 г за работата си върху неравновесната термодинамика за разработването на „теория за дисипативните структури, която поддържа, че много преди да се достигне състояние на равновесие в необратими процеси, подредени и стабилни системи могат да възникнат от по-неподредени системи“.

Въпреки че работата на SFI се основава на количествени методи и твърди науки, тя се стреми да синтезира нови перспективи, независимо от тяхното привидно несъответствие. Институтът се стреми да разбере основните „споделени модели в сложни физически, биологични, социални, културни, технологични и дори възможни астробиологични светове. Американският писател Cormac mccarthy („Няма държава за стари мъже“). описание на живота в SFI:

„Научната работа в SFI винаги тласка креативността до нейните практически граници. Ние винаги ухажваме висок риск от провал. Преди всичко се забавляваме повече, отколкото трябва да бъде законно.

„Ние сме абсолютно безмилостни в разбиването на границите, създадени от академичните дисциплини и от институционалните структури. Ако знаете повече от всеки друг по дадена тема, искаме да поговорим с вас. Не ни интересува каква е темата.

„Ние сме повече от безмилостни в търсенето на най-добрите хора във всяка дисциплина. Ние ще ви докараме тук независимо от всичко и ще ви предоставим пространството и ресурсите, от които се нуждаете.

„Не ни интересува колко си млад.

„Като цяло избягваме да се намесваме във въпроси, свързани с политиката, но ако работите по програма, която включва устойчивост, околна среда или благосъстояние на хората и смятате, че имаме нещо, което можете да използвате, вдигнете телефона.

„Образователните възможности, които предлагаме – особено за младите хора – просто не са достъпни другаде. Месечен цикъл. И накрая, понякога откриваме, че поканеният гост е луд. Това като цяло ни развеселява; знаем, че сме на прав път.” 

Някои добре известни учени от изследователската общност на SFI включват Шон Керъл, Лий Смолин, Сара Уокър, Лерой Кронин и настоящ президент на SFI Дейвид Кракауер.

В едно също толкова интердисциплинарно преследване предишните епизоди на TWIMS изследваха качествата на парите през призмата на австрийската икономика и философска мисъл, като същевременно се вдъхновиха от физиката и биологичната еволюция. Минали гости на подкаста са описали Bitcoin като форма на кибернетичен живот (Майкъл Сейлър), ан разширяване на психотехнологията на човечеството (Джон Вервейке, асистент по когнитивна наука) и a форма на течна биологична годност (Джефри Милър, професор по еволюционна психология).

Научното пътуване на Уест го отведе от физиката на частиците с висока енергия до изучаването на биологията и социалните системи във всички мащаби. Изненадващо, като се има предвид, че той изучава социални феномени, Уест отбеляза, че тепърва трябва да развие дълбоко разбиране на Bitcoin и криптовалута, по-общо. За да видите как преподавателите на SFI се ангажират с Bitcoin, макар и въвеждащ, е много важен, като се има предвид авторитетът на института в областта на науката за сложността, колективните изчисления и академичните среди като цяло. Уест беше президент на SFI от 2005-2009 г беше изброено сред „100-те най-влиятелни“ в списание Time за 2006 г., така че неговото одобрение на доказателство за работа (или не) на TWIMS ще осигури значителна храна за популярния дискурс около Bitcoin и неговите екологични последици. Докато Уест не предложи никакво конкретно одобрение на Bitcoin, за щастие той не предложи никакви приписвания на служител на холандската централна банка Алекс де Фрийс или (напълно развенчаната) наука™, поддържана от "Грийнпийс" един от двамата.

Уест описа предишното си отвращение към изучаването на парите и дори сподели история за неинвестицията си в bitcoin въпреки съветите на приятели и колеги, които му препоръчваха да го прави през годините. Трябва да се отбележи, че въпреки своята донякъде кейнсианска, неолиберална икономическа гледна точка, Уест изглеждаше отворен за изследване на либертариански икономически мислители, включително такива като Мъри Ротбард и Айн Ранд по предложение на Брийдлав.

SFI имаше своя дял от сблъсъци с видни Bitcoinери в своята история. Уенс Касарес изнесе лекция в SFI през 2014 г., озаглавена „Bitcoin е Gold 2.0.” На следващата година, технологично фокусиран инвеститор в стойност Бил Милър закупен bitcoin на $200, цитирайки симпозиума на SFI от 2015 г. Той е съавтор на „Пари и валута: минало, настояще и бъдеще” с настоящия президент Дейвид Кракауер, споменавайки работата като влияние при решението си да купи. Между другото, Милър дарява института с дарение от 50 милиона долара (най-голямото му досега) през ноември 2018 г. за по-нататъшно проучване на сложни адаптивни системи.

Мелничар съобщи, „Дългата ми връзка със SFI беше сред най-възнаграждаващите в живота ми, както в личен, така и в професионален план.“ Милър дори нарече едноименния си принос „кампуса, който bitcoin построен." Завършено в края на 2021 г., първото и единствено събитие, организирано в SFI Miller Campus досега, беше озаглавено „Термодинамиката на естествени и изкуствени разпределени изчислителни системи”, а дневният му ред отбелязва „фокус върху системи, които:

Ако това не звучи така Bitcoin, не знам какво прави... 

В дневния ред е записано още:

„Термодинамиката на изчисленията е дългогодишен интерес в общностите на физиката, компютърните науки и биологията, играейки основна роля в въпроси, вариращи от проектирането на изкуствени цифрови системи до основите на физиката до теоретичната невробиология. Революцията в неравновесната статистическа физика от последните две десетилетия, понякога обобщена като „стохастична термодинамика“, осигури голям напредък в нашата способност да изследваме тази тема.“

SFI стартира a нова изследователска тема през февруари 2022 г. относно „възникващи политически икономики“, като настоящият президент Дейвид Кракауер отбелязва, че „Адам Смит трябва да отговаря на Икономиката на сложността“.

Свързвайки го с ранните дни на проекта за човешкия геном, Кракауер каза: „Духът на конкуренция и сътрудничество между институциите ще ни помогне да осветим елементите на една сложна система, която е много по-голяма от сбора на нейните части.“

Последиците от Bitcoin като икономическа система отдолу нагоре, съставена от самоорганизиращи се агенти, работещи в рамките на отворен, базиран на енергия комуникационен протокол за стойност, изглежда пестеливо с изследването на възникващи политически икономии, които SFI изглежда преследва. Това е в контраст с централно планираната фиат система отгоре надолу, която вероятно показва по-малка степен на колективна интелигентност, когато взема предвид проблема с икономическото изчисление, тъй като е свързан с централното планиране на паричната система.

Връщайки се към появата на Уест в TWIMS, той и Брийдлав участваха в широкообхватен диалог относно фракталната структура на биологичните мрежи, връзките между австрийската икономика и науката за сложността, както и какви прозрения от биологията и физиката на високоенергийните частици биха могли да подскажат за мрежовата структура на сложни адаптивни системи общо взето в контекста на термодинамичната устойчивост. Уест разгледа тези теми, тъй като те се отнасят до мащабирането на мрежовия закон на мощността. Казано по-просто, степенното мащабиране наблюдава връзката между факторите, тъй като термодинамичната система се променя в мащаба, като един фактор е в експоненциална връзка с другия. Това, което Уест и неговите сътрудници откриха, е, че човек може да обобщи подразбиращите се модели на растеж на биологичната система във времето, като използва мащабиране на четвърт степен интерпретация (следователно степенно мащабиране), разкриваща изненадващо редовни мащабиращи фактори за всички видове различни биологични организми.

Пример за тези закони за мащабиране в природата е наблюдението, че средно, когато бозайникът удвои теглото си, скоростта на метаболизма му се мащабира с показател от три четвърти (^¾). Този показател, който е по-малък от единица, предполага икономия от мащаба (наричана от Уест „сублинейно мащабиране“) на скоростта на метаболизма с размера на мрежата. Тази ефективност се доказва от факта, че по-големите бозайници живеят по-дълъг живот поради факта, че стават по-метаболитно ефективни, докато нарастват, като използват по-малко енергия на добавена клетка, докато растат. (Вижте: Закон на Клайбер от биологията.)

В действителност бозайниците растат толкова големи, като растежът в крайна сметка се изравнява (сигмоидален растеж). Това означава, че растежът, воден от икономии от мащаба, в крайна сметка води до спиране на растежа (N) и стабилен капацитет за носене, показан по-долу чрез изравняване на кривата в горния десен ъгъл. Ето защо ние като хора (средно) не продължаваме да растем по размер след определена точка от нашето развитие.

Обратно, в човешките социални мрежи артефактите на глава от населението като брутен вътрешен продукт, болести, брой патенти и брой социални взаимодействия се увеличават приблизително с показател от около 1.15 (показател, по-голям от едно), тъй като мрежата се удвоява по размер. Това е пример за връщане към мащаба или „суперлинейно мащабиране“.

Когато икономиката се удвои по размер, количеството на нейните социални явления се увеличава (средно) със 115%. Този тип суперлинейно мащабиране в термодинамичните системи предполага модел на растеж, наречен „сингулярност с ограничено време“, при което с нарастването на мрежата социалните явления се мащабират асимптотично, доближавайки се до безкрайно количество за крайно време.

Според Уест сингулярностите с ограничено време са невъзможни в термодинамичните системи и ако не бъдат избегнати по някакъв начин, те завършват със системен колапс отвъд сингулярността с ограничено време. Уест ги използва като модел за разбиране на растежа и поведението на социалните мрежи в контекста на термодинамиката и разглежда какви решения могат да се крият в тези привидно вградени структурно-функционални явления, засягащи способността ни да мащабираме обществото. 

Колапсът на мрежата при тези типове суперлинейни условия може да бъде компенсиран или отложен само чрез увеличаване на иновациите или човешката „адаптация“ в биологичен смисъл (показано по-долу), за да се стимулират печалбите от ефективността. Това „нулиране“ на иновационния цикъл рекурсивно позволява растеж поради повишаване на ефективността (Парадоксът на Джевънс), който след това продължава да захранва социалния метаболизъм на икономиката във все по-бързи и по-бързи цикли на иновации във времето. Обратно, ако тази асимптотична скорост на иновация не се осъществи, мрежата престава да функционира и настъпва колапс отвъд крайната времева сингулярност. Уест от 2008 г хартия описва феномена на нарастващия темп на технологично развитие в контекста на градовете: 

„За да се поддържа непрекъснат растеж, големи иновации или адаптации трябва да възникнат с ускорени темпове. Не само темпото на живот се увеличава с размера на града, но и скоростта, с която трябва да бъдат въведени нови големи адаптации и иновации, за да се поддържа градът. Тези прогнозирани последователни цикли на ускоряване на по-бърз от експоненциалния растеж [известен още като растеж, управляван от суперлинейно мащабиране] са в съответствие с наблюденията за населението на градовете, вълните на технологичните промени и световното население. 

Този феномен на вградени модели на мащабиране може да помогне да се обясни защо социалните мрежи се сриват и макар да не беше обсъден по време на появата на TWIMS на Уест, предполагам, че феноменът може да се вземе предвид по отношение на времевата устойчивост на валутните мрежи тъй като са свързани с термодинамиката и границите на адаптация.

Фиатна финансова система, базирана на дългове, която изисква отворен непрекъснат растеж, за да обслужва натрупващите се лихви по дълга, изглежда по своята същност неустойчива, тъй като отвореният растеж на икономиката води до свръхлинейно мащабиране на социалните показатели. Тъй като растежът на системата е неограничен и социалните явления се мащабират суперлинейно, паричната мрежа трябва да се срине в даден момент, поради мрежовите ефекти на нейната супер-експоненциална, социално-метаболитна скорост. Уест пише в „Scale“, за да опише привидно неустойчивата „ускоряваща се бягаща пътека“ на технологичната промяна, наложена от тази динамика:

„Отвореното създаване на богатство и знания изисква темпото на живот да се увеличава с размера на организацията и хората и институциите да се адаптират с непрекъснато ускоряваща се скорост, за да се избегне стагнация или потенциални кризи. Тези заключения много вероятно се обобщават за други социални организации, като корпорации и бизнеси, като потенциално обясняват защо непрекъснатият растеж изисква ускоряваща се бягаща пътека от динамични цикли на иновации.

Начин за обвързване Bitcoin, теория на сложността и дълбока термодинамична устойчивост, която намирам за доста завладяваща, е идеята за „паричната ентропия“, както е очертана в отличен Bitcoin Статия в списание от Арън Сегал, озаглавена „Bitcoin Теория на информацията: BIT.” Сегал характеризира Bitcoin като първата парична мрежа, страдаща от нулева терминална инфлация на своето парично предлагане. С други думи, Bitcoin има нулева парична ентропия, така че всяка икономическа стойност, съхранявана в мрежата, няма да се влоши от инфлацията, а по-скоро ще натрупа стойност, тъй като човечеството икономисва и увеличава създаването и разпределението на човешкото богатство с течение на времето (естественият процес на икономическа дефлация). Това стимулира платежоспособността и отразява един наистина естествен лихвен процент.

Обратно, фиатните валути поемат парична ентропия поради положителния си терминален темп на инфлация (известен още като увеличение на паричното предлагане). Паричната ентропия изисква притежателите на валутата да извършват все повече и повече икономическа работа с течение на времето, за да може капиталът им да поддържа стойността си. Това по същество е проблемът с „Червената кралица“ в действие, позовавайки се на „Алиса в страната на чудесата“ на Луис Карол: Човек трябва — от икономическа гледна точка — да бяга все по-бързо и по-бързо, само за да остане на едно и също място.

От моя прочит на „Bitcoin Теория на информацията“, инфлацията изглежда противоположна на принципите на устойчивост, тъй като инфлационните валути налагат експоненциален икономически растеж с отворен край в рамките на ограничени времеви и физически ограничения. Освен това твърдя, че това вградено задължение за непрекъснат растеж на икономика, базирана на дългове, движи системата към сингулярност с ограничено време поради суперлинейно мащабиране на социалните явления.

Както е предсказано чрез описанието на Уест на сингулярностите с ограничено време, безкрайните социални количества са невъзможни в системите от реалния свят и в крайна сметка причиняват колапс на системата. В икономическа система с неограничен растеж, този колапс изглежда най-малкото се ускорява от усложняването на паричната ентропия.

Полезен начин за мислено представяне на сингулярностите с крайно време е Диск на Ойлер. Представете си въртяща се монета, която се забавя до спиране. Тъй като въртенето на монетата се забавя, нейната скорост на прецесия или преориентацията на нейната ос на въртене се доближава до безкрайност и монетата спира настрани. Отново, физическите системи не се справят добре, когато се сблъскват с безкрайности и безкрайната скорост на прецесия отразява спирането на системата в действителност, т.е. системата се срива. Ако приравните прецесията към мрежовата адаптация, можем да разберем защо Bitcoin изглежда, че мрежата е произволно мащабируема парична система, тъй като не натрупва парична ентропия и следователно не изисква безкрайна скорост на адаптиране на мрежата (или прецесия, в случай на монета) чрез отворен растеж, за да продължи да функционира. Както и може би BitcoinСтрогото обвързване на термодинамичната работа има значение за скоростта, с която човечеството сее семената на необходимия си растеж и адаптация в бъдеще.

В сравнение с Bitcoin, агентите в рамките на фиатната парична система, инфлационна парична мрежа, са стимулирани да натрупват дълг и да изтеглят бъдещ производствен капитал, за да финансират настоящия растеж. С това всеки участник в мрежата реагира на икономическите стимули с голямо предпочитание във времето, вградени в тяхното поведение. Инфлацията по същество предизвиква форма на натрупване на системен риск чрез паричен ливъридж, като същевременно събира бъдещ икономически капитал.

Тази фиатна парична система (която Пиер Рошар нарича „високоскоростна икономика на боклука”) намалява стойността на бъдещите парични потоци чрез инфлация, докато аз бих казал, че истинската устойчивост изисква обратното: относително увеличение на стойността на нашето колективно бъдеще с течение на времето чрез естествения дефлационен процес. Това е илюстрирано от книгата на икономиста Гарет Хардин „Трагедия на общините”, тъй като е свързано със замърсяването на глобално споделените ресурсни басейни като океана, риболова, атмосферата и, в този случай, дисконтовия процент (известен още като инструмент за оценка на стойността на бъдещите парични потоци). Теорията на Хардин изглежда е приложима в контекста на обезценяването на валутата, с Bitcoin по същество сигурно приватизира създаването на пари и по този начин генерира стимул за защита на стойността на мрежата, вместо да се отклонява от сътрудничество, като впоследствие предотвратява натрупването на парична ентропия. Чрез приватизирането на паричното създаване ние избягваме динамиката на надпреварата към дъното около размиването на времевата стойност на парите, наистина забележително съображение, като се има предвид колко много парични системи са се издигали и падали през годините, връщайки човешкия прогрес назад кой знае как много поколения.

Докато човечеството се движи в прехода от централизирано планирана фиат система отгоре надолу към децентрализирана и самоорганизираща се система отдолу нагоре (където участниците на пазара откриват „естествения“ сконтов процент), това би било благо за някои от световните най-добрите учени - тези, които се занимават с теми за ентропия, мрежово мащабиране и дълбоките аспекти на термодинамичната устойчивост, като Уест - за изучаване Bitcoinпотенциалните социално-екологични и технологични ефекти от по-висок порядък. Освен това погледът на SFI за интердисциплинарно сътрудничество изглежда отлично съвпадение, като се има предвид Bitcoin безкрайната дълбочина на заешката дупка и близостта до изучаването на теорията на информацията, колективните изчисления и разпределения интелект. На фона на гореспоменатата поява на TWIMS и появата на Bitcoin дискусия в Санта Фе, публичната реторика и регулациите относно социално-екологичните въздействия на консенсуса за доказване на работа продължават да се засилват. Като такъв изглежда, че е най-доброто време за Джефри Уест и SFI да вземат оранжевото хапче.

„Мисля, че следващият век ще бъде векът на сложността.“ — Стивън Хокинг

Това е публикация за гости от Спенсър Никълс. Изразените мнения са изцяло техни и не отразяват непременно тези на BTC Inc. или Bitcoin Magazine.

Оригинален източник: Bitcoin Списание