Blockchain ومبدأ استثناء بولي

مشكلة الإنفاق المزدوج

وضعت ورقة عمل البيتكوين الأصلية الأساس لـ Blockchain. في الملخص ، يحدد ساتوشي ناكاموتو أحد الجوانب الثورية لهذه التكنولوجيا الجديدة.

نقترح حلاً لمشكلة الإنفاق المزدوج باستخدام شبكة نظير إلى نظير

أريد أن أبدأ بإعطاء نظرة عامة مختصرة على المكونات المهمة لنظام Blockchain كما هو موضح في هذه الورقة المهمة. أريد بعد ذلك إلقاء نظرة على أوجه التشابه الغريبة بين هذه التكنولوجيا وقانون الطبيعة الأساسي: مبدأ إقصاء باولي.

تخيل لدي ورقة تحتوي على جميع التبادلات النقدية بين مجموعة من الأصدقاء. قمت بترقيمها بترتيب الحدوث ، وأطلب من الأطراف المتعاقد عليها توقيع أسمائها بجوار معاملاتها كتحقق. بعض المشاكل واضحة. من الناحية المثالية ، بصفتي الوصي على هذه القائمة ، تتمثل مهمتي في التحقق من عدم اشتراك أي شخص في معاملات أكثر مما تسمح به أرصدةهم ، مما يضمن عدم قيامهم بإنفاق أموالهم مرتين. ومع ذلك ، بصفتي الحارس الوحيد لهذا المستند ، يمكنني بسهولة إضافة خطوط المعاملات وفقًا لتقديري.

تعمل تقنية Blockchain على إزالة السلطة المركزية (أنا) عن طريق منح كل عضو متداول نسخة خاصة به من قائمة المعاملات. تبرز مشكلة أخرى - كيف يمكننا ضمان حصول الجميع على نفس نسخة دفتر الأستاذ هذا؟ علاوة على ذلك ، كيف نضيف المعاملات إلى نسخة واحدة ونضمن تحديث جميع المعاملات الأخرى بشكل صحيح في الوقت الحقيقي؟ لماذا لا يمكنني تعديل نسختي ومنح نفسي أموالاً مجانية؟

نظرًا لعدم وجود سلطة مركزية ، تحتاج الشبكة بالكامل إلى الاتفاق على سجل معاملة واحد. يقوم بذلك بالطريقة التالية: يتلقى كل عضو في الشبكة الموزعة قائمة بالمعاملات. يتم جمع عدد معين من هذه العناصر في كتلة ويتم حساب إثبات العمل من خلال العقد الموجودة في الشبكة. دفتر الأستاذ الذي ستؤمن به الشبكة بأكملها باعتبارها الشبكة الحقيقية هو الذي يحتوي على أكثر الأعمال الحسابية التي وضعت فيه.

يمكن اعتبار فكرة العمل هذه إيجاد حل صعب للغز رياضي. يرتبط العمل الحسابي ارتباطًا جوهريًا بكل كتلة من المعاملات ، كل كتلة تحتوي على جزء من الكتلة السابقة في (يتم تقييد الكتل). هذا يعني أنك إذا أردت العودة وإقامة معاملة قديمة - فلن تضطر فقط إلى تغيير المعاملة المحددة ، ولكن يجب عليك أيضًا إعادة كل العمل إلى أن تصبح blockchain الخاصة بك طالما كانت المعاملة الأصلية. عندها فقط ستعتقد شبكة نظير إلى نظير بأكملها أن دفتر الأستاذ الخاص بك هو الحقيقي. ومع ذلك ، فإن هذه العملية غير قابلة للتنفيذ تمامًا لأن مقدار العمل المطلوب سيكون فلكيًا. علاوة على ذلك ، وبينما كنت مشغولة بالقرصنة ، يزداد حجم Blockchain الحقيقي باستمرار بحيث لن يكون لك الوقت الكافي للحاق بالركب. توضح الورقة البيضاء هذا المفهوم بإيجاز:

"تعمل الطوابع الزمنية على الشبكة من خلال تجميعها في سلسلة مستمرة من إثبات العمل المستند إلى التجزئة ، مما يشكل سجلاً لا يمكن تغييره دون إعادة إثبات العمل. لا تُعد السلسلة الأطول دليلًا على تسلسل الأحداث التي تمت مشاهدتها فحسب ، وإنما هي دليل على أنها جاءت من أكبر مجموعة من وحدات المعالجة المركزية.

مبدأ استبعاد باولي

من التافه أن نشير إلى أنه لا يوجد شيئان متطابقان تمامًا. حتى في عملية التصنيع المُحسّنة للغاية ، توجد دائمًا عيوب صغيرة تبرزها العين المميزة. ومع ذلك ، في عالم العالم الكم المجهري ، الأمور مختلفة. الإلكترونات متطابقة تمامًا ، بطريقة لا توجد بها كائنات مجهرية. لا توجد وسيلة للتمييز بينهما. تجعل نظرية الحقل الكمومي الحديثة هذا متماسكة ، من خلال وصف أن إلكترونات الجسيمات هي ببساطة أنماط اهتزازية من المجال الأساسي.

لا يمكن أن اثنين من fermions بالضبط نفس الحالة الكمومية

هذا بيان لمبدأ استبعاد Pauli الموجود في أحد النصوص الكمّية للطلبة الجامعيين. يتم الإشارة إلى حالة الكم من خلال تكوين محدد من أرقام الكم. تمثل هذه الأرقام أشياء مثل الدوران والزخم الزاوي والمعلمات الأخرى. فرميونات هي فئة معينة من الجزيئات الأولية التي ينتمي إليها الإلكترون. تقتصر معلمة الدوران بالنسبة للفرميونات على قيم نصف عدد صحيح ، حيث يكون للفئة الأخرى من الجزيئات الأولية ، البوزونات ، قيم عدد صحيح للدوران.

ببساطة ، يقول المبدأ أنه بالنسبة لأي إلكترونين ، فإن الأرقام التي تدل على حالتهما الكمومية لا يمكن أن تكون هي نفسها. هذه ليست قاعدة مخصصة صاغها وولفجانج باولي - ولكنها نتيجة تخرج عن قواعد الميكانيكا الكمومية. في العالم المجهري ، يمكننا أن نشير إلى حالة شيء ما عن طريق تحديد موقعه وزخمه (كدوال للوقت). من هذه الحالة ، يمكننا حساب ما سيفعله كائننا في جميع لحظات المستقبل. ومع ذلك ، في العالم المجهري ، يتم تمثيل الدولة بواسطة متجه الحالة. لا يمكننا تحديد الموضع أو الزخم الدقيق للجزيئات (كما تمليها مبدأ عدم اليقين في Heisenberg) ، وبالتالي فإن هذه الحالة لا تحتوي على حقائق محددة وحتمية لهذه المسألة. أنه يحتوي على جميع المعلومات الاحتمالية المتعلقة بالوضع. مبدأ استبعاد Pauli هو نتيجة لكيفية كتابة متجهات الحالة لأنظمة متعددة الجسيمات من الإلكترونات. إذا كان لأي من هذه الإلكترونات كل الأرقام الكمية نفسها - فستكون الولايات غير منطقية.

وفرة ونقص

عند التنوير ، يأتي العديد من أساتذة Zen بأقوال مفردة لتضمين مجمل تجربتهم. إليك إحدى عبارات Dogen العديدة:

إنزال الجسم والعقل - قفزة واضحة من الوفرة والافتقار

قفز واضح من وفرة ونقص - ما الفكر المحير! نحن موجودون في عالم داخل هذا الانقسام ، لكن دوجن يحثنا على تجاوزه. من خلال الذهاب إلى أبعد من ذلك - يعني اعتناق الطبيعة المتداخلة لهذين الأضداد. إن صياغة blockchain ومبدأ Pauli يلقي الضوء على المقصود.

لدينا قاعدتان عالميتان: واحد يحكم الكون ، والآخر يحكم النظام. يتم إنشاء واحد ، يتم اكتشاف الآخر.

كيف تتعاملين مع مشكلة الإنفاق المزدوج؟
كيف يمكنك التأكد من عدم وجود فرميجين في نفس الحالة الكمومية؟

ينبثق مبدأ استبعاد Pauli من ميكانيكا الكم - لا نحتاج إلى ضمان أن تلتزم الجسيمات به لأنه نتيجة لعلمنا السابق. لا توجد إلكترونات غير شريفة - لن يتسلل أي منها إلى الحالة الكمية نفسها التي يتجاهلها الآخر. هذا المبدأ هو جانب لا يتجزأ من الإلكترونات. انه يعطينا قيود ، ونقص. لا يمكن أن يكون هناك إلكترونات غير محدودة في غلاف التكافؤ (الغلاف الخارجي) للذرة على سبيل المثال. وبسبب هذا النقص بالتحديد ، لدينا وفرة من الجزيئات في العالم. هذه الحقيقة وحدها تؤدي إلى الجدول الدوري للعناصر ، والميكانيكا الداخلية للنجوم.

مشكلة الإنفاق المزدوج هي مثال بديهي شبه عادي للتوازن بين الوفرة والنقص. أنت لا تريد أن ينفق شخص ما عملة معدنية أنفقها بالفعل - عندما ينقصها ، فأنت لا تريد منه أن يزعم وفرة. هذا هو المكان الذي تصبح فيه الأشياء مثيرة للاهتمام وحيث تبدأ blockchain في عكس الطبيعة. لا يمكن فصل إثبات العمل عن الكتلة ، فالنظام مرتبط معًا بطريقة يكون للتغيير المحلي (محاولة لتغيير معاملة ضارة) تأثيرات عالمية (تحتاج إلى إعادة كل كتلة سابقة). وبالمثل ، فإن تغيير الحالة الكمية للإلكترون في نظام صغير (تغيير محلي) له تأثير عالمي على تغيير ناقل الحالة للنظام بأكمله. هذا النوع من الارتباط الذي لا ينفصم لا يتطلب الالتزام بالمبدأ فحسب بل يتطلبه. أعتقد أن هذا هو ما يعنيه دوجن عندما يصف القفز من الوفرة والنقص. لا يمكننا أبدًا العيش بدون قطبية - ولكن احتضان علاقتها هو ما يمنحنا ثراءً حقيقيين.

ملاحظة كيف أن وظائف الطبيعة هي وسيلة جيدة للعثور على الإلهام لإبداعاتنا الخاصة. يعتبر الالتزام الأقل ثقة والتلقائي بالقواعد سمة مميزة للطبيعة - وقد أعادت Blockchain تغيير هذه التقنية بنجاح.

المراجع

الورقة البيضاء: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf

شرح Blockchain: https://www.youtube.com/watch؟v=bBC-nXj3Ng4&t=768s&frags=pl٪2Cwn

نصوص الكم: مقدمة إلى إدارة الجودة من قبل غريفيث - مبادئ إدارة الجودة من قبل شانكار