Decoding Reality
ڈیکوڈنگ ریئلٹی: کوانٹم انفارمیشن کے طور پر کائنات آکسفورڈ یونیورسٹی پریس کے ذریعہ 2010 میں شائع ہونے والی ولٹکو ویدرال کی ایک مشہور سائنسی کتاب ہے۔ ویدرل انفارمیشن تھیوری کا جائزہ لیتا ہے اور معلومات کو حقیقت کے سب سے بنیادی بلڈنگ بلاک کے طور پر پیش کرتا ہے۔ وہ استدلال کرتے ہیں کہ تمام قدرتی اور جسمانی مظاہر کو دیکھنے کے لیے یہ کتنا مفید فریم ورک ہے۔ اس فریم ورک کی تعمیر میں کتابیں معلومات کی ابتدا، اینٹروپی کے خیال، تھرموڈینامکس میں اس سوچ کی جڑیں، ڈی این اے کی نقل، سوشل نیٹ ورکس کی ترقی، مائیکرو اور میکرو سطح پر کوانٹم رویے، اور کائنات میں غیر یقینی کے کردار پر روشنی ڈالتی ہیں۔ کتاب اس حتمی سوال کے جواب پر غور کرتے ہوئے ختم ہوتی ہے: کائنات میں تمام معلومات کہاں سے آئیں؟ خیالات ذرات کی نوعیت، وقت، عزم اور خود حقیقت سے متعلق تصورات کو حل کرتے ہیں۔ مواد "تخلیق سابقہ نہیلو: کچھ بھی نہیں سے کچھ" ویدرال اس اصول پر یقین رکھتا ہے کہ معلومات جسمانی ہے۔ تخلیق ایک نھیلو کیتھولک عقیدے سے آیا ہے، یہ خیال یہ ہے کہ خدا نے کائنات کو خالی سے بنایا ہے۔ ویدرال کا کہنا ہے کہ کسی مافوق الفطرت وجود کو تخلیق کی وضاحت کے طور پر پکارنا حقیقت کی وضاحت نہیں کرتا ہے کیونکہ مافوق الفطرت وجود کو خود کو کسی نہ کسی طرح وجود میں لانا پڑے گا، ممکنہ طور پر کچھ بھی نہیں (یا مافوق الفطرت مخلوقات کے لامحدود رجعت سے)، اس طرح یقینا حقیقت کسی مافوق الفطرت وجود کے بغیر کچھ بھی نہیں سے آسکتی ہے۔ اوکیم کا استرا اصول سب سے آسان وضاحت کی حمایت کرتا ہے۔ ویدرال کا خیال ہے کہ معلومات حقیقت کا بنیادی بلڈنگ بلاک ہے کیونکہ یہ میکرو سطح (معاشیات، انسانی طرز عمل وغیرہ) پر ہوتی ہے۔ نیز ذیلی جوہری سطح۔ ویدرال کا استدلال ہے کہ اس طرح کے بلڈنگ بلاک کے لیے معلومات ہی واحد امیدوار ہے جو اپنے وجود کی وضاحت کر سکتی ہے کیونکہ معلومات اضافی معلومات پیدا کرتی ہے جسے کمپریس کرنے کی ضرورت ہوتی ہے اس طرح مزید معلومات پیدا ہوتی ہیں۔ تخلیق سابق نیہیلو ویدرال کے بیانات کے مقابلے میں 'ہر چیز کا خاتمہ' ایک زیادہ مناسب اصطلاح ہے، کیونکہ امکانات کا دباؤ اس عمل کا عمل ہے کہ نئی معلومات کیسے تخلیق کی جاتی ہیں۔ "تمام موسموں کے لیے معلومات" ویدرال ٹیرو جیسے تاش کے کھیل کے بارے میں ایک اٹالو کالوینو فلسفیانہ کہانی کا استعمال کرتا ہے جو میڈیا ریز میں پہلے سے موجود سیاق و سباق کی حقیقت تک پہنچنے والی شعوری زندگی کے استعارے کے لیے دانا ہے۔ اس کھیل میں انفرادی مبصرین/کھلاڑی (ویدرال تجویز کرتے ہیں: کوانٹم فزکس، تھرموڈینامکس، حیاتیات، سماجیات، معاشیات، فلسفہ) دوسرے کھلاڑیوں کے تعاملات سے معنی نکالنے کے لیے پیغامات کو منتقل کرنے کی کوشش کے طور پر مبہم معانی کے ساتھ کارڈ رکھتے ہیں۔ پچھلے راؤنڈز کے نتائج (معلومات) بعد کے راؤنڈز میں مبصرین/کھلاڑیوں کے لیے سیاق و سباق کے اصول قائم کرتے ہیں۔ اس کھیل کا نقطہ اس وقت تک قائم نہیں ہوتا جب تک کہ آخری کارڈ نہ کھیلا جائے کیونکہ بعد کے کارڈ پچھلے واقعات کے معنی بدل سکتے ہیں، جیسا کہ فوٹو الیکٹرک اثر کے لیے کوانٹم وضاحت کے معاملے میں کلاسیکی طبیعیات کو فوری طور پر مسترد کر دیا جاتا ہے۔ ویدرال بتاتے ہیں کہ ہماری حقیقت میں کوئی آخری کارڈ نہیں ہے۔ "بنیادی باتوں پر واپس جائیں: بٹس اینڈ پیس" شینن اینٹروپی یا معلومات کا مواد جسے کسی خاص واقعہ کی حیرت انگیز قدر کے طور پر ماپا جاتا ہے، بنیادی طور پر واقعہ کے امکان کے لوگارتھم کے الٹا متناسب ہوتا ہے، i = log (1/p)۔ کلاڈ شینن کا انفارمیشن تھیوری بیل لیبز کی تحقیق سے پیدا ہوا، جو جارج بول کی ڈیجیٹل منطق پر مبنی ہے۔ جیسا کہ انفارمیشن تھیوری پیش گوئی کرتی ہے کہ عام اور آسانی سے پیش گوئی کیے گئے الفاظ زیادہ سے زیادہ مواصلاتی چینل کی کارکردگی کے لیے چھوٹے ہو جاتے ہیں جبکہ کم عام الفاظ بے کار پن اور غلطی کی اصلاح کے لیے لمبے ہوتے ہیں۔ ویدرل زندگی کے عمل کا موازنہ جان وان نیومن کے خود نقل کرنے والے آٹومیٹا سے کرتا ہے۔ یہ دیرپا انفارمیشن کیریئر ہیں جو کاپیاں تیار کرکے فرد کے تھکاوٹ سے بچ جائیں گی جو بدلے میں مزید کاپیاں تیار کر سکتی ہیں۔ "ڈیجیٹل رومانس: لائف از اے فور لیٹر ورڈ" جینیاتی کوڈ ایک موثر ڈیجیٹل انفارمیشن اسٹور کے طور پر، جس میں نقل میں غلطی کی اصلاح کے لیے بلٹ ان کوڈن ریڈنڈنسی شامل ہے۔ "مرفی کا قانون: مجھے معلوم تھا کہ یہ میرے ساتھ ہوگا" تھرموڈینامکس کے دوسرے قانون اور معلومات کے بڑھتے ہوئے اینٹروپی کے عمل کا جائزہ لیتا ہے۔ میکسویل کے ڈیمن کو اس ناگزیر ہونے کا ایک طریقہ سمجھا جاتا تھا، تاہم اس طرح کے شیطان کے پاس معلومات ذخیرہ کرنے کی جگہ ختم ہو جائے گی اور اسے ناپسندیدہ ڈیٹا کو حذف کرنا پڑے گا اس طرح ایسا کرنے کے لیے کام کرنا پڑے گا، جس سے اینٹروپی میں اضافہ ہوگا۔ "اپنی شرط لگائیں: اسے جیتنے کے لیے اس میں" بلیک جیک بطور کنٹرولڈ رسک شینن کے انفارمیشن تھیوری امکانی فارمولوں کا استعمال کرتے ہوئے۔ کیسینو ایک 'ٹھنڈا' مالیاتی اینٹروپی ذریعہ اور جواری ایک 'گرم' مالی ذریعہ کے طور پر، ایک بار پھر تھرموڈینامکس کے دوسرے قانون کا مطلب ہے کہ طویل عرصے میں بہاؤ تقریبا ہمیشہ گرم سے ٹھنڈا ہوتا ہے۔ منظم رسک اسپریڈ بیٹس کے لیے وسیع پیمانے پر اور ہائی رسک ہائی ریوارڈ انویسٹمنٹ میں (ایک معروف امکان کو فرض کرتے ہوئے)، یہ لاگ آپٹیمل پورٹ فولیو اپروچ ہے۔ "سوشل انفارمیٹکس: کنیکٹڈ یا ڈائی ٹرائن" "چھ درجے کی علیحدگی کا مطلب ہے کہ اچھی طرح سے جڑے ہوئے لوگ زیادہ کامیاب ہوتے ہیں کیونکہ ان کے سوشل نیٹ ورک انہیں اپنی پسند کے انتخاب کرنے کے زیادہ امکانات کے سامنے لاتے ہیں۔ سماجی اور خود پر قابو پانے کی حکمت عملی کے طور پر پیشگی عزم کو بڑھانا، مثال کے طور پر جم کی رکنیت خرید کر اپنے پلوں کو جلانا تاکہ خود کو سست خود پر فتح حاصل کرنے میں مدد ملے۔ باہمی معلومات جس کے نتیجے میں سماجی اور سیاسی آبادی کے ساتھ ساتھ جسمانی نظاموں میں مرحلے کی منتقلی ہوتی ہے، جیسے کہ پانی کسی خاص نازک درجہ حرارت پر برف میں جم جاتا ہے یا مقناطیسی میدان پگھلی ہوئی حالت سے ٹھنڈا ہونے پر بعض ایٹموں میں خود بخود صف بندی کرتے ہیں۔ "کوانٹم شمونٹم: لائٹس، کیمرا، ایکشن!" ویدرال کوانٹم معلومات، کیوبیٹ کی بنیاد کا جائزہ لیتا ہے، اور اس کی غیر مطابقت کی وجہ سے ون ٹائم پیڈ کوانٹم کرپٹوگرافی کو خفیہ کاری کی سب سے محفوظ شکل کے طور پر جانچتا ہے۔ کوانٹم الجھاؤ حقیقت میں نتائج کی وضاحت میں باہمی معلومات کی اہمیت کو ظاہر کرتا ہے۔ "سرفنگ دی ویوز: ہائپر فاسٹ کمپیوٹرز" کوانٹم کمپیوٹرز کوانٹم سپرپوزیشن کے نتیجے میں بیک وقت بہت سے ڈیٹا بیس عناصر کو تلاش کرکے کلاسیکی کمپیوٹرز پر تلاش کا فائدہ پیش کرتے ہیں۔ ایک کافی حد تک جدید کوانٹم کمپیوٹر کسی بھی موجودہ کلاسیکی کمپیوٹر سے زیادہ تیزی سے بڑی تعداد میں شدت کے کئی آرڈرز کو فیکٹرائز کرکے موجودہ خفیہ کاری کے طریقوں کو توڑ دے گا۔ کسی بھی کمپیوٹیبل مسئلے کو عمومی کوانٹم سرچ الگورتھم کے طور پر ظاہر کیا جا سکتا ہے حالانکہ کلاسیکی کمپیوٹرز کو زیادہ موثر کلاسیکی الگورتھم کا استعمال کرتے وقت کوانٹم سرچ پر فائدہ ہو سکتا ہے۔ کوانٹم کمپیوٹرز کے ساتھ مسئلہ یہ ہے کہ اس بات کا تعین کرنے کے لیے ایک پیمائش کی جانی چاہیے کہ آیا مسئلہ حل ہو گیا ہے جو سپرپوزیشن کو ختم کر دیتا ہے۔ ویدرال بتاتے ہیں کہ ماحول کے ساتھ غیر ارادی تعامل کو بے کار پن کے ساتھ کم کیا جا سکتا ہے، اور یہ ضروری ہوگا اگر ہم زیادہ افادیت حاصل کرنے کے لیے موجودہ کوانٹم کمپیوٹرز کو بڑھانا چاہتے ہیں، یعنی۔ 10 کیوبیٹس کو استعمال کرنے کے لیے 100 ایٹم کوانٹم سسٹم ہوتا ہے تاکہ اگر ایک ایٹم ڈیکوہرس کرتا ہے تو پھر بھی اسی کیوبیٹ کی حالت کے لیے دیگر 9 کے درمیان اتفاق رائے رہے گا۔ "بے مقصد موقع کے بچے: بے ترتیب بمقابلہ عزم" بے ترتیب پن حقیقت میں حیرت کے نئے ذرائع پیدا کرنے کی کلید ہے۔ غیر اہم معلومات کو ضائع کرنے کے لیے ان نئے ذرائع کا کمپریشن تعیناتی عنصر اور آرگنائزنگ اصول ہے۔ "ریت کی گنتی: ویسے بھی یہ کس کی معلومات ہے؟" کائنات کی معلومات کا مواد جیسا کہ بٹس یا کیوبیٹس میں ماپا جاتا ہے۔ ویدرل ریت کی مقدار کا حساب لگانے میں سیراکیوز کے آرکیمیڈیز کی ابتدائی کوشش کا استعمال کرتا ہے جو نظریاتی طور پر کائنات کے اندر فٹ ہو سکتی ہے اور اس کا موازنہ کائنات کے بٹ مواد کا حساب لگانے کی جدید دور کی کوشش سے کرتا ہے۔ تاہم ویدرل اس مواد کو بالآخر لامحدود کے طور پر دیکھتا ہے کیونکہ ممکنہ طور پر زیادہ سے زیادہ اینٹروپی کبھی نہیں پہنچتی ہے کیونکہ پیچیدگی کا دباؤ ایک کھلا عمل ہے اور بے ترتیب واقعات ہوتے رہیں گے۔ جیسا کہ ویدرال معلومات کو جسمانی حقیقت کے حتمی تعمیراتی بلاک کے طور پر دیکھتا ہے، وہ قیاس کرتا ہے کہ کسی بھی پیمانے پر پیدا ہونے والی معلومات دوسرے تمام پیمانوں پر نتائج کو مجبور کر سکتی ہے کہ جہاں باہمی معلومات کا اشتراک کیا جائے۔ مثال کے طور پر، ایک انسان جو کوانٹم ذرہ میں رویے کی تلاش میں میکرو سطح کا سائنسی ٹیسٹ انجام دیتا ہے وہ مستقبل میں اس قسم کے ذرہ کے لیے پیرامیٹرز طے کر سکتا ہے جب اسی طرح کے ٹیسٹ کا نشانہ بنایا جائے۔ "تباہی اب ٹوٹو: کسی چیز سے کچھ نہیں" تخلیق کے لیے معلومات کی بنیاد۔ جان وان نیومن کے مطابق، اعداد کے خالی سیٹ سے معمولی طور پر شروع کرتے ہوئے اعداد کی ایک لامحدود ترتیب ان کے راستے کو بوٹسٹریپ کر سکتی ہے۔ ایک خالی سیٹ اپنے اندر ایک خالی سیٹ کا مشاہدہ کرکے نمبر 1 بناتا ہے جو امتیاز کی بنیاد کے لیے کافی ہے۔ یہ دوسرے خالی سیٹ اور نمبر 1 وغیرہ کے اندر ایک خالی سیٹ کا مشاہدہ کرکے نمبر 2 بناتا ہے۔ ویدرل اسے تخلیق کے طور پر نہیں بلکہ ڈیٹا کمپریشن کے طور پر دیکھتا ہے، کیونکہ حقیقت کا ہر واقعہ پہلے سے موجود بے ترتیبی کی ہم آہنگی کو توڑ دیتا ہے۔ سائنس مستقبل کے نتائج کی پیش گوئی کے لیے ایک کمپریسڈ پروگرام کے انداز میں مشاہدہ شدہ مظاہر کی ایک بڑی مقدار کو بیان کرنے کا عمل ہے، اور ڈیٹا کمپریشن کے اس عمل میں سائنس ان مظاہر کی وضاحت کے لیے تمام متضاد امکانات کو ختم کر کے نئی معلومات پیدا کرتی ہے۔ خلاصہ یہ کتاب دنیا کو معلومات سے بنا ہوا بتاتی ہے۔ کائنات اور اس کے کام کاج معلومات کا اتار چڑھاؤ اور بہاؤ ہیں۔ ہم سب معلومات کے عارضی نمونے ہیں، جو ڈی این اے نامی چار حرفی ڈیجیٹل کوڈ کا استعمال کرتے ہوئے اپنی بنیادی شکلوں کی ترکیب کو آنے والی نسلوں تک پہنچاتے ہیں۔ اس دلکش اور دماغ کو پھیلانے والے بیان میں، ولاٹکو ویدرال کائنات کے بارے میں کچھ گہرے ترین سوالات پر غور کرتا ہے اور معلومات کے لحاظ سے اس کی تشریح کے مضمرات پر غور کرتا ہے۔ وہ معلومات کی نوعیت، اینٹروپی کے خیال، اور تھرموڈینامکس میں اس سوچ کی جڑوں کی وضاحت کرتا ہے۔ وہ کوانٹم رویے کے عجیب و غریب اثرات کو بیان کرتے ہیں-جیسے کہ 'الجھاؤ'، جسے البرٹ آئن سٹائن نے 'فاصلے پر خوفناک عمل' کہا ہے اور ہائپر فاسٹ کوانٹم کمپیوٹرز میں کوانٹم اثرات کو بروئے کار لانے پر جدید ترین کام کی کھوج کرتے ہیں، اور کس طرح حالیہ شواہد سے پتہ چلتا ہے کہ کوانٹم دنیا کی عجیب و غریبتا، جو ایک بار سب سے چھوٹے پیمانے تک محدود سمجھی جاتی تھی، میکرو دنیا تک پہنچ سکتی ہے۔ ویدرل حتمی سوال کے جواب پر غور کرتے ہوئے ختم کرتا ہے: کائنات میں تمام معلومات کہاں سے آئیں؟ وہ جن جوابات کو پرجوش سمجھتے ہیں، وہ ممتاز طبیعیات دان جان وہیلر کے کام اور ان کے "اٹ فرام بٹ" کے تصور پر مبنی ہیں۔ خیالات ذرات کی نوعیت، وقت، عزم اور خود حقیقت کے بارے میں ہمارے تصور کو چیلنج کرتے ہیں۔ نوٹ حوالہ جات یہ بھی دیکھیں معلومات: ایک تاریخ، ایک نظریہ، جیمز گلیک کا ایک سیلاب چارلس سیف کی 2010 کی غیر افسانوی کتابیں سائنس کی مشہور سائنسی کتابیں حقیقت