О конечности Вселенной и Теореме о бесконечных обезьянах: почему обезьяна не напишет «Гамлета» даже за время жизни Вселенной?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Что случится, если посадить бесконечное количество обезьян за бесконечное количество пишущих машинок? Согласно знаменитой теореме о бесконечных обезьянах, рано или поздно они напечатают все произведения Шекспира. Эта простая, но интригующая мысль захватила умы многих, порождая бесконечные споры и дебаты. Но что, если мы посмотрим на эту теорию под другим углом и попытаемся учесть ограничения нашего мира?

Теория бесконечных обезьян опирается на принцип вероятности, который гласит, что любое событие с ненулевой вероятностью рано или поздно произойдет, если дать достаточно времени. В контексте обезьян и Шекспира это означает, что если обезьяна будет случайным образом нажимать клавиши на пишущей машинке, то рано или поздно она случайно напечатает текст любого произведения великого драматурга.

Обезьянка печатает Гамлета (не получается), иллюстрация
Обезьянка печатает Гамлета (не получается), иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Что произойдет, если мы ограничим эксперимент реальными рамками? Вместо бесконечного числа обезьян и бесконечного времени возьмем конечное количество приматов и конечный срок — например, время до предполагаемой тепловой смерти Вселенной. Именно этим вопросом и задались авторы исследования, опубликованного в Franklin Open.

Ученые провели численный анализ, оценивая вероятность написания заданной строки текста обезьяной, случайным образом нажимающей на клавиши. Для этого они учли ряд параметров: количество клавиш на клавиатуре (30, включая буквы и знаки препинания), скорость печати (один символ в секунду), продолжительность жизни шимпанзе (около 30 лет), а также предполагаемое время до тепловой смерти Вселенной (10100 лет).

Ожидаемое количество нажатий клавиш, необходимое для того, чтобы каждая из фраз, представленных в таблице 1(см. оригинал исследования), была набрана впервые. Обратите внимание на вертикальную шкалу в единицах log10(log10) смертей вселенной, усеченных на 0. Точки выше 1 на этой оси соответствуют строкам, которые почти наверняка никогда не будут набраны до конца вселенной.
Ожидаемое количество нажатий клавиш, необходимое для того, чтобы каждая из фраз, представленных в таблице 1(см. оригинал исследования), была набрана впервые. Обратите внимание на вертикальную шкалу в единицах log10(log10) смертей вселенной, усеченных на 0. Точки выше 1 на этой оси соответствуют строкам, которые почти наверняка никогда не будут набраны до конца вселенной.
Автор: S. Woodcock and J. Falletta Источник: www.sciencedirect.com

Результат оказался весьма интересным. Если целевой строкой является простое слово вроде «бананы», то вероятность его появления в течение существования Вселенной довольно высока. Но по мере усложнения задачи — от фразы «Я шимпанзе, следовательно, существую» до полного собрания сочинений Шекспира — вероятность стремительно падает к нулю. Даже если представить, что все 200 тысяч ныне живущих шимпанзе будут непрерывно печатать до конца Вселенной, шансы на появление шекспировских сонетов из-под их пальцев ничтожно малы.

Ожидаемое количество нажатий клавиш, необходимое для создания целевых строк длиной до L, равной 100 000. Обратите внимание, что современная популяция шимпанзе, составляющая около 200 000 особей, эквивалентна log10(M), равному примерно 5,3.
Ожидаемое количество нажатий клавиш, необходимое для создания целевых строк длиной до L, равной 100 000. Обратите внимание, что современная популяция шимпанзе, составляющая около 200 000 особей, эквивалентна log10(M), равному примерно 5,3.
Автор: S. Woodcock and J. Falletta Источник: www.sciencedirect.com

Почему так происходит? Дело в том, что экспоненциальный рост сложности задачи с увеличением длины текста перекрывает даже огромные, но все же конечные ресурсы времени и количества «печатающих агентов». Полученные данные наглядно демонстрируют, что Теорема о бесконечных обезьянах, будучи верной в абстрактном мире бесконечности, теряет свою практическую значимость в реальности конечной Вселенной.

Это исследование заставляет нас задуматься о природе бесконечности и ее применении в научных моделях. Часто мы используем бесконечность как удобное упрощение, но при этом рискуем упустить из виду важные ограничения, накладываемые реальным миром. Случай с обезьянами и Шекспиром — яркий пример того, как абстрактная математическая концепция может ввести в заблуждение, если не учитывать конечность ресурсов нашей Вселенной. Таким образом, работа ученых не только развенчивает популярный миф, но и подчеркивает важность критического анализа теоретических моделей и учета реальных ограничений при их применении.

1 комментарий

s
современная популяция шимпанзе, составляющая около 200 000 человек
— не переводите гугл транслейтом. не надо.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Распад ложного вакуума мог стереть Вселенную: ученые выяснили, почему катастрофы не случилось

В современной физике элементарных частиц понятие вакуума не означает пустоту или полное отсутствие материи. Вакуумом называют основное состояние квантовых полей, при котором они обладают наименьшей...

Весь Led Zeppelin давно переслушан и выучен наизусть. Что делать дальше? Есть ещё море похожей музыки

Если вы знаете Led Zeppelin настолько хорошо, что можете угадать песню по первым двум ударам Бонэма, вариантов, что послушать ещё в продолжение на самом деле немало: концертные бутлеги, сольные...

Что, если мы внутри черной дыры? Физики объяснили, как наш космос порождает новые миры — и можно ли в них попасть

Общепринятая модель происхождения Вселенной утверждает, что все существующее пространство, время и материя возникли примерно 13,8 миллиарда лет назад в результате Большого Взрыва. Согласно...

Что такое беспроводной утюг: принципы работы, плюсы и минусы

Беспроводной утюг — это современный бытовой прибор для глажки, у которого отсутствует привычный сетевой шнур, постоянно подключенный к корпусу. Вместо прямого провода от розетки такое...

Как выбрать увлажнитель воздуха для дома: 10 пунктов, на которые стоит обратить внимание перед покупкой

Сухой воздух в квартире, особенно в отопительный сезон, может вызывать дискомфорт и ухудшать самочувствие. Увлажнитель помогает поддерживать комфортный микроклимат, но при выборе важно учитывать не...

AI за день изменил всю математику, а также чумной вопрос в России: главное за неделю

Самые интересные новости финансов и технологий в России и мире за неделю: Маск собирается занять $40 млрд на датацентры, госдолг Франции стал слишком шатким...