что такое двухмерная реальность
Физик рассчитал, что жизнь всё-таки возможна в 2D-вселенной
Окружающая реальность существует в трёхмерной Вселенной (плюс время), поэтому нам трудно представить Вселенную только с двумя измерениями. Согласно антропному принципу, мы видим Вселенную такой, потому что только в такой Вселенной мог возникнуть наблюдатель, человек. Другими словами, мы наблюдаем заведомо не произвольную область Вселенной, а ту, особая структура которой сделала её пригодной для возникновения и развития жизни.
Соответственно, во Вселенной встречаются разные значения мировых констант, но мы не можем их наблюдать. Впрочем, по расчётам физика Джеймса Скарджилла (James Scargill) из Калифорнийского университета в Дэвисе, двумерная Вселенная всё-таки возможна.
В частности, Скарджилл рассматривает идею жизни в измерениях 2+1, где +1 —это измерение времени.
Автор полагает, что нам придётся переосмыслить и физику, и философию жизни за пределами традиционных измерений 3+1, к которым мы привыкли: «Есть два основных аргумента против возможности жизни в измерениях 2+1: отсутствие локальной силы гравитации с ньютоновским пределом в общей теории относительности 3D и утверждение, что планарная топология слишком ограничивает возможности для существования жизни», — пишет Скарджилл.
Он приводит расчёты, которые опровергают аргументы критиков. Расчёты демонстрируют в теории, что скалярное гравитационное поле действительно может существовать в двух измерениях. Это означает, что в 2D-вселенной возможна гравитация и, следовательно, существование космоса.
Затем автор переходит к другому важному моменту. Для возникновения жизни необходим уровень сложности, который в этом случае можно символически представить нейронными сетями. Наш очень сложный мозг существует в 3D, и мы могли бы подумать, что нейронная сеть не может работать только в двух измерениях.
Но Скарджилл показывает, что некоторые типы плоских планарных графов имеют общие свойства с биологическими нейронными сетями, которые мы видим в жизни.
Процедурная генерация случайных планарных графов на основе циклов. Пунктирные линии обозначают рёбра, которые могут существовать или не существовать, в зависимости от рёбер G3 и G4
Такие графы можно комбинировать способами, которые напоминают модулярные функции нейронных сетей. Они даже демонстрируют свойства графа «Мир тесен», где сложную сеть можно гарантированно пересечь за небольшое количество шагов. С математической точки зрения, граф «Мир тесен» определяется как сеть, в которой типичное расстояние L между двумя произвольно выбранными вершинами (количество шагов, необходимых, чтобы достичь одну из другой) растёт пропорционально логарифму от числа вершин N в сети. В контексте социальной сети это приводит к феномену «Мир тесен», когда незнакомых людей связывает небольшое количество промежуточных знакомых.
Согласно физике, изложенной Скарджиллом, двумерные вселенные могут поддерживать жизнь. Это не означает, что они существуют, но статья показывает, что два главных аргумента против физики вселенных 2+1 D нуждаются в серьёзном пересмотре.
Хотя статья Скарджилла ещё не прошла рецензирование, её оценил журнал MIT Technology Review: «Работа подрывает антропный аргумент для космологов и философов: им придётся найти другую причину, почему Вселенная принимает такую форму, какую мы видим».
Может быть, трудно представить существование двумерных вселенных. Но самое интересное, что мы, возможно, уже находимся в одной из них. Предыдущие исследования выдвинули гипотезу, что мы на самом деле живем в гигантской двумерной голограмме, и нас обманывают, создавая видимость, что в окружающей реальности три измерения (плюс время).
Математикам известен голографический принцип — гипотеза, выдвинутая в 1993 году знаменитым нидерландским физиком-теоретиком Герардом т’ Хофтом. Теория состоит из двух основных утверждений:
Размышления Скарджилла открывают некоторые интересные пути для будущих исследований. Например, сможем ли мы когда-нибудь смоделировать двумерную вселенную: «В частности, было бы интересно определить, нет ли других препятствий для существования жизни, которые до сих пор игнорировались, а также продолжать поиск не антропного объяснения размерности пространства-времени», — пишет автор.
Дополнительные измерения: двумерные миры
Из статьи по одномерным мирам вы знаете, что одномерным мир делает то, что положение в нём определяется одной единицей информации.
Также он должен быть непрерывным (или близким к непрерывному с практической точки зрения). Я описал несколько примеров размерностей: доходная линия, бесконечная, и представленная бесконечной прямой; радужная линия, конечная, с ограничивающими стенами, представленная отрезком; эолова линия направлений ветра, конечно-периодическая, представленная отрезком, у которого левый конец совпадает с правым, или, что то же самое, кругом. Вскользь я упомянул об ещё одном примере — о мире, бесконечном в одном направлении, и конечном в другом. В другой статье я сделал упор на то, что типов измерений бывает много, но у физических измерений пространства существуют уникальные и особые (а также весьма очевидные) свойства, отличающие их от измерений другого типа.
Рис. 1: двумерные миры
Что же насчёт двумерных миров? Неудивительно, что типов двумерных миров бывает много больше, чем типов одномерных миров. Несколько примеров таких пространств показано на рис. 1. Можно представить мир, бесконечный в обоих направлениях: плоскость (слева вверху). Можно представить мир, бесконечный в одном направлении, а в другом формирующий либо отрезок, либо круг. Такие миры естественным образом называются полоской и трубой (слева внизу). Можно представить мир конечный в обоих направлениях (правая часть рис. 1). И сколько тут возможностей! Только на этом рисунке можно увидеть сверху вниз квадрат, цилиндр (круглая часть банки без крышек и внутренности), диск, тор (нечто вроде автомобильной шины), сферу (только поверхность), двойную шину. И это не все варианты. Если экстраполировать в будущее, становится ясно, что к моменту, когда мы доберёмся до трёх измерений, и пойдём дальше, мы уже будем не в состоянии составлять такие списки.
Как и с одномерными пространствами, положение в двумерном пространстве определяется двумя единицами информации.
Примером сферы (с хорошим приближением) может быть поверхность Земли: любое местоположение можно обозначить широтой и долготой. Муравей, шагающий по садовому шлангу, движется вдоль двумерной трубы, и в любой момент времени расположен на определённом расстоянии от крана и под определённым углом к вертикали. Многополосное шоссе, по сути, представляет собой двумерную полоску с очень длинной стороной и короткой стороной: две единицы информации, необходимые для определения вашего положения, это расстояние с начала дороги и расстояние от её правого края.
Вспомним доходную линию. «Ваш доход за прошлый год — это определённое число в вашей местной валюте. Он может быть положительным или отрицательным, большим или маленьким; его можно представить как точку на линии, как на рис. 1, которую мы будем называть «точкой дохода». Каждая точка на линии представляет возможный доход». Если вы состоите в браке, и доходы есть и у вас, и у вашего супруга, два входящих в ваше домашнее хозяйство денежных потока можно представить в виде двухдоходной плоскости. Два числа, описывающих точку на этой плоскости, будут вашим доходом и доходом вашего супруга.
А вот хитрый пример тора, показывающей, как можно представлять себе интересные двумерные формы, чьи измерения не являются измерениями физического пространства. На рис. 3 статьи об одномерных мирах мы видели, что возможные направления ветра формируют одномерный мир в виде круга (или линии, у которой совпадают начало и конец). Возможные направления движения парусной лодки тоже формируют похожий круг. Но все, кто ходил под парусом, знают, что не обязательно двигаться в том же направлении, в каком дует ветер; если поставить парус под углом, можно двигаться на запад, даже если ветер дует с севера. Так что если я запрошу две единицы информации — с какого направления дует ветер, и в каком направлении движется моя парусная лодка — обе они будут точками на круге. Две единицы информации, обе расположенные на круге, обозначают точку на торе.
Перед тем, как продолжить, упомяну естественную и распространённую путаницу. Я уже намекал на неё в описании различных миров, данных выше. Не нужно путать измерения самих форм с определённым способом представления этих измерений или форм! Свойство круга таково, что если вы двигаетесь по нему в любом направлении, вы вернётесь туда, откуда начали. У круга нет ничего внутри или снаружи. Просто представление круга в виде замкнутой кривой на двумерной плоскости выглядит так, будто у него есть внутренняя и внешняя часть. Но это просто свойство представления круга на плоскости, а не свойство самого круга.
Физики считают, что жизнь может существовать в 2D-мире
Почему мы живем во Вселенной с тремя пространственными и одним временным измерением — 3 + 1, как сказали бы космологи? Почему именно такая комбинация, а не 4 + 2 или 2 + 1? За последнее десятилетие физики много раз исследовали этот вопрос, задумывая другие вселенные с другими свойствами, чтобы понять, могла бы в них существовать сложная жизнь или нет. И неизбежно приходили к выводу, что она не могла бы существовать во вселенной с четырьмя пространственными измерениями или с двумя временными. Так что люди неизбежно окажутся (и оказались) во вселенной с измерениями 3 +1.
Неужели мир не ограничивается 3D?
Таков антропный аргумент: мысль о том, что вселенная должна обладать свойствами, необходимыми для выживания наблюдателей.
Как выглядит двухмерная вселенная?
Но как быть с более простыми вселенными, например, 2 + 1? Физики предположили, что два пространственных измерения не могут обеспечить достаточной сложности для поддержания жизни. Они также считают, что гравитация не будет работать в двух измерениях, поэтому объекты типа солнечной системы не смогут образоваться. Но так ли это на самом деле?
Джеймс Скаргилл из Калифорнийского университета в Дэвисе, вопреки всем ожиданиям, показал, что 2+1-мерная вселенная могла бы поддерживать как гравитацию, так и сложную жизнь. Его работа подрывает антропный аргумент для космологов и философов, которым придется искать другую причину, по которой Вселенная принимает форму, которую принимает.
Сперва немного предыстории. Одна из великих научных загадок заключается в том, почему законы физики кажутся заточенными (или тонко настроенными) на жизнь. Например, числовое значение постоянной тонкой структуры кажется произвольным (около 1/137), и все же разные физики указывали, что если бы оно даже немного отличалось, атомы и более сложные объекты не могли бы образоваться. В такой вселенной жизнь была бы невозможна.
Антропный подход заключается в том, что если бы постоянная тонкой структуры принимала какое-либо другое значение, не было бы наблюдателей, которые могли бы ее измерить. Вот почему она обладает значением, которое мы измеряем!
В 1990-х годах Макс Тегмарк, ныне физик Массачусетского технологического института, разработал аналогичный аргумент для числа измерений вселенной. Он утверждал, что если бы существовало более одного временного измерения, законы физики не обладали бы свойствами, необходимыми наблюдателям для прогнозирования. Это определенно исключило бы существование физиков и, возможно, самой жизни.
Теперь перейдем к свойствам вселенных с четырьмя пространственными измерениями. В таком космосе законы движения Ньютона были бы очень чувствительны к крошечным возмущениям. Одним из следствий этого является то, что устойчивые орбиты не смогли бы образоваться, поэтому не было бы солнечных систем или других подобных структур. «В пространстве с более чем тремя измерениями не может быть традиционных атомов и, возможно, стабильных структур», говорит Тегмарк.
Таким образом, условия для жизни кажутся маловероятными во вселенных с большим количеством измерений, чем у нас. Но аргумент состоит в том, что вселенные с меньшим количеством измерений менее безопасны.
Существует мнение, что общая теория относительности не работает в двух измерениях, поэтому гравитации быть не может.
Но Джеймс Скаргилл думает иначе. В своей статье он показывает, что гораздо более простое, чисто скалярное гравитационное поле может быть возможным в двух измерениях и это позволило бы получить стабильные орбиты и разумную космологию. Осталось только показать, как сложность может возникнуть в измерениях 2 + 1. Скаргилл подходит к этой проблеме с точки зрения нейронных сетей. Он указывает, что сложность биологических нейронных сетей может характеризоваться различными особыми свойствами, которые должна воспроизводить любая 2D-система.
Среди них свойство «маленького мира», модель связи, которая позволяет обходить сложную сеть за несколько маленьких шагов. Другое свойство сетей мозга состоит в том, что они работают в режиме, который тонко сбалансирован между переходом от высокой активности к низкой активности — режим критичности. Это также представляется возможным только в сетях с модульной иерархией, в которой небольшие подсети объединяются в более крупные сети.
Существуют ли 2D миры?
Вопрос, который задает Скаргилл, состоит в том, существуют ли какие-либо 2D-сети, обладающие всеми этими функциями — свойствами маленького мира, модульной иерархией и критическим поведением.
Сначала это кажется маловероятным, потому что в 2D-графах узлы соединяются через ребра, пересекающие друг друга. Но Скаргилл показывает, что 2D-сети действительно можно строить по модульному принципу и что эти графы обладают определенными свойствами маленького мира.
Он также показывает, что эти сети могут работать в точке перехода между двумя типами поведения, демонстрируя таким образом критичность. И это потрясающий результат, который говорит о том, что двухмерные сети действительно могут поддерживать удивительно сложное поведение. Конечно, это не доказывает, что вселенная 2+1 на самом деле может поддерживать жизнь. Потребуется провести больше работ, чтобы выяснить это наверняка.
Но теперь у космологов и философов есть новая пища для размышлений. Согласны? Расскажите в нашем чате в Телеграме.
Мы живем в двухмерном мире?
Вот-вот начнется самый важный эксперимент за всю историю развития астрофизики. Целью так называемого голометрического эксперимента, организованного государственной лабораторией в Ферми (США), является подтверждение гипотезы о том, что наше трехмерное восприятие Вселенной — лишь иллюзия. Может, мы живем на двухмерной планете, которая представляет собой не что иное, как голографическую проекцию? Согласно выдвинутой теории, мы находимся внутри голограммы, разрешение которой в 10 биллионов раз меньше одного атома. Этот факт скрывает в себе знание, которое кажется зловещим, если не сказать жутким.
Вопрос о сущности Вселенной касается того, что 99% людей неспособны постичь даже в общих чертах, а именно сравнение энергии в предположительно плоской Вселенной и отсутствие сил гравитации, черных дыр, а также взаимодействие этих двух типов энергий.
Смысл голометрического эксперимента заключается в раскрытии возможности представления Вселенной в виде голограммы. Чтобы достичь каких-либо результатов, ученые собираются навести два интерферометра друг на друга для наблюдений за колебаниями, образуемыми сонаправленными лазерными лучами. Если же удастся зафиксировать какие-либо вибрации в результате взаимодействия этих лучей, то можно будет полагать, что мы живем в двухмерном пространстве, воспринимая его как трехмерное.
И тут кроется самое интересное. В 2003 году в Философском журнале была опубликована весьма спорная статья, в которой говорится о том, что мы, вероятней всего, живем в некой компьютерной программе-симуляторе. Утверждения, выдвинутые ученым никак не связаны с проводимым ныне экспериментом. Выводы, к которым приходит автор идеи, заключаются в следующем: если человечество не погибнет, а компьютерные технологии будут развиваться все так же стремительно, настанет момент, когда станет возможным воспроизведение всей планеты и всех живущих на ней существ.
На более поздних этапах на создание подобных симулякров Земли не потребуется особых средств и усилий, как, например, на создание нынешних приложений для смартфонов. В конечном счете появятся миллиарды симуляций планеты с высокой точностью воспроизведения. Симуляций, но не оригиналов, поскольку, по сути, все новые «Земли» будут воссозданы из пикселей.
«Выдумщики» из Ферми собираются дойти до самой сути вещей. После такого открытия можно будет снова вспомнить о выходе iPhone 6 с сапфировым экраном и других насущных вопросах, держа в подсознании ужасную мысль о том, что все мы, возможно, пребываем в некоем вымышленном мире, напоминающем одну из компьютерных игр-симуляций, в которой участвуем по ту, а не по эту сторону экрана.
Гипотеза симуляции — ответ на все наши вопросы или очередная религия?
Реален ли окружающий мир? — даже человек с нормальной психикой и отсутствием синдрома дереализации порой воспринимает мир, как вымышленный или игрушечный и задает себе подобный вопрос. Еще в древности на основании этого переживания сложилось философское положение о том, что наш мир представляет собой чью-то идею или фантазию, модель, которая подстраивается под восприятие наблюдателя, формируя материю и сознание. Еще до нашей эры светлейшие умы человечества думали над тем, существует ли что-то в нашем мире в действительности или все нами обозримое находится лишь в пределах нашего сознания. Философ Рене Декарт еще в XVI веке предположил, что весь мир — обман злого гения, который управляющет нашими чувствами и восприятием, создавая для человека вымышленный им мир.
Я мыслю, следовательно, я существую. Есть только одна вещь, в которой я могу быть уверен, и это мой собственный разум.
— Рене Декарт, «Рассуждения о методе», 1637 год.
В современном мире предположение о нереальности нашего мира называется «Гипотезой симуляции» или «Simulation hypothesis» и скорее относится к футурологии и трансгуманистической теории. С развитием цифровых технологий она обрела всемирную известность благодаря культовой трилогии «Матрицы», но наиболее полное научное развитие произошло в 2001 году в виде «Аргумента о симуляции», выдвинутого шведским ученым, профессором Оксфордского университета Ником Бостромом. В своей работе «Are You Living In a Computer Simulation?», вышедшей в Philosophical Quarterly в 2001 году Бостром рассматривает предпосылки для идеи моделирования мира, анализирует необходимые для этого вычислительные мощности, оценка которых в его работе представляется достаточно обоснованной, а также демонстрирует формулу для расчета вероятности произвольным образом выбранному человеку оказаться в «симуляции». Главная идея Бострома состоит в том, что «если мы не считаем, что мы сейчас живем в компьютерной симуляции, то у нас нет оснований верить, что наши потомки станут запускать множество исторических симуляций». Работа ученого получила огромную популярность и дала начало научному рассмотрению вопроса реальности нашего мира.
Ник Бостром
В данном материале будут рассмотрены основные тезисы гипотезы. Для начала я бы хотел пояснить, что отечественная локализация термина «Simulation hypothesis», переведенная как «Гипотеза симуляции», трактуется неверно, т.к. слово «симуляция» в русском языке не тождественна англоязычному «simulation» и несет негативный окрас. Вероятно, это пошло от неверного перевода оригинальной статьи в Википедии. Для удобства я сохраню такое название полного термина на протяжении всей статьи, но, упоминая т.н. «симуляцию» буду помечать ее в скобках или использовать синонимы. Также для понимания материала я предлагаю ознакомиться читателю с основными терминами этой гипотезы:
Постчеловеческая цивилизация — цивилизация потомков человека, эволюционное развитие которых изменило их до такой степени, что их нельзя считать людьми. Обладает высокоразвитыми вычислительными технологиями, технологиями искусственного интеллекта и другими;
«Симуляция» — компьютерная программа, моделирующая разум и сознание людей, а также физическое окружение, с которым они взаимодействуют;
Историческая «симуляция» — «симуляция», моделирующая человеческое общество прошлого;
Базовая цивилизация — цивилизация, существующая не в «симуляции», а в реальном мире.
Любой вопрос или пожелание Вы можете отправить мне лично в телеграм или беседу в нашем чате. А еще у меня есть телеграм-канал о космологии и астрофизике, где выходят новости и переводы статей.
Как бы это забавно не звучало, но суть всей гипотезы в великолепном изложении, понятном даже ребенку, заключена в одной серии Смешариков.
Виды виртуальных миров
Рассматривая возможные варианты смоделированных вселенных, стоит задать себе один вопрос: а зачем ее вообще создавать? Предположив, какие потребности могут быть у базовой цивилизации, мы можем определить, какой мир они создадут. Например, это может быть историческая «симуляция», созданная постчеловеческой цивилизацией для того, чтобы узнать природу своих предков, или экспериментальная «симуляция», нацеленная на получение каких-либо научных результатов. Также наш мир может быть и развлекательной моделью подобно Sims или Grand Theft Auto. В «симуляции» осознанных персонажей может быть как один, так и множество (все), включая не только весь человеческий род, но и остальных жителей Вселенной, если таковые имеются, а также животных, если они обладают сознанием или разумом. Также модель может не содержать в себе персонажей, оставаясь без осознанных существ — вопрос того, обладает ли человек сознанием, заслуживает отдельного разговора. В общих чертах действительно напоминает какую-то игру: singleplayer с NPC (подобие солипсизма) или multiplayer, где человек является чьим-то героем и управляется непосредственно игроком базовой цивилизации или обладает свободой воли. В «симуляции» может и не быть свободы воли, а все действия ее персонажей детерминированы начальными условиями, т.н. «судьбой».
Признаки, которые указывают на реальность или виртуальность нашего мира
Дискретность
Виртуальный мир обладает дискретностью — это следует из свойств вычислительных устройств. Общая картина строится из дискретных элементов, будь то пиксель в растровой графике или вексель в трехмерной. А есть ли какие-то дискретные элементы у Вселенной? Это нам не ясно, но то, что нам уже известно, лишь усложняет решение данного вопроса. С одной стороны квантовая механика и Общая теория относительности предполагают, что в них пространство-время и протекающие процессы неразрывны в расстоянии и во времени, с другой стороны, некоторые типы квантовой гравитации квантуются, но они имеют слабую силу перед двумя ранее упомянутыми теориями.
Вдобавок, квантовая физика очень противоречива, а потому говорить о даже частичной дискретности Вселенной еще рано. Мы, конечно, можем предположить, что Вселенная описываема квантовым компьютером.
Интерфейсное восприятие и сознание
В 2015 году исследователь когнитивных функций Дональд Хоффман предложил модель названную «интерфейсной теорией восприятия», основной идеей которой является предположение о том, что наше сознание специально дезориентировано на реальность. По принятой теории выживаемость организма выше, если у него лучшее восприятие реальности, соответственно, за такое количество поколений, которое пережила современная цивилизация, сознание ее индивида должно воспринимать окружающий мир очень объективно. Но Хоффман совместно с математиком Четаном Пракашем провел несколько сотен тысяч компьютерных моделирований эволюционного развития осознанных существ. Они пришли к выводу, что случаи, в которых продукты эволюции воспринимают реальность объективнее своих предков, очень редки. Если на некоторых этапах развития степень осознанности существа была выше среднего значения, то этот случай мгновенно пресекался. На самом деле такой вывод очень просто объяснить. Организм, в первую очередь, должен быть заточенным под ту «реальность», которая способствует его выживаемости и выживаемости его рода — а такая «реальность» требует восприятия, обработка информации через которое затрачивает минимальное количество ресурсов. Цели необходимой для выживаемости «реальности» не соответствуют действительной энергоемкой реальности.
Дональд Хоффман
Сам Дональд Хоффман сравнивает такое восприятие с пользовательским интерфейсом персонального компьютера, использование которого максимально упрощается для оптимизации работы с ним: вместо File Commander мы используем рабочий стол с иконками — то есть вместо нужного файла в корневой папке мы мгновенно получаем доступ к нему через упрощенный интерфейс, пропуская истинные свойства файла и тратя намного меньше как собственной энергии и времени, так и энергии, потребляемой системой. Таким образом основой продуктивной работы является эффективное использование устройства, которое может позволять нам оставаться неосведомленными о структуре устройства. Наше восприятие реальности может стать не только подоплекой к рассматриваемому в данном материале вопросу, но и к другим философским и естественнонаучным вопросам.
Здесь мы переходим к понятию сознания, и первый вопрос по этой теме напрашивается следующий: «Материя или сознание?». Вероятно, правильным ответом на вопрос будет «ни то, ни другое», ведь сознание существует неотрывно от материи — мы не можем представить себе ничего, не имея материальный образ. В какой-то степени это даже упрощает моделирование сознания. С другой стороны это сознание может быть иллюзией или, наоборот, специальной системой, существующей отдельно от мира и характеризующей для виртуального наблюдателя окружающую симуляцию.
Недавно популярным стало направление квантовой биологии — науки, которая пытается описать живые организмы квантовомеханическими законами. В ее состав, кстати, входит и квантовая нейробиология, которая рассматривает так называемую квантовую природу сознания. Это группа гипотез, в основе которых лежит предположение о том, что сознание возможно объяснить лишь с помощью квантовой механики, явлений суперпозиции, квантовой запутанности и т.п. Пожалуй, первым популярным предположением о квантовой природе сознания стала работа уважаемого сэра Роджера Пенроуза «Новый ум короля», где автор излагает свои идеи про квантовое сознание и квантовый искусственный интеллект. Пятью годами позднее, в 1994 году Стюарт Хамерофф разрабатывает «теорию квантового нейрокомпьютинга», т.н. «теорию Хамероффа-Пенроуза», которая утверждает, что активность мозга рассматривается как квантовый процесс. Квантовая природа сама по себе из определения не поддается объективному объяснению и моделированию. Компьютеры попросту неспособны анализировать абстрактную информацию. Если квантовая теория и теория квантового сознания верны, то, вероятно, гипотеза симуляции не имеет шансов быть достоверной.
Сложность создания «симуляции»
Затрагивая данный аспект, я не имею в виду огромную по нашим меркам мощность вычислительного устройства, требуемую для описания такого количества информации — для базовой цивилизации описание Вселенной может представляться забавой по типу крестиков-ноликов, ресурсы устройства для моделирования которой будут достаточны. Профессор Массачусетского технологического института Сет Ллойд в своей книге «Программируя Вселенную» утверждает, что Вселенная является одним большим квантовым компьютером, производящим все ее содержимое. С учетом полного понимания законов физики, говорит Ллойд, и согласно закону Мура, через 600 миллионов лет мы сумеем полностью смоделировать Вселенную. Это утверждение, по моему мнению, ошибочно, так как вряд ли Вселенная за 600 млн лет перестанет расширяться (причем ускоренно), следовательно количество пространства для темной энергии будет только больше. Предположив, что темная энергия — это энергия вакуума, т.е. кипящий бульон из виртуальных частиц, будет справедливым утверждение о том, что нам потребуется еще больше мощностей для описания дополнительной информации о поведении этого бульона. Также наверняка верным будет предположение о том, что закон Мура не сможет соблюдаться такой большой промежуток времени.
Сет Ллойд
Ранее считалось, что Вселенную можно смоделировать на классическом компьютере, но в 2017 году в Science Advances вышла статья «Quantized gravitational responses, the sign problem, and quantum complexity», в которой утверждается и проверяется то, что квантовые явления, которые имеют место в нашей Вселенной, могут описываться только на квантовом компьютере. Если природа разума тоже квантовая, то и ее описание возможно произвести только на квантовом компьютере.
Возвращаясь к утверждению Ллойда стоит также задать себе очень философский вопрос: а возможно ли вообще до конца понять природу Вселенной со всеми ее законами? Существует ли это одно уравнение или их система, способная описать все на свете: от поведения виртуальных частиц до того, с какого слова я начну следующее предложение? Сможем ли мы когда-нибудь действительно создать 100%-описываемую Вселенную? Но этот вопрос уже уходит за границы нашей темы, т.к. возможности базовой цивилизации для описания нашего мира могут быть неограниченными. Намного важнее задать вопрос о том, а возможно ли описать все на свете математическим языком и смоделировать это? Вероятно, вы знаете теорему Геделя. Сможем ли мы когда-нибудь объяснить природу разума, смоделировать историю прошлого и будущего? Если обратиться к оригинальной работе Бострома, то мы можем предполагать, что базовая цивилизация действительно смогла учесть такие вещи как разум и сознание, а следовательно, описать историческую симуляцию и запустить ее. Если Вселенная — «симуляция», то, вероятнее всего, она математична, но если Вселенная — математична, то она не обязательно смоделирована. Помните, что красивые математические формулы следуют из того, что математика – человеческий язык, созданный для описания природы.
Компьютерная симуляция – новая религия
Из области науки мы, через раздел о нюансах моделирования Вселенной, переходим к абсолютно умозрительным заключениям, а именно тому, что мы вряд ли когда-нибудь придем к полному пониманию всех процессов природы. С момента того, как я узнал об этой гипотезе, я задумывался, почему все прицепились именно к компьютерам, к цифровой «симуляции»? Похожий «бум» был после открытий Ньютона в области механики, когда все вокруг начали объяснять природу только гравитационным взаимодействием. Мир тогда пронизывали шестеренки.
Вопрос о том, «симуляция» мы или нет, не имеет никакого объективного смысла и, по моему мнению, бесполезен для науки, хотя я хочу верить в то, что я ошибаюсь. Тем не менее это непаханое поле для фантастов и философов. Гипотеза симуляции нефальсифицируема — она отправляется на полку к мыслям о Боге и жизни после смерти. Буду рад вашим идеям и изъяснениям на этот счет.
Ну и напоминаю, о том, чтобы читатель не стеснялся задать вопрос или поправить меня в комментариях. Также у меня есть телеграм-канал, где я рассказываю о последних новостях космологии и астрофизики, а также пишу об астрофотографии. По вопросам, предложениям и пожеланиям мне в личку или наш чат. Всем добра!