Объективная реальность существует только потому, что существуют другие люди

Если мир — это компьютерная программа, то где стоит сервер, на котором она запущена? Британско-американский физик, создатель системы Mathematica и поисковика Wolfram|Alpha Стивен Вольфрам отвечает на этот вопрос с философским размахом: никакого внешнего компьютера нет. Вселенная и есть само вычисление.

В своих последних работах Вольфрам предлагает переосмыслить фундаментальную физику. По его мнению, гравитация, квантовая механика, время и даже наше сознание — это неизбежные следствия простых вычислительных правил. Разбираемся, как из точек и связей рождается реальность, почему коты и погода находятся от нас в другом измерении, и почему академическое сообщество физиков закатывает глаза при упоминании имени гениального ученого.

Из чего состоит Вселенная (спойлер: из точек и связей)

Еще со времен античности философы спорили: является ли Вселенная непрерывной или дискретной (разделенной на мельчайшие частицы)? К концу XIX века наука сошлась на том, что материя дискретна — она состоит из атомов. В рамках проекта Wolfram Physics Project этот принцип доводится до абсолюта: пространство тоже дискретно.

Представьте себе не безграничную пустоту, а набор «атомов пространства». Это не химические элементы, а неделимые математические единицы. Единственное, что имеет значение — это то, как эти атомы связаны друг с другом.

Если нарисовать эти связи, получится граф — гигантская сеть узлов и линий. По Вольфраму, эта невероятно сложная сеть и есть наша Вселенная. Все, что в ней находится, от электронов до галактик — лишь особенности переплетения этой паутины.

Но сеть не статична. Она постоянно обновляется по определенным правилам. Например: если видишь кусок сети определенной формы, перепиши его в другую форму. Этот непрерывный процесс перезаписи, постоянное обновление графа — это и есть ход времени.

Как из графов рождается физика

Закономерный вопрос: как из обновления абстрактной сети получается физика, которую мы учили в школе? Вольфрам использует элегантную аналогию с жидкостями.

Мы знаем, что вода состоит из триллионов молекул, которые хаотично сталкиваются друг с другом. Но когда мы смотрим на реку, мы не видим отдельных молекул — мы видим потоки, водовороты и волны, которые описываются законами гидродинамики.

Точно так же, когда 10⁴⁰⁰ атомов пространства ежесекундно переписывают свои связи, на макроуровне возникает агрегированный эффект. Этим эффектом, по расчетам команды Вольфрама, оказывается Общая теория относительности Эйнштейна и гравитация.

А как же квантовая механика? В классической физике у каждого объекта есть четкая траектория. В квантовой — частица может двигаться по множеству путей одновременно. В модели Вольфрама сеть может обновляться разными способами, и нет единого, «правильного» порядка переписывания правил. Существует множество параллельных нитей истории, и именно эта вариативность порождает квантовые эффекты.

Добро пожаловать в Рулиад

Долгое время физик задавался вопросом: если Вселенная работает по какому-то одному правилу, то почему именно по этому, а не по другому? Кто выбрал этот алгоритм из бесконечного числа возможных?

Ответ Вольфрама звучит в стиле лучших научно-фантастических романов: никто ничего не выбирал, потому что выполняются абсолютно все возможные правила.

Этот абстрактный конструкт ученый назвал Рулиадом (The Ruliad). Это предел всех возможных вычислений, уникальный и неизбежный объект. Представьте, что вы запустили абсолютно все возможные программы на всех возможных компьютерах. Их результаты неизбежно начнут пересекаться и переплетаться. Эта тотальная, запутанная паутина всего вычислительно возможного и есть Рулиад.

В этой концепции существует так называемое рулиальное пространство. Ваше положение в нем определяет то, как вы воспринимаете законы Вселенной.

• Человеческие разумы находятся очень близко друг к другу, поэтому мы сходимся во мнении о том, как работает физика.

• Разум собак или кошек находится чуть дальше.

• А, например, погода (которая, по мнению Вольфрама, осуществляет не менее сложные вычисления, чем наш мозг) находится в рулиальном пространстве настолько далеко от нас, что мы просто не способны распознать ее «сознание».

Теория наблюдателя: почему мы видим мир именно таким

Если Рулиад неизбежен и содержит в себе все возможные сценарии, то почему наша реальность кажется такой упорядоченной? Здесь на сцену выходит Теория наблюдателя (Observer Theory).

Мы, люди — это наблюдатели с крайне ограниченными вычислительными способностями. Наш мозг каждую секунду получает колоссальный объем данных (пиксели света, звуковые волны, тактильные ощущения), но мы сжимаем эту информацию, чтобы принять одно простое решение (например, произнести слово). Это «сплющивание» огромного потока данных в единую нить восприятия и есть то, что мы называем сознанием.

Из-за нашей вычислительной ограниченности возникает и Второе начало термодинамики (закон неубывания энтропии). Почему разбитая чашка не собирается обратно? На микроуровне движение молекул обратимо. Но процесс разбивания чашки — это невероятно сложный вычислительный процесс. Вольфрам называет это вычислительной неприводимостью. Чтобы собрать чашку обратно, нашему мозгу пришлось бы просчитать траекторию каждой пылинки, что для нас невозможно. Поэтому мы просто опускаем руки и говорим: «Ну, это случайный хаос». Законы термодинамики — это следствие слабости нашего разума, а не фундаментальное свойство Вселенной.

А как же объективная реальность? Почему мы все согласны, что небо синее, а гравитация тянет вниз? Вольфрам объясняет это нашей «скученностью». Мы все находимся на одной планете в физическом пространстве, и мы все находимся очень близко друг к другу в бранхиальном пространстве ( «branchial space» - пространстве квантовых ветвлений). Если бы человечество было разбросано по разным концам Галактики или по разным веткам квантовой реальности, мы бы совершенно не соглашались друг с другом о том, как устроена физика.

Что об этом думают настоящие физики?

Здесь мы переходим к самому интересному. Читая восторженные (и почти пророческие) тексты самого Стивена Вольфрама, может показаться, что он уже разгадал все тайны бытия. Но в академической среде к его Physics Project относятся, мягко говоря, со скепсисом.

Если вы откроете англоязычные первоисточники, рецензии на arXiv или колонки в Scientific American, вы обнаружите любопытную картину. Научное сообщество признает Вольфрама блестящим математиком и пионером клеточных автоматов, но категорически не согласно с его статусом «нового Эйнштейна».

Основные претензии ученых к модели Вольфрама:

1. Бесконечная гибкость теории. Физики (например, Шон Кэрролл) отмечают, что графы Вольфрама настолько гибки, что из них можно вывести абсолютно любые законы физики. А теория, которая объясняет всё что угодно, не объясняет ничего. Она не дает возможности поставить эксперимент, который мог бы ее опровергнуть (то есть не отвечает критерию фальсифицируемости Поппера).

2. Качественное, а не количественное сходство. Физики говорят: «Да, ваши графы чем-то напоминают квантовую запутанность или гравитацию. Но Стандартная модель предсказывает поведение частиц с точностью до десятого знака после запятой. Ваши графы не дают точных математических предсказаний массы электрона или силы гравитации».

3. Игнорирование рецензирования. Вольфрам принципиально не публикуется в традиционных научных журналах (Nature, Science), обходя систему слепого рецензирования (peer-review). Он публикует гигантские посты в своем блоге и выпускает книги, что многие ученые (например, статистик Косма Шализи, написавший разгромную рецензию на предыдущую книгу Вольфрама) считают признаком «квазинаучной метафизики» и непомерного эго.

4. Недостаток новизны. Многие идеи о том, что пространство дискретно и квантовая механика рождается из сложных графов, уже десятилетиями разрабатываются в рамках теории петлевой квантовой гравитации, которой Вольфрам уделяет мало внимания.

Известный физик Фримен Дайсон однажды едко заметил:

«В науке есть традиция, когда ученые, приближаясь к старческому маразму, придумывают грандиозные, невероятные теории всего. Вольфрам необычен лишь тем, что начал делать это уже в сорок лет»

Тем не менее, даже критики признают: проект Вольфрама — это невероятно красивая математическая игрушка. Возможно, она не описывает нашу конкретную Вселенную, но она дает физикам и математикам новый язык для размышлений о природе времени и информации.

Вместо вывода

Теории Стивена Вольфрама предлагают удивительный взгляд на мир. Приятно думать, что мы не просто куски мяса на огромном камне, летящем в пустоте, а некие «вычислительно ограниченные наблюдатели», плывущие сквозь бесконечный Рулиад. И даже если профессиональные физики правы, и эта концепция не имеет ничего общего с реальным устройством Вселенной, стоит признать: как минимум одну задачу Вольфрам уже решил. Он доказал, что человеческий разум способен сгенерировать настолько сложную, всеобъемлющую и запутанную структуру, что на ее постижение уйдут годы. Чем не торжество вычислительной мощности?

Источник: Этот Таинственный Мир

Читайте также: Если бы завтра инопланетяне высадились на Земле, чем бы они питались?