возможно ли то что мы живем в матрице
Плод фантазии: ученые ищут доказательства нашего нахождения в матрице
Теория матрицы, или гипотеза симуляции — философская идея о том, что наша действительность не что иное, как хорошо выполненная иллюзия. Кто-то умнее нас, более развитый и технологически превзошедший нашу цивилизацию создал весь этот мир, Вселенную — случайно, в качестве эксперимента, или, может, ради забавы.
И если раньше вопросом «Насколько реален окружающий нас мир?» задавались в основном философы, то после выхода фильма сестер Вачовски «Матрица» и статьи Ника Бострома «Доказательство симуляции» тема обрела новых последователей с современным подходом.
Возможно, мы живем в симуляции. Возможно, нет. Сегодня наука не может дать однозначный ответ на этот вопрос. Десятки ученых пытаются найти доказательства или опровержения гипотезы симуляции, но пока все, к чему они пришли, сводится к предположениям, аналогиям и допущениям.
О чем этот текст?
Прочитав этот текст, вы узнаете о доказательстве Ника Бострома и что о нем думает Илон Маск; есть ли у Вселенной предустановленные параметры и можно ли ее просчитать; что, по мнению философа Неда Блока, невозможно сымитировать, какая существует связь между теорией моделирования и инопланетянами и кто метит на роль современного Нео. Специально для тех, кто считает, что живет в компьютерной симуляции, — бонус: пять советов от Робина Хансона.
Реальна ли реальность
Человек познает мир с помощью чувств: зрение, осязание, слух… Но можем ли мы быть уверены в том, что чувствуем? Можем ли мы быть уверены, что сон — это действительно сон, и после пробуждения нас ожидает «настоящая» реальность, а не еще одно сновидение?
В 1981 году американский философ Хилари Патнэм провел мысленный эксперимент «мозг в колбе», который показал иллюзорность нашего восприятия. Некий ученый, предполагает Патнэм, мог бы извлечь мозг человека из тела, поместить его в колбу с питательным раствором и подключить нейроны к компьютеру. Электрические импульсы, поступающие в мозг, идентичны тем, что он получает, находясь в теле. Таким образом, компьютер мог бы симулировать виртуальную реальность, и человек, точнее его мозг, продолжал бы осознавать себя существующим, а окружающий мир, создаваемый компьютером, — реальным.
Согласно Патнэму, человек не может достоверно утверждать, что воспринимаемая им реальность является «объективной», потому что это всего лишь его вера в это утверждение.
Патнэм не был первопроходцем, поставившим реальность окружающего мира под сомнение. В 1641 году подобный мысленный эксперимент описал французский философ Рене Декарт в своей книге «Размышления о первой философии»:
«Я допускаю, что все видимое мною ложно. Я предполагаю никогда не существовавшим все, что являет мне обманчивая память. Я полностью лишен чувств. Мои тело, очертания, протяженность, движения и место — химеры. Но что же тогда остается истинным? Быть может, одно лишь то, что не существует ничего достоверного».
До Декарта об этом говорили Платон в мифе о пещере и Чжуан-Цзы в притче о бабочке.
Очень большая The Sims
С тех пор как Ник Бостром, шведский философ-трансгуманист, профессор из Оксфордского университета написал в 2003 году основополагающую статью «Доказательство симуляции», философы, физики и космологи пытаются подтвердить или опровергнуть идею симуляции вселенского масштаба всеми доступными им способами.
Доказательство Бострома того, что наша реальность есть иллюзия, воссозданная компьютерной программой, строится на предположении, что если общества не склонны уничтожить себя до приобретения технологий с высокой вычислительной мощностью, разрешенной законами физики, то вероятность нашей жизни внутри симуляции приближается к 100%.
По мнению сторонников теории, мир вокруг нас может быть ничем иным, как одной большой игрой The Sims с людьми в качестве главных персонажей. Современный уровень игровой компьютерной индустрии давно перешагнул уровень Pac-Man и позволяет создавать достаточно реалистичные симуляции. А если это можем мы при нашем уровне развития технологий, на что были бы способны цивилизации, превосходящие нас?
Все вокруг можно просчитать
Вселенная не хаотична. Она четко упорядочена: относительность, термодинамика, магнетизм, гравитация. Физические законы нашего мира остаются неизменными.
Почему значение параметров нашей Вселенной — масса электрона или космологической константы — именно такие, какие они есть? В современной науке отсутствуют математические уравнения, объясняющие, например, почему масса электрона равна именно 9,1093837015 (28) ×10⁻³¹ кг. Физик-теоретик из Массачусетского технологического института Зора Давуди не исключает, что это лишь исходные данные, предустановленные базовые параметры нашей Вселенной. Вполне возможно в какой-то момент ученые обнаружат одну из констант, имеющую произвольную величину, и найдут в ней закодированное послание на простом языке, говорящее: «Да, вы правильно догадались — это симуляция».
Физик Джеймс Гейтс из Мэрилендского университета (США) изучает материю на уровне кварков — субатомных частиц, из которых состоят протоны и нейтроны в атомных ядрах. И он склонен допускать, что за физические законы нашей Вселенной отвечает компьютерная симуляция.
В своих исследованиях Гейтс обнаружил странную вещь: кварки подчиняются правилам, которые напоминают компьютерные корректирующие коды. Последние помогают обнаружить и исправить ошибки, возникающие при передаче данных. Гейт говорит: «Откуда они в уравнениях о кварках или суперсимметрии из моих исследований? Это привело меня к осознанию: я уже не могу говорить о том, что люди поддерживающие теорию симуляции — сумасшедшие».
Вычислить Вселенную до последней единицы
Рич Террил, директор Центра эволюционных вычислений и автоматизированного проектирования НАСА, научный и технический консультант фильма «Когда сталкиваются миры» и телешоу «Сквозь червоточину», предполагает, что в скором времени люди сами смогут создавать обширные симуляции.
Суть теории Террила состоит в том, что программист из будущего спроектировал нашу реальность.
Он подтверждает свои слова тем фактом, что известная нам Вселенная — «пиксельная» во времени, пространстве, объеме и энергии. Существует фундаментальная единица, которую невозможно разделить на что-либо меньшее. Это значит, что Вселенная состоит из конечного числа этих единиц, а значит вычислима. Если она вычислима, то человечество само сможет создавать собственные симуляции с сознательными и разумными существами.
Маск: вероятность, что мы в базовой реальности — один к миллиарду
Теорию о матрице активно продвигают не только ученые, но и публичные личности. В ходе конференции Code Conference-2016 Илон Маск, основатель Tesla и SpaceX, заявил, что человечество находится на пути создания компьютерных игр, неотличимых от реальности. Поэтому «вероятность того, что мы находимся в базовой реальности, составляет один к миллиарду». По словам Маска, у нас два варианта исхода: «Или мы создадим неотличимые от реальности симуляторы, или цивилизация прекратит свое существование».
По мнению Бострома, слова бизнесмена о жизни в матрице нужно воспринимать буквально:
«Важно понимать, что мы сами и весь мир вокруг нас, который мы видим, слышим и чувствуем, существует внутри компьютера, построенного некоторой развитой цивилизацией. Гипотеза моделирования может быть очень хорошей или очень плохой в зависимости от того, какие, по вашему мнению, мотивы создателей симуляций: что произойдет в симуляции, что произойдет после того, как симуляция закончится. Очевидно, для этого есть как оптимистичные, так и пессимистические возможности».
Симулировать наш мир невозможно даже в теории. Пока
Исследование физиков-теоретиков из Оксфордского университета под руководством Зохара Рингеля и Дмитрия Коврижи, которое было опубликовано в 2017 году в журнале Science Advances, показывает, что жизнь и реальность — не продукты компьютерного моделирования. Ученые пришли к такому выводу, заметив новую связь между гравитационными аномалиями и сложностью квантовых вычислений. Создание симуляции, подобной нашему миру, видится им невозможным даже в теории.
Свою оценку вероятности провели Александр Бибо-Делиль и Жиль Брассар из Монреальского университета (Канада). Они исследовали возможность моделирования наших мыслительных, а также биологических, химических, социальных и физических процессов с помощью квантовых компьютеров и квантовых операций. И пришли к схожим выводам, что и их коллеги из Оксфорда.
Обладая достаточно высокими технологиями, представители некой другой цивилизации теоретически вполне способны смоделировать развитие виртуального мозга человека. Но для создания мира, все физические законы которого соответствовали бы законам реальности, необходимы колоссальные ресурсы. Кроме того, увеличить и так немалые затраты на расчеты виртуального мира может рекурсивное моделирование, то есть когда симуляция находится внутри симуляции, которая, в свою очередь, также находится внутри симуляций. Такая вложенность нагружала бы вычислительные мощности в геометрической прогрессии. На основании этих факторов ученые сделали вывод: вероятность того, что наш мир полностью виртуален, — ниже 50%.
Но есть «но». И сводится оно к вечному вопросу: «Одни ли мы во вселенной?». По словам Бибо-Делиля и Брассара, тот факт, что мы до сих пор не обнаружили свидетельства существования внеземных цивилизаций, можно рассматривать как наиболее убедительный аргумент в пользу теории моделирования.
Сознание — «козырь» человека
Американский философ Нед Блок считает, что нет причин полагать, будто наша реальность не является базовой. Главный человеческий «козырь» — сознание — сымитировать невозможно, как невозможно сделать мокрыми капли в симуляции дождя. И неважно, какими мощностями обладает «создатель». Ученый уверен:
«Квантовые компьютеры могут выполнять вычисления быстрее и эффективнее, чем традиционные. Но это все еще компьютеры. Они по-прежнему представляют собой описание того, как мы шифруем, вычисляя, что мы будем делать в данных обстоятельствах. Возможно, однажды мы смоделируем сознание, но у нас нет оснований полагать, что даже квантовые вычисления воспроизведут оригинал».
Гопник, Мандела и сбой в матрице
После выхода знаменитой трилогии «Матрица» тысячи людей начали искать подтверждения того, что мир вокруг нас лишь иллюзия. Мистические, паранормальные и другие явления, которые не способна объяснить наука, автоматически попали под категорию «сбой в матрице».
Среди них — дежавю, или психическое состояние, когда человек ощущает, что уже был в ситуации или в месте, но не может связать это «воспоминание» с конкретным моментом из прошлого.
«Дежавю означает сбой в матрице, когда меняют программу», — так объясняет суть явления Тринити неопытному Нео в сцене с кошкой.
Психологи объясняют эффект тем, что иногда человек, вспоминая о событии, трансформирует его в своем сознании, создавая таким образом ложные воспоминания. Однако в сети популярно мнение, что эффект Манделы лишь подтверждает то, что кто-то пытается переписать нашу реальность, своеобразный баг в системе.
Журналист Адам Гопник считает, что в пользу идеи матрицы свидетельствует накладка, произошедшая на 89-й церемонии вручения наград премии «Оскар». Тогда фильм «Ла-Ла Ленд» ошибочно получил статуэтку за лучшую картину вместо «Лунного света».
Новая религия
Пока одни ищут доказательства, что все вокруг лишь иллюзия, а другие разрабатывают технологии, чтобы самим создать гиперреалистичную симуляцию, не менее талантливые люди уже готовят план спасения человечества. Среди них хакер, взломавший iPhone и консоль Sony, предприниматель, основавший стартап в области искусственного интеллекта Comma.ai, Джордж Хотц.
Хотц считает, что доказательств того, что мы не находимся в симуляции нет: «Можно легко представить себе сущности гораздо умнее нас, которые способны построить клетку, о существовании которой вы даже не знаете».
О своих планах основать религию, посвященную эмулированной вселенной, он рассказал на фестивале SXSW в 2019 году. Как именно Хотц планирует вырвать человечество из симуляции, пока неизвестно. Его последователям стоит надеяться лишь на богатый хакерский опыт компьютерного эксперта.
Возможно, наш мир виртуален. Но имеет ли это значение?
Американский астрофизик, писатель и популяризатор науки Нил Деграсс Тайсон в шоу Ларри Кинга сказал:
«Трудно спорить с утверждением, что все мы — просто плод фантазии какого-нибудь парня, который сидит в подвале родительского дома и ради собственной забавы создает мир. И каждый раз, когда происходит что-то странное, может быть, ему просто становится скучно, он вносит какое-то изменение — так, для интереса. Если тебя кто-то программирует, то ты ничего сделать не сможешь. Знаешь ли ты об этом или нет — разницы нет никакой».
Как жить в симуляции
Одновременно с трудом Бострома в журнале Journal of Evolution and Technology вышла статья «Как жить в симуляции». В ней научный сотрудник Института будущего человечества Оксфордского университета Робин Хансон дает несколько советов людям, которые считают, что живут в симуляции:
Макс Тегмарк, космолог и астрофизик из Массачусетского университета, считает, что если вы не уверены, находитесь ли вы в симуляции или нет, то «разбейте свою скорлупу и проживите по настоящему интересную жизнь, поступайте неожиданно, чтобы программистам нашей вселенной не стало скучно и они вас не отключили».
Ученые всерьез обсуждают, в реальном мире мы живем или в «Матрице». Почему?
Зачем ученым понадобилось проверять теорию из кино?
При переложении на реальность идея «Матрицы» кажется абсурдной: зачем кому-то создавать огромный виртуальный мир — что явно трудоемко — и населять его людьми, нами? Тем более что реализация этой идеи из фильма сестер Вачовски не выдерживает никакой критики: любой школьник знает, что КПД не может превышать 100%, а значит, нет смысла получать энергию для машин от людей в капсулах — на их прокорм и обогрев уйдет больше энергии, чем они смогут отдать машинам.
Первым в научных кругах на вопрос о том, может ли кому-то понадобиться целый смоделированный мир, ответил в 2001 году Ник Бостром. К тому времени ученые уже начали использовать компьютерное моделирование, и Бостром предположил, что рано или поздно такие компьютерные симуляции будут использованы для изучения прошлого. В рамках такой симуляции можно будет создать детализированные модели планеты, живущих на ней людей и их взаимоотношений — социальных, экономических, культурных.
Историю нельзя изучать экспериментально, а вот в моделях можно запускать бессчетное количество сценариев, ставя самые дикие эксперименты — от Гитлера до мира постмодерна, в котором живем сейчас мы. Полезны такие опыты не только для истории: в мировой экономике тоже хорошо бы разбираться получше, но кто даст ставить эксперименты сразу над восьмью миллиардами настоящих, живых человек?
Бостром обращает внимание на важный момент. Создать модель значительно проще и дешевле, чем породить нового, биологически реального человека. И это хорошо, потому что историк захочет создать одну модель общества, социолог — другую, экономист — третью, и так далее. Ученых в мире очень много, поэтому число цифровых «людей», которые будут созданы во множестве таких симуляций, может быть очень большим. Например, в сто тысяч, или в миллион, или в десять миллионов раз больше, чем число «биологических», реальных людей.
Если допустить, что теория верна, то чисто статистически у нас почти нет шансов оказаться не цифровыми моделями, а реальными людьми. Допустим, общее число «матричных» людей, созданных где-либо и когда-либо любой цивилизацией, всего в сто тысяч раз больше, чем число представителей этой цивилизации. Тогда вероятность того, что случайно выбранное разумное существо биологическое, а не «цифровое», — меньше одной стотысячной. То есть если такое моделирование реально ведется, вы, читатель этих строк, почти наверняка лишь набор цифр в чрезвычайно продвинутом суперкомпьютере.
Как построить «Матрицу» в реальной жизни, если очень хочется?
По их расчетам, детальное симулирование действительно большой Вселенной потребует слишком большого объема вычислительных мощностей — довольно дорогого даже для гипотетической цивилизации из далекого будущего. А раз детальная симуляция не может быть слишком большой, значит действительно далекие области космоса — что-то типа театральных декораций, так как на их скрупулезную прорисовку просто не хватило производственных мощностей. Такие области космоса — нечто, что только выглядит как далекие звезды и галактики, и выглядит достаточно детально, чтобы нынешние телескопы не могли отличить это «нарисованное небо» от настоящего. Но есть нюанс.
Симулируемый мир, в силу умеренной мощности используемых для его обсчетов компьютеров, просто не может иметь такое же разрешение, как реальный мир. Если мы обнаружим, что «разрешение» окружающей нас реальности хуже, чем должно быть, исходя из базовой физики, значит мы живем в исследовательской матрице.
«Для симулируемого существа всегда остается возможность обнаружить, что оно симулированное», — заключают ученые.
Стоит ли принимать красную пилюлю?
В 2019 году философ Престон Грин (Preston Greene) опубликовал статью, в которой публично призвал даже не пытаться узнать, в настоящем мире мы живем или нет. Как он констатирует, если длительные изыскания покажут, что наш мир имеет неограниченно высокое «разрешение» даже в самых дальних уголках космоса, то выйдет, что мы живем в реальной Вселенной, — и тогда ученые лишь зря потеряют время, пытаясь найти ответ на этот вопрос.
Но это еще лучший из возможных вариантов. Куда хуже, если окажется, что «разрешение» видимой Вселенной ниже ожидаемого — то есть, если все мы существуем только как набор цифр. Дело в том, что моделируемые миры будут иметь для своих создателей-ученых ценность только до тех пор, пока они точно моделируют их собственный мир. Но если население моделируемого мира вдруг осознает свою виртуальность, то оно точно перестанет вести себя «нормально». Осознав себя жителем матрицы, многие могут перестать ходить на работу, подчиняться нормам общественной морали и так далее. Какая польза от модели, которая не работает?
Грин считает, что пользы никакой — и что ученые моделирующей цивилизации просто отключат такую модель от питания. Благо даже при ограниченном ее «разрешении» моделировать целый мир — не самое дешевое удовольствие. Если человечество действительно примет красную пилюлю, его могут просто отключить от питания — отчего все мы неиллюзорно умрем.
Что если мы живем в симуляции симуляции?
И все же Престон Грин не вполне прав. В теории — есть смысл моделировать модель, жители которой внезапно поняли, что они виртуальны. Такое может пригодиться цивилизации, которая в какой-то момент сама осознала, что является моделируемой. При этом ее создатели по какой-то причине забыли или не захотели отключить модель.
Таким «человечкам» может пригодиться моделирование ситуации, в которой оказалось их общество. Тогда они могут построить модель, чтобы изучить, как ведут себя симулируемые люди, когда осознают, что они — лишь симуляция. Если это так, то не надо бояться, что нас отключат в момент, когда мы осознаем, что живем в матрице: ради этого момента нашу модель и запускали.
Можно ли создать идеальную симуляцию?
Любое детальное симулирование даже одной планеты до уровня атомов и субатомных частиц очень ресурсоемко. Снижение разрешения может снизить реализм поведения людей в модели — а значит, расчеты на ее основе могут иметь недостаточную точность для переноса выводов моделирования на реальный мир.
К тому же, как мы отметили выше, симулируемые всегда могут найти свидетельства того, что их симулируют. Нет ли способа обойти такое ограничение и создать модели, которые будут требовать меньше ресурсов мощных суперкомпьютеров, но при этом бесконечно высокое разрешение, как в реальном мире?
Как отмечает академик Валерий Рубаков, если физики смогут в лаборатории создать область пространства со свойствами ранней Вселенной, то такая «Вселенная в лаборатории» просто по физическим законам превратится в аналог нашей собственной Вселенной.
У подобной «лабораторной Вселенной» разрешение будет бесконечно большим, поскольку, строго говоря, по своей природе она материальна, а не является «цифровой». Плюс на ее работу в «родительской» Вселенной не нужен постоянный расход энергии: достаточно закачать ее туда один раз, при создании. К тому же она должна быть очень компактной — не больше, чем та часть экспериментальной установки, в которой ее «зачали».
Астрономические наблюдения в теории могут указать на то, что такой сценарий технически возможен. На данный момент, при сегодняшнем уровне техники, это чистая теория. Чтобы реализовать ее на практике, нужно переделать еще целый ворох работы: сперва найти в природе предсказываемые теорией «лабораторных Вселенных» физические поля и затем уже попытаться научиться с ними работать (аккуратно, чтобы попутно не разрушить нашу).
Валерий Рубаков в связи с этим задается вопросом : не является ли наша Вселенная одной из таких «лабораторных»? К сожалению, на сегодняшний день достоверно ответить на этот вопрос невозможно. Создатели «игрушечной Вселенной» должны оставить «ворота» в свою настольную модель, иначе им будет сложно за ней наблюдать. Но найти подобные двери сложно, тем более что они могут быть размещены в любой точке пространства-времени.
Одно можно сказать точно. Следуя логике Бострома, если кто-то из разумных видов когда-либо решился на создание лабораторных Вселенных, обитатели этих Вселенных могут пойти на такой же шаг: создать свою «карманную Вселенную» (напомним, ее реальный размер будет как у нашей, маленьким и компактным будет только вход в нее из лаборатории создателей).
Соответственно, искусственные миры начнут множиться, и вероятность того, что мы — обитатели именно рукотворной Вселенной, математически выше, чем того, что мы живем в первичной Вселенной.
Почему мы живем не в Матрице, а в матрице?
Бог — это вечная и бесконечная истина, не имеющая ценности и смысла.
Сегодня я хочу рассказать вам о самой смелой и красивой гипотезе в современной теоретической физике. Многие ученые относятся к ней крайне скептически, некоторые называют ее откровенно шизофреническим бредом, а другие находят крайне интересной. Давайте же пустимся в путешествие, которое может навсегда изменить ваше представление о Вселенной.
В поисках «теории всего»
Начиная с середины 20-ого века самой сложной и перспективной задачей теоретической физики является поиск так называемой «теории всего», которая объединит в себе общую теорию относительности и квантовую механику, тем самым дав точное объяснение всем наблюдаемым физическим явлениям. На роль такой теории претендуют многочисленные теории струн, теория квантовой петлевой гравитации и многие другие. Но мы будем говорить не о них. Мы сделаем шаг еще дальше.
Профессор MIT Макс Тегмарк в своей книге «Наша математическая Вселенная» призывает нас задуматься о самом удивительном свойстве всех существующих физических теорий, которое обычно люди считают само собой разумеющимся — все наши физические теории описываются математикой.
С точки зрения эмпиризма (философия первичности материи по отношению к идее) в этом нет ничего удивительного, человек изобретал язык математики, наблюдая за реальным миром.Мы изобрели цифры и счет, чтобы считать предметы, мы изобрели геометрию, чтобы строить прочные здания. Со временем наши математические инструменты становились все более сложными и отдаленными от повседневных нужд — мы изобретали дифференциалы, интегралы, математический анализ, теорию групп, топологию. Но в конце концов мы всегда находили физические явления, которые поразительно хорошо описывались с помощью этих самых инструментов.
Но давайте взглянем на математичность физических законов с точки зрения идеализма (философия первичности идеи по отношению к материи). Все математические законы живут в пространстве идей и не зависят даже от существования нашей Вселенной. Если даже ничего не существовало бы, дважды два все также равнялось бы четырем. Рождение галактик и звезд, движение планет, химические реакции и генетические мутации строго следовали математическим формулам задолго до появления людей. Мы лишь открыли эти законы, но не изобрели их.
Так что же будет с теорией относительности, квантовой механикой или пресловутой теорией всего, если мы выкинем из них всю словесную шелуху, вроде слов «квант», «пространство», «свет». Там останутся только формулы, и ничего больше. И в этом месте рассуждений Макс Тегмарк задает интереснейший вопрос: что может полностью описываться чистой математикой? И он дает на него единственно разумный ответ. Чистой математикой может быть описана лишь сама чистая математика. Таким образом Тегмарк приходит к самой поразительной из возможных гипотез: вся наша Вселенная — это математическая структура.
Все из бита
Макс Тегмарк не был первым, кто пришел к такой идее. Задолго до него эту идею выдвигал знаменитый американский физик, научный руководитель Ричарда Фейнмана, Хью Эверетта и Кипа Торна, а также автор терминов «черная дыра» и «кротовая нора» Джон Уилер.
В своей статье «it from bit» Джон Уилер задумывался над тем фактом, что все свойства элементарных частиц вроде массы, заряда, спина, цвета, странности и красоты не имеют никакого собственного смысла, а лишь проявляются при взаимодействиях с другими частицами.
Таким образом, все эти свойства являются по сути битом информации в некоторой математической структуре. Уилер писал:
Все сущее — каждая частица, каждое силовое поле, даже сам пространственно-временной континуум — получают свою функцию, свой смысл и, в конечном счёте, самое своё существование — даже если в каких-то ситуациях не напрямую — из ответов, извлекаемых нами с помощью физических приборов, на вопросы, предполагающие ответ «да» или «нет», из бинарных альтернатив, из битов. «Всё из бита» символизирует идею, что всякий предмет и событие физического мира имеет в своей основе — в большинстве случаев в весьма глубокой основе — нематериальный источник и объяснение; то, что мы называем реальностью, вырастает в конечном счёте из постановки «да-нет»-вопросов и регистрации ответов на них при помощи аппаратуры
Чтобы вы лучше поняли, что имел в виду Джон Уилер, я приведу вам в пример картинку из книги Макса Тегмарка о том, как отношения между точками пространства (ребра куба) можно представить в виде матрицы битов:
Сами вершины этого куба, обозначенные индексом от 1 до 8, не несут никакого смысла, а вот матрица отношений между ними (ребер куба) уже обладает некоторыми уникальными свойствами: например, вращательной симметрией. Наша Вселенная, конечно же, устроена на порядки сложнее куба, но в ее основе лежат те же самые принципы. Поняв это, мы можем двигаться дальше.
Инфляционная модель Вселенной и фракталы
Если мы все-таки живем в математической модели, то в какой?
Давайте посмотрим на нашу Вселенную: она состоит из множества скоплений миллиардов галактик, галактики состоят из миллиардов звезд, у многих звезд есть несколько планет, а у многих планет есть некоторое количество спутников. Более того, согласно гипотезе вечной инфляции, являющейся объяснением и расширением инфляционной модели развития вселенной, в отдаленном от нас пространстве ежесекундно происходят миллионы «больших взрывов», порождающих свои пузыри Вселенных.
Но вернемся к нашему миру: все скопления, галактики, звезды и планеты, в какой бы части Вселенной они не находились, очень похожи между собой, но все же уникальны. Какая математическая структура обладает такими свойствами? Это фрактал.
Фрактал порождается простейшей рекуррентной формулой, но развивается в красивейшую циклическую картину, каждый маленький кусочек которой одновременно и уникален, и похож на общую структуру.
Асимметрия времени и вычисление рекурсивной функции
И как раз фрактальная структура нашей Вселенной открывает нам глаза на самую главную загадку современной физики — время. Идет ли время только вперед? Линейно ли оно?
Современная физика говорит о существовании так называемой асимметрии времени или стрел времени. Первая стрела времени — психологическая: мы помним прошлое, но не будущее. Эта ассиметрия является частным случаем более общей второй стрелы времени — причинно-следственной. Причины порождают следствия, но не наоборот. С другой стороны это может быть лишь частью нашего восприятия и при обратном ходе времени мы бы приняли причины за следствия, а следствия за причины. Но существуют третья абсолютно объективная асимметрия времени, также называемая вторым законом термодинамики — энтропия в замкнутой системе со временем всегда растет. То есть, при обратном ходе времени она бы падала.
Как это можно объяснить? Одним из первых объяснение, согласующееся с гипотезой математической Вселенной, дал немецкий пионер компьютеростроения и автор первого языка программирования высокого уровня Конрад Цузе. Он предположил, что наша Вселенная является не статичной математической моделью, а постоянно вычисляющийся чистой рекурсивной функцией. На вход такой функции поступает результат вычисления предыдущей итерации. Каждый тик такой функции является планковским временем, а проще говоря мгновением. Такая гипотеза очень хорошо объясняет все стрелы времени. Результат вычисления такой функции зависит от ее входа — будущее зависит от прошлого, но не наоборот. Со временем количество информации в такой системе будет расти, а значит будет расти и энтропия. И главное, эта гипотеза очень хорошо согласуется с фрактальностью нашей Вселенной, ведь фрактал — результат вычисления рекуррентной функции.
Таким образом, мы можем дать определение времени таким образом: время — это процесс вычисления чистой рекурсивной функции расчета развития нашей Вселенной.
Вы можете возразить, что наша Вселенная недетерминирована и при коллапсе волновой функции Шредингера результат выхода кванта из суперпозиции непредсказуем. Но согласно многомировой интерпретации квантовой механики Эверетта в момент коллапса волновой функции наша Вселенная просто разделяется на две параллельных реальности, в одной из которых суперпозиция переходит в одно состояние, а в другой в противоположное.
Также стоит учесть, что это время — не то же самое, что описывается в общей теории относительности Эйнштейна. Это абсолютное время — тики процессора вычисляющего нашу Вселенную.
Матрица и антропный принцип
Но если вся наша Вселенная — это вычислительная машина, то как определить, что мы живем не в Матрице? С одной стороны это недоказуемо и неопровергаемо. С другой стороны, если мы живем в Матрице и крутимся на компе у какого-то программиста из реальной вселенной, то его вселенная тоже будет подчинятся законам математики и тоже может оказаться Матрицей второго уровня, которая существует в реальном мире. Этот ряд можно продолжать до бесконечности и ни в одном уровне Матрицы не будет возможности доказать, существует или нет реальный мир более высокого уровня.
В любом случае, у Макса Тегмарка есть более красивое объяснение математичности нашей Вселенной. Для начала зададимся вопросом: почему мы живем именно в такой математической структуре, а не в какой-то другой? Тегмарк находит ответ на этот вопрос в антропном принципе: все непротиворечивые математические структуры существуют, но лишь в немногих из них может зародится такая тонко настроенная Вселенная, которая позволяет существовать нейронным сетям, способным осознать причинно-следственные связи.
Заключение
У гипотезы математической вычислимой Вселенной существуют интересные последствия: герои книг, фильмов, историй и даже ваш выдуманный друг столь же реальны, как и вы сами, так как точно так же являются математическими структурами, придуманными другой математической структурой внутри громадной математической структуры. Это заставляет задуматься над самим значением слова «реальность».
Для более глубокого ознакомления с данной темой я рекомендую книгу Макса Тегмарка «Наша математическая Вселенная» и статью в википедии про цифровую физику.