Это излюбленный сюжетный ход научной фантастики: вся наша Вселенная может быть симуляцией, запущенной на суперкомпьютере некой развитой цивилизации. Однако новое исследование, проведенное в Университете Британской Колумбии в Оканагане, математически доказало, что это не просто маловероятно, а невозможно.
Доктор Мир Файзал, адъюнкт-профессор факультета естественных наук Ирвинга К. Барбера при УБК в Оканагане, и его международные коллеги, доктора Лоуренс М. Краусс, Аршид Шабир и Франческо Марино, показали, что фундаментальная природа реальности функционирует таким образом, который ни один компьютер не смог бы симулировать.
Их выводы, опубликованные в журнале «Journal of Holography Applications in Physics», не просто предполагают, что мы не живем в симулированном мире, подобном «Матрице». Они доказывают нечто гораздо более глубокое: Вселенная построена на таком типе понимания, который находится за пределами досягаемости любого алгоритма.
«Было высказано предположение, что Вселенную можно симулировать. Если бы такая симуляция была возможна, симулированная вселенная сама могла бы породить жизнь, которая, в свою очередь, могла бы создать собственную симуляцию. Эта рекурсивная возможность делает крайне маловероятным, что наша Вселенная является первоначальной, а не симуляцией, вложенной в другую симуляцию», — говорит доктор Файзал. «Когда-то считалось, что эта идея находится за пределами научного познания. Однако наше недавнее исследование продемонстрировало, что к ней, на самом деле, можно подойти с научной точки зрения».
Исследование основывается на удивительном свойстве самой реальности. Современная физика ушла далеко за пределы ньютоновской осязаемой «материи», движущейся в пространстве. Теория относительности Эйнштейна заменила ньютоновскую механику. Квантовая механика снова изменила наше понимание. Сегодняшняя передовая теория — квантовая гравитация — предполагает, что даже пространство и время не являются фундаментальными. Они возникают из чего-то более глубокого: из чистой информации.
Эта информация существует в том, что физики называют «платоновским миром» — математической основе, более реальной, чем физическая вселенная, которую мы воспринимаем. Именно из этого мира возникают сами пространство и время.
И вот где начинается самое интересное. Команда продемонстрировала, что даже эта основа, базирующаяся на информации, не может полностью описать реальность, используя только вычисления. Они использовали мощные математические теоремы, включая теоремы Гёделя о неполноте, чтобы доказать, что полное и последовательное описание всего сущего требует того, что они называют «неалгоритмическим пониманием».
Представьте это так. Компьютер следует алгоритмам, шаг за шагом, независимо от их сложности. Но некоторые истины могут быть поняты только через неалгоритмическое понимание — понимание, которое не вытекает из какой-либо последовательности логических шагов. Эти «гёделевские истины» реальны, но их невозможно доказать с помощью вычислений.
Вот простой пример с использованием утверждения: «Это истинное утверждение недоказуемо». Если бы оно было доказуемо, оно было бы ложным, что делало бы логику противоречивой. Если оно недоказуемо, то оно истинно, но это делает любую систему, пытающуюся его доказать, неполной. В любом случае, чистое вычисление оказывается несостоятельным.
«Мы продемонстрировали, что невозможно описать все аспекты физической реальности, используя вычислительную теорию квантовой гравитации», — говорит доктор Файзал. «Следовательно, никакая физически полная и последовательная теория всего не может быть выведена только из вычислений. Скорее, она требует неалгоритмического понимания, которое является более фундаментальным, чем вычислительные законы квантовой гравитации, и, следовательно, более фундаментальным, чем само пространство-время».
Поскольку вычислительные правила в платоновском мире, в принципе, могли бы напоминать правила компьютерной симуляции, не мог ли сам этот мир быть симулированным?
Нет, говорят исследователи. Их работа раскрывает нечто более глубокое.
«Опираясь на математические теоремы, связанные с неполнотой и неопределимостью, мы демонстрируем, что полностью последовательное и полное описание реальности не может быть достигнуто только с помощью вычислений», — объясняет доктор Файзал. «Оно требует неалгоритмического понимания, которое по определению находится за пределами алгоритмических вычислений и, следовательно, не может быть симулировано. Таким образом, эта вселенная не может быть симуляцией».
Соавтор, доктор Лоуренс М. Краусс, говорит, что это исследование имеет глубокие последствия:
«Фундаментальные законы физики не могут содержаться в пространстве и времени, потому что они их порождают. Долгое время существовала надежда, что по-настоящему фундаментальная теория всего в конечном итоге сможет описать все физические явления с помощью вычислений, основанных на этих законах. Однако мы продемонстрировали, что это невозможно. Полное и последовательное описание реальности требует чего-то более глубокого — формы понимания, известной как неалгоритмическое понимание».
Вывод команды ясен и знаменует собой важное научное достижение, говорит доктор Файзал.
«Любая симуляция по своей сути алгоритмична — она должна следовать запрограммированным правилам», — говорит он. «Но поскольку фундаментальный уровень реальности основан на неалгоритмическом понимании, Вселенная не может быть и никогда не могла быть симуляцией».
Гипотеза симуляции долгое время считалась непроверяемой, относящейся скорее к философии и даже научной фантастике, чем к науке. Это исследование твердо переносит ее в область математики и физики и дает окончательный ответ.
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.