Ученые из Института Санта-Фе и Центра изучения сложности (Complexity Science Hub) разработали универсальный математический аппарат, который позволяет приравнять химические реакции, турбулентные потоки и человеческое общество к процессору вашего ноутбука. Оказывается, вычислять умеет вообще всё во Вселенной — главное знать, как расшифровать ответ.
Когда мы слышим слово «компьютер», мы представляем себе кремниевые чипы, микросхемы и операционную систему. Это так называемые «сконструированные» вычислительные системы. Инженеры заранее решили, какой уровень электрического напряжения будет означать логический ноль, а какой — единицу. У нас есть чертеж, и мы точно знаем, как физическая реальность переводится в язык строгих алгоритмов.
Но природа тоже занимается вычислениями. Колония муравьев, ищущая кратчайший путь к сахару, человеческий мозг, завихрения воды в трубе или бурлящая химическая реакция — всё это сложные динамические системы, которые обрабатывают информацию. Проблема в том, что создатель не приложил к ним инструкцию. Как нам доказать, что система выполняет вычисления, если мы сами её для этого не строили?
В статье, опубликованной 20 января 2026 года в Journal of Physics: Complexity, физики Дэвид Вулперт (David H. Wolpert) и Ян Корбель (Jan Korbel) задались именно этим фундаментальным вопросом: «Что вообще значит — вычислять?».
Исследователи разработали универсальный фреймворк, который позволяет наложить непрерывную и хаотичную эволюцию любой естественной динамической системы на строгие шаги абстрактной вычислительной машины (например, машины Тьюринга). Но поскольку для природных систем («несконструированных» компьютеров) нет заранее заданного словаря перевода физических величин в логические переменные, этот словарь выбирает сам наблюдатель.
Авторы доказывают, что одну и ту же физическую систему можно рассматривать как выполняющую бесконечное множество разных вычислений одновременно — всё зависит от того, какую «карту декодирования» вы к ней примените. Грубо говоря, пока вы пьете утренний кофе, турбулентные завихрения в вашей чашке теоретически просчитывают аэродинамику марсианского зонда и играют в Doom, принимая начальные координаты молекул воды за ввод данных. Вы просто не умеете считывать этот результат, потому что не знаете, как перевести скорость конкретной капли в пиксели на экране.
Всё это может звучать как академическая софистика, если бы не одно слово: термодинамика.
Современные кремниевые дата-центры потребляют колоссальные объемы энергии и требуют огромных систем охлаждения, так как работают вдали от термодинамического равновесия. При этом человеческий мозг, выполняющий невероятно сложные задачи, работает на мощности около 20 Ватт (как тусклая лампочка в холодильнике), а бактерии обходятся и вовсе микроскопическими долями энергии для адаптации к среде.
По словам Яна Корбеля, новый фреймворк впервые позволяет напрямую, на языке строгой математики, сравнивать искусственные и естественные компьютеры. Если мы поймем, как природе удается так дешево и быстро обрабатывать информацию с помощью «несконструированных» архитектур, мы сможем создать принципиально новые, энергоэффективные гибридные вычислители.
Кроме того, этот подход применим и к социальным наукам. Например, сейчас Корбель параллельно изучает, как социальные сети «вычисляют» поляризацию общества на основе входных данных от инфлюенсеров.
Пока до создания коммерческих «суп-компьютеров» далеко — работа Вулперта и Корбеля представляет собой чисто теоретический физико-математический аппарат. Но это важный шаг к пониманию того, что информация — такая же фундаментальная часть Вселенной, как гравитация или масса.
Поэтому, если ваш рабочий ноутбук снова завис на самом важном месте, не спешите ругаться. Утешайте себя тем, что атомы в его нагревающемся пластиковом корпусе прямо сейчас безупречно производят бесконечное количество сложнейших вычислений. Жаль только, что ни одно из них не поможет вам отправить отчет начальству.
Примечание: материал подготовлен на основе интеграции данных по исходному DOI, оригинального препринта на arXiv и официальных пресс-релизов исследовательских институтов, что позволяет дать максимально развернутую картину исследования.
Читайте также: Математическое доказательство опровергает идею о том, что Вселенная — это компьютерная симуляция
Помочь донатом на Boosty.
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.
