Мы живем в компьютерной симуляции? А доказать?

22.03.2017 12:31

У науки нет ответов на все вопросы. Есть множество вещей, которые наука, возможно, никогда не будет в состоянии доказать или опровергнуть. Например, существование Бога. Однако есть тема, которую в нынешних научных и околонаучных реалиях куда интереснее.
Ее предложил шведский философ-современник Ник Бостром, а также несколько других весьма видных ученых. Звучит она так: живем ли мы в компьютерной симуляции? Следует признать, что даже желание порассуждать на эту тему способно привести чуть ли не в бешенство по крайней мере одного человека – Сабрину Хоссенфельдер. И нет, этот человек не религиозная особа. Это физик-теоретик и популяризатор науки из Франкфуртского института передовых исследований (Германия). На этой неделе она решила поделиться своим мнением на эту тему на страницах своего личного блога Backreactions. Правда здесь стоит указать, что расстраивает ее не само заявление о «нашей жизни в компьютерной симуляции». Ее расстраивает тот факт, что некоторые видные ученые и философы делают заявления, которые, если они являются фактами, безусловно, должны отображаться в наших физических законах. Но они не отображаются.

«Я не говорю, что это невозможно», — объясняет Хоссенфельдер. – «Но я хочу слышать не только слова, но и видеть то, что может их подкрепить».

Подтверждение такого мнения потребует колоссальной работы и бесчисленного количества времени на математические расчеты. В общем, усилий придется потратить столько, что их хватит на решение большинства самых сложных проблем и пробелов теоретической физики.

Итак, вы хотите доказать, что Вселенная на самом деле является симуляцией, созданной неким «программистом». Нет, вы не подходите к вопросу с религиозной точки зрения и не говорите, что Бог создал Вселенную. Вы просто считаете, что какая-то «всемогущая высшая сила» спроектировала Вселенную согласно своему видению, и, говоря такое, вы подразумеваете совсем не Бога.

Для начала, чтобы было более понятно людям, которые только что к нам присоединились и совсем не понимают, о чем вообще идет речь, под термином «компьютерная симуляция Вселенной» подразумевается, что мы живем во Вселенной, где все имеющееся пространство и время основаны на дискретных битах данных. То есть где-то должен существовать некий ультрамегасуперкомпьютер с «единицами» и «нулями», создающий все то, что нас окружает. Но в этом случае абсолютно все, что есть во Вселенной, даже на самых малых масштабах, должно иметь свои определенные свойства, определенные состояния или значения – «да» или «нет», «1» или «0». Однако, по мнению Хоссенфельдер, науке уже известно, что этого быть не может.

Возьмем квантовую механику. В ней есть некоторые вещи, у которых действительно можно выделить определенные значения, однако основа, сам базис квантовой механики заключен не в свойствах объектов. Основой квантовой механики являются вероятности. Элементарные частицы, вроде тех же электронов, имеют свойство, называемое спином (момент импульса). Квантовая же механика говорит о том, что если мы не осуществляем наблюдение за частицами, то мы не можем с точностью сказать, какое значение их спин имеет в этот момент. Мы можем лишь предположить. На этом принципе держится притча о коте Шредингера. Если некий процесс, как радиоактивный распад например, может определяться квантовой механикой и отвечать за то, будет ли жив запертый в коробке кот или нет, то в этом случае, согласно нашему нынешнему пониманию классической физики, кот на самом деле должен быть в двух состояниях одновременно – живым и мертвым, — до тех пор, пока мы не откроем коробку, чтобы посмотреть. Квантовая механика и классические компьютерные биты основаны на разных, не связанных между собой вещах.

Если копнуть глубже, получается, что некоему «программисту» придется кодировать множество классических битов, чьи значения фиксированы, в квантовые биты, управляет которыми принцип неопределенности. Квантовые биты, в свою очередь, не имеют определенных значений – не представлены нулями и единицами, — но вместо этого говорят нам о вероятности принимать любое из этих значений (включая так называемое состояние суперпозиции). Физик Сяо-Ган Вэнь из Института теоретической физики Периметр пытался смоделировать все это вышесказанное и представить Вселенную как нечто, состоящее из «кубитов». Хоссенфельдер говорит, что модели Вэня, кажется, в большей части не противоречили нашим стандартным моделям физики и математики, описывающим свойства наших частиц, но все равно не смогли корректно предсказать относительность.

«Но он не заявлял, что мы живем в компьютерной симуляции. Он просто попытался объяснить вероятность того, что Вселенная может состоять из кубитов», — прокомментировала Хоссенфельдер.

Наличие любого доказательства того, что мы живем в симуляции, потребует от нас пересмотра всех наших законов физики элементарных частиц (общей и специальной теории относительности) и использования иной интерпретации квантовой механики, на базе которой выведены ее нынешние законы, чтобы она смогла идеально описать нашу Вселенную. Что самое интересное, есть люди, которые посвящают этому всю свою жизнь, но при этом ни на сантиметр не приближаются к заветной цели.

Скотт Ааронсон, специалист в области теории вычислительных машин и систем, говорит о вероятности существования теорий, способных объединить гравитацию с квантовой механикой. И если наша Вселенная действительно состоит из квантовых битов, то рано или поздно эти теории кто-то сможет вывести и грамотно обосновать. Поэтому если среди людей имеются те, кто хотел бы решить одну из сложнейших загадок в теоретической физике, то милости просим. Сам же Ааронсон относит себя скорее к «лагерю незаинтересованных» в решении вопроса о том, является ли наша Вселенная виртуальной или нет, но тем не менее свое мнение на тему вопроса тоже имеет:

«Почему бы не взять и упростить эту гипотезу, исключив из уравнения «пришельцев» или кого-бы там ни было во главе, если наличие этого фактора не несет никакой практической пользы в решении гипотезы?», — задается вопросом Ааронсон.

Определенно, будь это «пришельцы» либо некий «главный программист» — все они являлись бы в данном случае высшими «формами жизни», понять которые нам, вероятнее всего, никогда не было бы суждено. И если наши теории работают и без предположений о том, что все мы можем жить в симуляции, то зачем вообще пытаться найти объяснение тому, что по сути нам не нужно?

И все же, будучи компьютерным специалистом, Ааронсон не мог задаться еще одним не менее интересным вопросом: можно ли согласно нашим правилам компьютерных вычислений создать симуляцию, масштабом со Вселенную? В случае моделирования нашей Вселенной, по мнению Ааронсона, согласно самым грубым и оптимистичным предположениям, понадобилось бы 10^122 кубитов. (Это число представляло бы собой единицу со 122 нулями, при том что по некоторым оценкам приблизительное количество атомов в нашей Вселенной составляет 10^80). Не менее интересным являлся бы вопрос о том, способна ли эта гипотетически созданная виртуальная Вселенная обойти проблему остановки и заранее рассчитать свой конец, то есть сделать то, на что не способны обычные компьютерные программы.

В конце концов, те, кто верит в «симуляционную модель Вселенной», могут просто изменять параметры при моделировании, чтобы в конечном итоге подтверждать свои предположения. Но это будет уже не наука. Это будет религия, с пришельцами или неким «главным программистом» вместо Бога. И все же ни Хоссенфельдер, ни Ааронсон не утверждают, что все мы можем или не можем жить в симуляции. Они лишь говорят о том, что если вы сможете это доказать, то вам потребуется гораздо больше усилий, чем просто сотрясать руками и вести философские беседы. Вам потребуется неопровержимое доказательство, указывающее на то, что архитектура Вселенной работает как один гигантский компьютер и при этом не противоречит самым комплексным законам нашей физики.