Ustalili, czy żyjemy w symulacji. Miłośnicy Matrixa czekali na ten moment
Czerwona czy niebieska pigułka? To pytanie, odwieczny dylemat rodem z Matrixa, od dekad rozpala wyobraźnię fanów science fiction, filozofów, a ostatnio nawet tytanów technologii pokroju Elona Muska. Wszyscy kochamy tę koncepcję: a co, jeśli nasza starannie poukładana rzeczywistość, nasze kredyty hipoteczne, poranne kawy i lęki egzystencjalne są tylko wyrafinowanym kodem, działającym na superkomputerze jakiejś niewyobrażalnie zaawansowanej cywilizacji?
Ta myśl jest tyleż przerażająca, co pociągająca. Daje proste wytłumaczenie wszystkich dziwactw tego świata. Ale czas odłożyć popkulturę na bok. Nauka właśnie weszła do gry i, jak to ma w zwyczaju, zepsuła zabawę.
Nowe badanie przeprowadzone przez zespół naukowców z UBC Okanagan, w tym dr. Mira Faizal, legendarnego fizyka dr. Lawrence'a M. Kraussa oraz dr. Arshida Shabira i dr. Francesco Marino, dostarcza twardych dowodów. Ich praca, opublikowana w prestiżowym Journal of Holography Applications in Physics, nie sugeruje, że to "mało prawdopodobne". Ona matematycznie udowadnia, że nasz wszechświat po prostu nie może być symulacją.
Czy wszechświat można symulować?
Sugerowano, że wszechświat można symulować. Gdyby taka symulacja była możliwa, symulowany wszechświat mógłby sam dać początek życiu, które z kolei mogłoby stworzyć własną symulację. Ta możliwość sprawia, że wydaje się wysoce nieprawdopodobne, aby nasz wszechświat był pierwotnym wszechświatem, a nie symulacją zagnieżdżoną w innej symulacji. Kiedyś uważano, że ta idea leży poza zasięgiem badań naukowych. Jednak nasze ostatnie badania wykazały, że w rzeczywistości można ją rozwiązać naukowo - mówi dr Faizal.
Badania opierają się na fascynującej właściwości samej rzeczywistości. Współczesna fizyka wykroczyła daleko poza namacalne obiekty Newtona, które krążyły w przestrzeni. Teoria względności Einsteina zastąpiła mechanikę Newtonowską. Mechanika kwantowa ponownie zrewolucjonizowała nasze rozumienie.
Dzisiejsze nowatorskie hipotezy grawitacji kwantowej sugerują, że nawet przestrzeń i czas nie są fundamentalne. Wyłaniają się (emergencja czasoprzestrzeni) z czegoś głębszego: czystej informacji.
Informacje te istnieją w tym, co fizycy nazywają sferą platońską, matematycznym fundamencie bardziej realnym niż fizyczny wszechświat, którego doświadczamy. To właśnie z tej sfery wyłaniają się przestrzeń i czas.
Więcej na Spider's Web:
Najpotężniejsza broń w arsenale
I tu zaczyna się robić ciekawie. Zespół wykazał, że nawet ten oparty na informacji fundament nie jest w stanie w pełni opisać rzeczywistości za pomocą samych obliczeń. Użyli do tego jednej z najpotężniejszych broni w arsenale logiki: twierdzenia Gödla o niezupełności, aby udowodnić, że pełny i spójny opis wszystkiego wymaga tego, co nazywają „rozumieniem niealgorytmicznym”.
Pomyśl o tym w ten sposób. Komputer postępuje zgodnie z przepisami, krok po kroku, niezależnie od stopnia ich skomplikowania. Ale niektóre prawdy można pojąć jedynie poprzez rozumienie niealgorytmiczne, rozumienie, które nie wynika z żadnej sekwencji logicznych kroków.
Te „prawdy gödlowskie” są realne, ale niemożliwe do udowodnienia za pomocą obliczeń.
Pełny i spójny opis rzeczywistości
Oto prosty przykład wykorzystujący stwierdzenie: „To prawdziwe stwierdzenie nie jest dowodliwe”.W gigantycznym uproszczeniu twierdzenie Gödla mówi, że w każdym wystarczająco złożonym systemie formalnym (jak matematyka) istnieją zdania, które są prawdziwe, ale których nie da się udowodnić w ramach tego systemu.
Weźmy prosty przykład logicznej pętli: "To prawdziwe stwierdzenie jest niedowodliwe". Jeśli spróbujesz je udowodnić, okaże się fałszywe, co prowadzi do sprzeczności. Jeśli jest niedowodliwe, to znaczy, że jest prawdziwe... ale to z kolei oznacza, że system, który próbuje je udowodnić, jest niekompletny. Tak czy inaczej, czysta komputacja zawodzi.
Badacze wykazali, że pełny i spójny opis rzeczywistości wymaga czegoś, co nazwali "rozumieniem niealgorytmicznym" (non-algorithmic understanding). Komputer, nawet kwantowy, działa według algorytmu, przepisów, krok po kroku. Ale pewne prawdy o wszechświecie można pojąć tylko w sposób, który wykracza poza jakąkolwiek sekwencję logicznych kroków.
Wykazaliśmy, że nie da się opisać wszystkich aspektów rzeczywistości fizycznej za pomocą obliczeniowej teorii grawitacji kwantowej. Dlatego żadna fizycznie kompletna i spójna teoria wszystkiego nie może zostać wyprowadzona wyłącznie z obliczeń. Wymaga to raczej zrozumienia niealgorytmicznego, które jest bardziej fundamentalne niż obliczeniowe prawa grawitacji kwantowej, a zatem bardziej fundamentalne niż sama czasoprzestrzeń - mówi dr Faizal.
Skoro reguły obliczeniowe w świecie platońskim mogą w zasadzie przypominać reguły symulacji komputerowej, czy nie można by symulować również tego świata?
Nie, twierdzą naukowcy. Ich praca ujawnia coś głębszego.
Ostateczna odpowiedź nauki
Opierając się na twierdzeniach matematycznych dotyczących niezupełności i nieokreśloności, wykazujemy, że w pełni spójny i kompletny opis rzeczywistości nie może zostać osiągnięty wyłącznie za pomocą obliczeń. Wymaga to rozumienia niealgorytmicznego, które z definicji wykracza poza obliczenia algorytmiczne i dlatego nie może być symulowane. Zatem ten wszechświat nie może być symulacją - wyjaśnia dr Faizal.
Współautor, dr Lawrence M. Krauss, twierdzi, że badania te mają głębokie implikacje.
Podstawowe prawa fizyki nie mogą być zawarte w przestrzeni i czasie, ponieważ same je generują. Od dawna jednak żywiono nadzieję, że prawdziwie fundamentalna teoria wszystkiego będzie mogła w końcu opisać wszystkie zjawiska fizyczne za pomocą obliczeń opartych na tych prawach. Wykazaliśmy jednak, że nie jest to możliwe. Pełny i spójny opis rzeczywistości wymaga czegoś głębszego - formy rozumienia znanej jako rozumienie niealgorytmiczne - mówi.
Dr Faizal uważa, że wnioski zespołu są jednoznaczne i stanowią ważne osiągnięcie naukowe.
Każda symulacja jest z natury algorytmiczna - musi przestrzegać zaprogramowanych reguł - mówi. Ale ponieważ fundamentalny poziom rzeczywistości opiera się na rozumieniu niealgorytmicznym, wszechświat nie może być i nigdy nie będzie symulacją.
Hipoteza symulacji przez długi czas była uważana za niemożliwą do zweryfikowania, zepchniętą do sfery filozofii, a nawet science fiction, a nie nauki. Niniejsze badania wpisują ją w dziedzinę matematyki i fizyki, dostarczając ostatecznej odpowiedzi.
