Живем ли мы в компьютерной симуляции наподобие Матрицы
Теория моделируемой вселенной предполагает, что наша Вселенная со всеми ее галактиками, планетами и формами жизни представляет собой тщательно запрограммированную компьютерную симуляцию. В этом сценарии физические законы, управляющие нашей реальностью, являются просто алгоритмами. Опыт, который мы имеем, генерируется вычислительными процессами чрезвычайно развитой системы. Будучи по своей сути спекулятивной, теория моделируемой Вселенной привлекла внимание учёных и философов благодаря своим интригующим последствиям. Эта идея оставила свой след в массовой культуре, в фильмах, телешоу и книгах, включая фильм 1999 года «Матрица». Самые ранние упоминания о том, что реальность — это иллюзия, относятся к Древней Греции. Там вопрос «Какова природа нашей реальности?» выдвинутые Платоном (427 г. до н. э.) и другими, породили идеализм. Древние мыслители-идеалисты, такие как Платон, считали разум и дух неизменной реальностью. Материя, утверждали они, была всего лишь проявлением или иллюзией.
Перенесемся в современность: идеализм превратился в новую философию. Это идея о том, что и материальный мир, и сознание являются частью моделируемой реальности. Это просто современное развитие идеализма, вызванное последними технологическими достижениями в области вычислений и цифровых технологий. В обоих случаях истинная природа реальности превосходит физическую. В научном сообществе концепция моделируемой Вселенной вызвала как восхищение, так и скептицизм. Некоторые ученые предполагают, что если наша реальность является симуляцией, то в ткани Вселенной могут быть сбои или закономерности, выдающие ее симулированную природу. Однако поиск таких аномалий остается сложной задачей. Наше понимание законов физики все еще развивается. В конечном счете, нам не хватает четкой основы, позволяющей различать моделируемую и немоделируемую реальность.
Если наша физическая реальность — это смоделированная конструкция, а не объективный мир, существующий независимо от наблюдателя, то как мы можем научно доказать это? В исследовании 2022 года я предложил возможный эксперимент, но сегодня он остается непроверенным. Однако надежда есть. Теория информации — это математическое исследование количественного определения, хранения и передачи информации. Первоначально разработанная математиком Клодом Шенноном, она становится все более популярной в физике и используется во все большем количестве областей исследований. В своем недавнем исследовании, опубликованном в журнале AIP Advances, я использовал теорию информации, чтобы предложить новый закон физики, который я называю вторым законом инфодинамики. И что немаловажно, это, похоже, подтверждает теорию моделируемой Вселенной.
В основе второго закона инфодинамики лежит концепция энтропии — меры беспорядка, которая в изолированной системе со временем всегда возрастает. Если оставить на столе горячую чашку кофе, через некоторое время она достигнет равновесия, имея одинаковую температуру с окружающей средой. В этой точке энтропия системы максимальна, а ее энергия минимальна. Второй закон инфодинамики гласит, что «информационная энтропия» (среднее количество информации, передаваемой событием) должна оставаться постоянной или уменьшаться с течением времени — до минимального значения в равновесии. Таким образом, это полностью противоречит второму закону термодинамики (что тепло всегда самопроизвольно перетекает от горячих областей материи к холодным, в то время как энторпия возрастает). Для остывающей чашки кофе это означает, что разброс вероятностей нахождения молекулы в жидкости уменьшается. Это потому, что распространение доступных энергий уменьшается, когда существует тепловое равновесие. Таким образом, информационная энтропия всегда снижается с течением времени по мере роста энтропии.
Мое исследование показывает, что второй закон инфодинамики представляется космологической необходимостью. Она универсальна и имеет огромные научные последствия. Мы знаем, что Вселенная расширяется без потери или прироста тепла, что требует, чтобы общая энтропия Вселенной была постоянной. Однако из термодинамики мы также знаем, что энтропия всегда растет. Я утверждаю, что это показывает, что должна существовать другая энтропия — информационная энтропия — чтобы уравновесить этот рост. Мой закон может подтвердить, как ведет себя генетическая информация. Но это также указывает на то, что на самом фундаментальном уровне генетические мутации — это не просто случайные события, как предполагает теория Дарвина. Вместо этого генетические мутации происходят в соответствии со вторым законом инфодинамики, таким образом, что информационная энтропия генома всегда минимизирована. Закон также может объяснить явления в атомной физике и эволюцию цифровых данных во времени.
Самое интересное, что этот новый закон объясняет одну из величайших загадок природы. Почему во Вселенной доминирует симметрия, а не асимметрия? Мое исследование математически показывает, что состояния с высокой симметрией являются предпочтительным выбором, поскольку такие состояния соответствуют наименьшей информационной энтропии. И, как диктует второй закон инфодинамики, система естественным образом будет стремиться именно к этому. Я считаю, что это открытие имеет огромное значение для генетических исследований, эволюционной биологии, генетической терапии, физики, математики и космологии, и это лишь некоторые из них. Главным следствием второго закона инфодинамики является минимизация информационного содержания, связанного с любым событием или процессом во Вселенной. Это, в свою очередь, означает оптимизацию информационного наполнения или максимально эффективное сжатие данных.
Поскольку второй закон инфодинамики является космологической необходимостью и, по-видимому, применяется везде одинаково, можно сделать вывод, что это указывает на то, что вся Вселенная представляется смоделированной конструкцией или гигантским компьютером. Сверхсложная вселенная, такая как наша, если бы это была симуляция, потребовала бы встроенной оптимизации и сжатия данных, чтобы уменьшить вычислительную мощность и требования к хранению данных для запуска симуляции. Это именно то, что мы наблюдаем повсюду вокруг нас, в том числе в цифровых данных, биологических системах, математических симметриях и во всей Вселенной. Необходимы дальнейшие исследования, прежде чем мы сможем с уверенностью утверждать, что второй закон инфодинамики столь же фундаментален, как и второй закон термодинамики. То же самое верно и для гипотезы моделируемой Вселенной. Но если они оба выдержат проверку, возможно, это будет первый раз, когда будут получены научные доказательства, подтверждающие эту теорию, — как это описано в моей недавней книге.
