От древнегреческого философа Платона до Нео, героя антиутопического кинофантастического фильма "Матрица", люди долгое время размышляли об истинной природе реальности. Можем ли мы верить, что то, что мы видим, пробуем на вкус, осязаем, обоняем и слышим, реально — или мы еще не до конца поняли, “насколько глубока кроличья нора”?
Самой современной формулировкой этой идеи является гипотеза симуляции, концепция о том, что то, что мы воспринимаем как реальность, на самом деле является гиперреалистичной, сверхсложной симуляцией, вероятно, созданной существами, неизмеримо более продвинутыми, чем мы сами. Оксфордский философ Ник Бостром впервые сформулировал эту идею еще в 2003 году, и с тех пор у гипотезы появилось несколько заметных сторонников. Однако между философией и доказанной наукой лежит огромная пропасть, и чтобы добраться до нее, нужно навести мост из доказательств.
В течение последних шести лет Мелвин Вопсон, доктор философии, физик из Портсмутского университета в Великобритании, пытался создать эту важнейшую часть эмпирической инфраструктуры. Его последнее дополнение к этой идее выявило потенциальную новую роль гравитации. В статье, опубликованной в апреле в журнале AIP Advances, Вопсон исследует идею о том, что гравитационное притяжение эффективно снижает информационную энтропию — другими словами, оно обеспечивает порядок вычислений в информационном хаосе.
Энтропия - это показатель беспорядка в изолированной системе. Например, если у вас в комнате хороший порядок, энтропия в ней низкая. Но со временем в комнате становится все более беспорядочно, и при этом не требуется затрачивать энергию на поддержание порядка. Растущая неорганизованность указывает на рост энтропии. Эта идея распространяется и на информацию, говорит Вопсон, но в обратном порядке.
“Если вы возьмете область пространства с расположенными в ней объектами, они будут обладать информационной энтропией, связанной с этой информацией”, - говорит Вопсон. Эта информация регистрирует свойства материи в пространстве, такие как скорость и положение. Согласно статье, масса информации очень мала, но ее достаточно, чтобы ее можно было измерить. Но если объекты группируются вместе под действием силы тяжести, информационная энтропия уменьшается, и поэтому в них будет больше порядка, говорит он.
Если это правда (а это довольно большое “если”), то новое гравитационное исследование Вопсона потрясет основы общепринятого в настоящее время взгляда на Вселенную. В своей статье он пишет, что эта работа может иметь последствия для некоторых из величайших загадок Вселенной, включая темную энергию, квантовую гравитацию и термодинамику черных дыр.
Его новая статья немного приближает науку к возможному пониманию нашей смоделированной вселенной — научное исследование, которое застало Вопсона врасплох. Обладая глубокими знаниями в области физики конденсированных сред и цифрового хранения данных, Вопсон когда-то работал над полным спектром цифровых технологий хранения данных в качестве старшего научного сотрудника по исследованиям и разработкам в Seagate, американской компании по хранению данных.
Он не собирался изучать идею симулированной вселенной. “Это совершенно не укладывалось в мои рассуждения”, - говорит Вопсон. “Вся эта работа в области физики конденсированных сред и хранения данных сформировала мое мышление и понимание цифровых технологий и информации... Причина, по которой я смог этим заняться, заключалась в том, что я оказался в нужное время в нужном месте”.
Это время наступило в 2019 году, когда Вопсон, вдохновленный работами ученого—компьютерщика Клода Шеннона, отца теории информации, разработал свой принцип эквивалентности массы, энергии и информации. Вскоре он дополнил его своим “Вторым законом инфодинамики”. Он признает, что это название несколько амбициозно. Хотя Второй закон термодинамики гласит, что энтропия — или беспорядок — любой системы остается постоянной или увеличивается с течением времени, концепция информации переворачивает этот закон с ног на голову.
“Второй закон информационной динамики требует уменьшения информационной энтропии, для этого требуется меньше вычислительных мощностей и меньше места для хранения данных”, - говорит Вопсон и добавляет: “Я был немного чересчур смелым. Мы с моим коллегой предположили, что это универсальный закон, но я привел только два примера... С тех пор все мои усилия были направлены на поиск других систем, где это справедливо”.
Это стремление найти доказательства, подтверждающие его самонадеянно провозглашенный “закон” Вселенной, на самом деле привело Вопсона в научную область гипотезы симуляции. Наряду с введением его второго закона, его исследования впервые принесли плоды в 2022 году — из-за пандемии Covid-19. Проанализировав легкодоступные данные, касающиеся мутаций SARS-CoV-2, микроскопической угрозы, стоящей за пандемией, Вопсон определил, что при мутации вируса информационная энтропия уменьшается. Согласно Вопсону, если бы Вселенная была сверхсложной симуляцией, для уменьшения сложности потребовались бы встроенная оптимизация и сжатие. Возможно, эти генетические мутации свидетельствуют о том, что оптимизация работает, поскольку мутации, по-видимому, уменьшают информационную энтропию.
Концепция Вопсона основана на теории информации Шеннона, а также на предположении немецко-американского физика Рольфа Ландауэра о связи между термодинамикой и информацией. В этой новой статье Вопсон применяет свою гипотезу к концепции “энтропийной гравитации”, впервые предложенной в 2011 году голландским физиком-теоретиком Эриком Верлинде. Основная концепция заключается в том, что гравитация - это не фундаментальная сила, а возникающее явление. Вопсон утверждает, что гравитацию порождают более глубокие процессы, возможно, подобные Второму закону инфодинамики.
Несмотря на шесть лет подобных стремительных и смелых заявлений, Вопсон прекрасно понимает, что его идеи далеки от достоверности. Он первым упомянул, что названия многих его исследований содержат вопросительные знаки, и что в своих выводах он часто делает оговорки о том, что гипотеза моделирования — это всего лишь гипотеза. Пока, по его словам, его идеи на удивление мало поддерживались, но он приветствует любую критику.
Его главная миссия — расширять знания человечества любым возможным способом, даже если для этого придется окончательно доказать, что наша Вселенная реальна.
“У нас есть общественный долг публиковать результаты, идеи, делать их достоянием общественности, чтобы мы могли их обсуждать, чтобы мы могли их опровергать”, - говорит Вопсон. “В противном случае мы не добьемся никакого прогресса".
