Несмотря на то как иногда может казаться, мы, скорее всего, не застряли в компьютерной симуляции. Международная команда математиков утверждает, что они раз и навсегда определили: наша реальность действительно реальна. Согласно последним квантовым теориям в сочетании с многовековыми математическими теоремами, опубликованными в журнале «Applications of Holography in Physics», популярная теория симуляции более чем невероятна — она принципиально невозможна.
Что такое «гипотеза симуляции»?
Возможность того, что вся наша Вселенная существует лишь внутри компьютерной симуляции, — это больше, чем праздный научно-фантастический эксперимент. Физики, математики, философы и даже студенты в общежитиях колледжей спорят о возможности такого сценария с начала цифровой эры в XX веке.
Однако дебаты о том, что из этого «реально», уходят корнями на тысячи лет в прошлое. Индийские мистики, древнегреческие мыслители, китайские теоретики и жрецы ацтеков выдвигали различные теории о достоверности того, что мы видим вокруг себя. Эти дискуссии усложняются, когда в ситуацию добавляются современные суперкомпьютеры.
«Если бы такая симуляция была возможна, смоделированная вселенная могла бы сама породить жизнь, которая, в свою очередь, могла бы создать свою собственную симуляцию», — объяснил в заявлении квантовый исследователь из Университета Британской Колумбии Мир Файзал. «Эта рекурсивная возможность заставляет думать, что наша вселенная скорее всего не является оригинальной, а представляет собой симуляцию, вложенную в другую симуляцию».
Хотя многие эксперты изначально считали, что концепцию невозможно надёжно исследовать с помощью логических рассуждений, Файзал и его коллеги считают, что их исследование показывает: «это, на самом деле, можно решить с научной точки зрения».
Квантовая гравитация и годелиевские ориентиры
Краткая история физики выглядит так: сначала физика Ньютона, основанная на его законах движения, затем теория относительности Эйнштейна и, наконец, квантовая механика. Современная эра сосредоточена на области, называемой квантовой гравитацией. Как следует из названия, квантовая гравитация стремится объединить теории гравитации и квантовой физики, не игнорируя их эффекты. Пока результаты показывают, что даже пространство и время не являются фундаментальными. Вместо этого они основаны на математическом фундаменте чистой информации, которая существует в «платонической сфере». Это математическое измерение генерирует пространство и время и поэтому более «реально», чем физическая вселенная, которую мы воспринимаем.
Команда Файзала утверждает, что этот фундамент математической информации не может описать реальность исключительно через вычисления. Для создания полной и надёжной теории всего необходимо понятие, которое они называют «неалгоритмическое понимание».
Чтобы прийти к неалгоритмическому пониманию, в уравнение должна быть интегрирована теорема о неполноте Гёделя. Идея, представленная её тезкой Куртом Гёделем в 1931 году, на первый взгляд обманчиво проста: ни один набор алгоритмов или аксиом сам по себе не может бесспорно доказать каждый истинный факт о числах или вычислениях.
Авторы исследования используют это базовое утверждение в качестве примера теоремы о неполноте Гёделя: «Это истинное утверждение недоказуемо».
Если бы вы могли доказать утверждение, то оно не было бы «истинным». Если оно недоказуемо, то оно технически истинно… и всё же было бы невозможно показать доказательства.
Тем не менее, вычисления разваливаются перед лицом теоремы Гёделя. «Следовательно, никакая физически полная и непротиворечивая теория всего не может быть выведена исключительно из вычислений», — утверждает Файзал. «Скорее, для этого требуется неалгоритмическое понимание, которое является более фундаментальным, чем вычислительные законы квантовой гравитации и, следовательно, более фундаментальным, чем само пространство-время».
Если неалгоритмическое понимание выходит за рамки возможностей компьютера, то даже самый продвинутый из возможных суперкомпьютеров никогда не сможет правильно смоделировать реальность.
«Любая симуляция по своей сути алгоритмична — она должна следовать запрограммированным правилам», — подытожил Файзал. «Но поскольку фундаментальный уровень реальности основан на неалгоритмическом понимании, вселенная не может быть и никогда не сможет быть симуляцией».
Соавтор исследования Лоуренс Краусс добавил, что многие исследователи предполагали, что однажды они смогут описать фундаментальную теорию всего чисто вычислительными методами. «Мы продемонстрировали, что это невозможно, — сказал он. — Полное и непротиворечивое описание реальности требует чего-то более глубокого».
Возможно, «глубокая логическая ошибка»
Как и в случае с большинством великих дебатов, не все убеждены. Физики из Университета Портсмута и руководитель Института физики информации Мелвин Вопсон потратил годы на изучение возможностей смоделированной реальности. Недавно Вопсон предположил, что гравитация может доказать, что мы действительно находимся в компьютерной симуляции.
«Хотя я с величайшим уважением отношусь к любой попытке применить математическую строгость к фундаментальным вопросам, вывод… кажется продуктом глубокой логической ошибки», — говорит Вопсон в интервью Popular Science.
Вопсон ссылается на попытку авторов использовать правила, действующие в нашей воспринимаемой реальности, чтобы «установить ограничения для системы, в которой существует наша реальность». Он также считает, что реальность не обязательно должна быть симуляцией, чтобы функционировать как космический вычислительный процесс.
«Это может означать, что наша Вселенная — это гигантский компьютер, который вычисляет сам себя», — говорит Вопсон.
И Вопсон, и коллега из Института физики информации Хавьер Морено называют аргумент Файзала «поверхностно убедительным», но виновным в «глубокой категориальной ошибке» в предположении, что симуляция должна работать на вычислениях, существующих в самой симуляции. Например, не учитывается симуляция, которая работает на более высоком уровне физики или размерности, не ограниченной внутренними законами симуляции. Возможно, что лежащие в основе механизмы нашей симуляции не ограничены скоростью света или стандартным поведением физики элементарных частиц.
«Любые «математические доказательства», полученные из нашей физики [или] математики, подобные тем, что упомянуты в статье, являются просто расчётом вычислительной стоимости с использованием наших собственных правил», — заключили Вопсон и Морено.
Как бы команда Файзала ни была уверена в своих результатах, на данный момент истинная реальность гипотезы симуляции может оставаться неуловимой — без каламбура.