среда, 25 мая 2022 г.

К тестированию теории симуляции

Слышен ли звук падающего дерева в лесу, если рядом никого нет?

Существует несколько теорий мироустройства, заключающихся в том, что наш мир — это компьютерная симуляция. Действительно их несколько, и их можно разделить на две большие группы. Одна группа теорий предполагает, что вся наша вселенная — это по сути компьютер или чьё-то гигантское сознание, а мы, получается, побочный продукт вычислительных операций. Когда человеку снится что-то, это на самом деле побочный продукт деятельности мозга в режиме сна, так и тут. Другая группа теорий предполагает, что вселенная — это именно симуляция, а сам компьютер, или что бы там ни было, находится где-то вне её. Об этой группе теорий как раз дальше речь.

Если предположить, что наша (конечная) вселенная — это симуляция, проводящаяся на конечных размеров компьютере, то также можно предполагать, что, для ускорения вычислений, некоторые менее важные вещи обрабатываются более небрежно. Отталкиваясь от этих предположений, некий Том Кемпбелл решил провести ряд экспериментов, чтоб доказать (или не доказать) теорию о том, что наш мир — это компьютерная симуляция. В 2017 году он написал статью с описанием нескольких экспериментов.

Каждой компьютерной симуляции, пишет Кемпбелл, должно быть присуще начало симуляции, которое невозможно понять изнутри самой симуляции, так же, как мы пока не понимаем, почему произошёл Большой Взрыв. Кроме того, симуляция должна заботиться о простоте вычислений (чтоб работать быстрее) и о правдоподобности (чтоб живущие в симуляции разумные существа не замечали того, что живут в симуляции). А правдоподобность, понятное дело, требует более тщательного обсчёта всех параметров. И как раз в квантовой физике Кемпбелл и находит источник нестыковок, когда симуляция переходит от простых вычислений к более сложным. Всё дело в так называемом коллапсе волновой функции.

Многие изучали физику, и некоторые помнят из её курса эксперимент с двумя щелями, в которые из источника частиц вылетают по одному электроны или фотоны, и, падая на экран, образуют интерференционную картинку, как будто это на самом деле волны, а не частицы. То есть, частица, обладающая свойством волны, проходит сразу через обе щели, и интерферирует сама с собой. Но если мы измерим, через какую именно щель прошла частица, то никакой интерференционной картины не будет — частица будет вести себя как частица. То есть, как говорят физики, волновая функция коллапсирует, и частица превращается из размазанного осциллирующего облака вероятности в маленький шарик. Учителя говорят: вот, смотрите, этот эксперимент демонстрирует корпускулярно-волновой дуализм. Ученики качают головами, и вынуждены принимать это на веру.

А Кемпбелл в этом эксперименте усматривает косяк симуляции. Когда мы не смотрим, через какую щель частица прошла, симуляция пользуется упрощёнными вычислениями и считает электроны (или фотоны) как волны, а когда мы смотрим, то вычисления более подробные, и мы получаем уже частицы.

В этом месте надо напомнить про так называемый «эффект наблюдателя» (это не про исчезновение экстрасенсорных способностей у магов в присутствии скептически настроенных зрителей). Чтоб узнать, через какую из двух щелей пролетела частица, надо её померить и посчитать. А что такое измерение? Взаимодействие. Взаимодействуя с летящей частицей, мы нехотя на неё влияем. Поэтому волновая функция и коллапсирует.

Не всё так просто. Если мы измеряем, через какую щель прошла частица уже ПОСЛЕ того, как она прошла, то всё равно измерение вызывает коллапс волновой функции и исчезновение интерференционной картины. Как будто частицы уже заранее знали, что их будут считать. Более того! В 1982 году был поставлен эксперимент с так называемым «квантовым стирателем». Это модифицированная версия эксперимента с двумя щелями, в котором частицы после пролёта детектируются, определяется, через какую щель они пролетели, а потом… эта информация стирается до того, как частица долетает до экрана. В этом случае частицы сохраняют волновую природу. Если эта информация сохраняется до того момента, как частица долетает до экрана, то волновая природа теряется, интерференционная картина пропадает.

Этого ещё недостаточно? Кемпбелл сотоварищи в своей статье предложили меганавороченную версию эксперимента с двумя щелями. В ней присутствуют расщепители лучей (полупрозрачные зеркала), обычные зеркала, четыре детектора частиц (пять, если считать сам экран), миропроцессор и куча флеш-памяти. Кемпбелл задаётся вопросом: а что, если записывать информацию о том, через какую щель прошла частица, но уничтожать её после того, как частица коснулась экрана? А что, если потом эту информацию сразу уничтожить, до того, как её узнал наблюдатель? А если не сразу? А что, если уничтожать эту информацию на макроскопическом уровне (уничтожив флеш-память вместе с записанной информацией).

Чего он хочет добиться: если «эффект наблюдателя» проявляется не в тот момент, когда произошло измерение, а когда результаты этого измерения становятся доступны разумному наблюдателю, то это, однозначно, свидетельствует о том, что мы живём внутри компьютерной симуляции, проводимой на компьютере с ограниченными вычислительными ресурсами, и потому оптимизированной по самое немогу.

Чего он на самом деле добьётся, никто не может однозначно сказать. Уважаемые люди из учёной среды относятся к этой затеей неоднозначно, считая её популистской. Если мы живём внутри симуляции, то как мы можем знать, что реальная вселенная не проявляет точно такие же свойства (в таком случае симуляция очень правдоподобно их воспроизводит)? А если наша вселенная реальна, то почему она не может обладать такими странными свойствами? Всё, что может доказать Кемпбелл — это то, что вселенная может вести себя крайне странно, и не так, как мы рассчитываем. Возможно, придётся подкрутить пару теорий, но не более того. Рассматривать наш мир как компьютерную симуляцию можно и так, как математическое приближение. Я же уже писал, что для простоты вычислений, чтоб избавиться от точек сингулярности, Хокинг пользовался комплексными числами для описания времени. Или та же теория струн или теория n-бран — не более, чем математическая модель, не имеющая ничего общего с действительностью, просто более удобная для описания происходящих событий на стыке квантовой физики и теории относительности.

Кемпбелл ещё так обходит стороной вопрос о том, что есть разумный наблюдатель. Если экспериментатор покажет информацию о том, через какую щель прошла частица, своей собаке, вызовет ли это коллапс волновой функции? А если он обучит собаку лаять, если она увидит, что частица прошла через левую щель, считается ли это получением информации самим экспериментатором? А если он покажет эту информацию улитке? А если бактериям? Где есть переход от наблюдения к простому измерению с потерей информации о его результатах?

Для постройки стенда и проведения своих экспериментов Том Кемпбелл открыл сбор средств на «кикстартере». Прошло пять лет от публикации статьи с описанием эксперимента, он собрал почти полмиллиона долларов, провёл несколько бесед с разными учёными, дал несколько интервью, но, кроме этого, нихрена не сделал.

Зонд «Вояджер» стал посылать на Землю какие-то странные данные телеметрии. Он сообщает, что его передающая антенна не направлена не Землю. При этом, понятное дело, если бы так было на самом деле, то на Земле сигнал бы не приняли. «Долетел до края уровня», - подумал я, прочитав эту новость.

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Ублюдочный Гугл поломал форму комментариев. Извините.

Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.