Физики из Университета Британской Колумбии в Оканагане (UBC Okanagan) представили новое исследование, ставящее под сомнение популярную идею о том, что наша Вселенная может быть сложной компьютерной симуляцией. Их работа не просто оспаривает эту концепцию, которую десятилетиями эксплуатировала научная фантастика, но и утверждает, что она математически невозможна.
Доктор Мир Файзал, адъюнкт-профессор факультета наук Ирвинга К. Барбера в UBC Okanagan, совместно с докторами Лоуренсом М. Крауссом, Аршидом Шабиром и Франческо Марино, продемонстрировал, что глубинные основы реальности действуют таким образом, который не под силу ни одной компьютерной программе. Их выводы, опубликованные в журнале Journal of Holography Applications in Physics, утверждают, что космос построен на понимании, лежащем за пределами любого алгоритма.
Доктор Файзал отмечает: «Предполагалось, что Вселенная может быть симуляцией. Если бы такая симуляция была возможна, симулированная вселенная сама могла бы породить жизнь, которая, в свою очередь, создала бы собственную симуляцию. Эта рекурсивная возможность заставляет думать, что наша Вселенная вряд ли является оригинальной, а скорее представляет собой симуляцию, вложенную в другую симуляцию». Он добавляет, что долгое время эта идея считалась недоступной для научного исследования, но их работа показала, что к ней можно подойти с научной точки зрения.
Открытие опирается на меняющееся понимание природы реальности. Физика давно ушла от классических представлений Исаака Ньютона о твёрдых объектах, движущихся в пространстве. Теория относительности Эйнштейна заменила эту модель, а квантовая механика сделала её ещё более сложной. Сегодня на переднем крае теоретической физики находится квантовая гравитация, предполагающая, что даже пространство и время не являются фундаментальными элементами мироздания. Вместо этого они возникают из чего-то более глубокого – чистой информации, которую физики называют «платоновским царством», математическим фундаментом, который более реален, чем воспринимаемый нами физический мир.
Однако учёные продемонстрировали, что даже эта информационная структура не может быть полностью описана посредством одних лишь вычислений. Применяя передовые математические принципы, включая теорему Гёделя о неполноте, они доказали, что любая непротиворечивая и полная модель существования требует того, что они называют «неалгоритмическим пониманием». Чтобы прояснить это, можно представить работу компьютера, который следует заданному набору инструкций шаг за шагом. Но существуют истины, которые невозможно постичь, следуя любой последовательности логических операций. Они известны как «гёделевские истины», и хотя они реальны, их нельзя доказать с помощью вычислений.
«Мы показали, что невозможно описать все аспекты физической реальности с помощью вычислительной теории квантовой гравитации», – говорит доктор Файзал. – «Следовательно, никакая физически полная и непротиворечивая «теория всего» не может быть получена только из вычислений. Скорее, она требует неалгоритмического понимания, которое является более фундаментальным, чем вычислительные законы квантовой гравитации, а значит, более фундаментальным, чем само пространство-время».
Может ли само «платоновское царство» быть симуляцией, если его основные правила кажутся похожими на те, что управляют компьютерной программой? Исследователи отвечают отрицательно. «Опираясь на математические теоремы, связанные с неполнотой и неопределимостью, мы демонстрируем, что полностью непротиворечивого и полного описания реальности нельзя достичь только с помощью вычислений», – объясняет доктор Файзал. – «Оно требует неалгоритмического понимания, которое по определению находится за пределами алгоритмических вычислений, и поэтому его невозможно симулировать. Отсюда следует, что эта Вселенная не может быть симуляцией».
Соавтор исследования, доктор Лоуренс М. Краусс, подчёркивает, что выводы имеют глубокие последствия для основ физики. «Фундаментальные законы физики не могут быть заключены в пространстве-времени, поскольку они сами его порождают», – говорит он. – «Долгое время надеялись, что настоящая фундаментальная «теория всего» могла бы в конечном итоге описать все физические явления с помощью вычислений, основанных на этих законах. Однако мы продемонстрировали, что это невозможно. Полное и непротиворечивое описание реальности требует чего-то более глубокого – формы понимания, известной как неалгоритмическое понимание».
Доктор Файзал подводит итог: «Любая симуляция по своей сути алгоритмична – она должна следовать запрограммированным правилам. Но поскольку фундаментальный уровень реальности основан на неалгоритмическом понимании, Вселенная не может быть и никогда не могла быть симуляцией».
В течение многих лет гипотеза симуляции считалась непроверяемой, оставаясь в сфере философии и спекулятивной фантастики. Новое исследование прочно закрепляет её в математической и физической теории, предлагая, возможно, окончательный ответ на один из самых интригующих вопросов науки.
