Simularea pe computer a universului - viața în interiorul „matricei”. Este universul o simulare pe computer?

Oricine a vizionat celebrul film „The Matrix” s-a întrebat probabil: trăim în? simulare pe calculator realitate? Doi oameni de știință cred că au răspuns la această întrebare. Zohar Ringel (Universitatea Ebraică din Ierusalim) și Dmitry Kovrizhin (Institutul Kurchatov) au publicat un studiu comun al problemei în ultima problemă jurnal științific Progresele științei.

Încercând să rezolve problema simulării pe computer a unui sistem cuantic, au ajuns la concluzia că o astfel de simulare este imposibilă în principiu. Este imposibil să creezi un computer pentru el din cauza capacităților fizice ale Universului.

Oamenii de știință, prin creșterea numărului de particule din simulare, au descoperit că resursele de calcul necesare pentru simulare nu au crescut liniar, ci într-o manieră crescândă. Și pentru a simula comportamentul a câteva sute de electroni este nevoie de un computer atât de puternic încât trebuie să fie format din mulți Mai mult atomi decât există în Univers.

Astfel, este imposibil să creăm un computer care să simuleze lumea din jurul nostru. Această concluzie a oamenilor de știință îi va consola nu atât pe cei care se îndoiesc de realitatea Universului, cât și pe fizicienii teoreticieni - la urma urmei, dacă este imposibil să se creeze un computer care să simuleze și să analizeze fenomenele cuantice, atunci roboții nu își vor lua niciodată slujba, a remarcat site-ul web al Asociației Americane pentru Progresul Științei, care publică revista Science Advances.

Unul la un miliard

Nu ar trebui să fie surprinzător că oamenii de știință serioși discută despre complotul cinematografiei de divertisment. În fizica teoretică, atenția este acordată unor teorii mult mai bizare. Iar unele dintre ele, din punctul de vedere al unui observator din afară, arată ca fantezie pură. O interpretare a mecanicii cuantice (interpretarea Everett) sugerează existența universurilor paralele. Și unele soluții la ecuațiile lui Einstein permit teoretic călătoria în timp.

• Inca din filmul "Matrix"

Ipoteza bazată științific a naturii simulate a lumii noastre nu a fost prezentată de scriitorii de science fiction. Cea mai faimoasă rațiune pentru aceasta a fost prezentată de profesorul de la Oxford Nick Bostrom în lucrarea sa „Proof of Simulation”.

Bostrom nu a pretins în mod direct că lumea din jurul nostru a fost creată cu ajutorul tehnologiei informatice, dar a propus trei posibile viitoare (trilema lui Bostrom). Potrivit omului de știință, omenirea fie va muri înainte de a ajunge la stadiul de „postumanitate” și va putea crea o simulare, fie, ajungând în acest stadiu, nu o va crea, fie trăim deja într-o simulare pe computer.

Ipoteza lui Bostrom nu mai este fizică, ci filozofie, dar exemplul descoperirii lui Ringel și Kovrizhin arată cum experiment fizic se pot trage concluzii filozofice. Mai ales dacă această filozofie permite calcule matematice și prezice progresul tehnologic al omenirii. Prin urmare, nu numai teoreticienii, ci și practicienii sunt interesați de trilemă: cel mai faimos apologe al calculelor lui Bostrom este Elon Musk. În iunie 2016, Musk nu a lăsat practic nicio șansă pentru „lumea reală”. Răspunzând la întrebările jurnaliştilor, CEO-ul Tesla şi SpaceX a spus că probabilitatea ca lumea noastră să fie reală este de una la un miliard. Cu toate acestea, Musk nu a oferit dovezi convingătoare ale afirmației sale.

• Elon Musk
• Reuters
• Brian Snyder

Teoria lui Ringel și Kovrizhin respinge cuvintele lui Musk și insistă asupra realității complete a existenței noastre. Dar este de remarcat faptul că calculele lor funcționează numai dacă simularea realității este considerată un produs al tehnologiei informatice.

Cu toate acestea, Bostrom a presupus că simularea nu trebuie să fie în natura unui program de calculator, deoarece visele pot simula și realitatea.

Omenirea nu are încă tehnologii de producere a viselor, aproximative ale acestora specificatii tehnice necunoscut. Aceasta înseamnă că s-ar putea să nu necesite puterea de calcul a întregului Univers. Prin urmare, este prea devreme pentru a ignora probabilitatea apariției tehnologiilor de simulare.

Vis înfricoșător

Cu toate acestea, nici fizicienii, nici filozofii nu se ocupă de asemenea detalii precum o descriere specifică a modelării realității - știința va trebui să facă prea multe presupuneri.

Până acum, scriitorii și regizorii fac față acestui lucru. Ideea realității virtuale este tânără, dar o simplă listă de cărți, filme și jocuri pe calculator despre aceasta ar dura mai mult de o pagină. În același timp, majoritatea se bazează într-un fel sau altul pe frica de tehnologie.

Cel mai mult lucrare celebră Acest tip de film, The Matrix, arată o imagine sumbră: realitatea este simulată pentru a exploata umanitatea, pentru a-i crea o cușcă de aur. Și aceasta este natura majorității lucrărilor științifico-fantastice despre simularea lumii, care aproape întotdeauna se transformă în distopie.

În povestea înfiorătoare a scriitorului britanic de science fiction Harlan Ellison, „I Have No Mouth, But I Want to Scream”, reprezentanții supraviețuitori ai umanității există sub controlul total al unui computer sadic care simulează realitatea pentru a inventa noi torturi sofisticate pentru ei.

Eroul din „Tunelul de sub lume” de Frederik Pohl este îngrozit să afle că el și întreaga lui viață au fost creați numai în cadrul unui model. accident majorîn care moare în fiecare zi moarte cumplită să fie înviat a doua zi dimineață cu o amintire ștearsă.

• Fotografie din filmul „Vanilla Sky”

Iar în filmul „Vanilla Sky”, o simulare a realității este folosită pentru a face oamenii bolnavi în stare de îngheț criogen să se simtă fericiți, deși problemele lor rămân nerezolvate.

Omenirii se teme să simuleze realitatea, altfel toate aceste filme și cărți cu greu ar fi atât de pesimiste. Mulțumesc lui Ringel și Kovrizhin pentru că au insuflat optimism întregii omeniri. Desigur, dacă cercetarea lor nu este o manevră de distragere a matricei.

Potrivit multor experți, în aproximativ 50-100 de ani, capacitățile de calcul ale computerelor vor crește de milioane de ori. Datorită acestui fapt, vom putea crea lumi virtuale atât de realiste încât personajele lor vor dobândi de fapt simțire, dar nu vor ști că trăiesc într-o simulare.

Unii oameni de știință au avansat chiar ideea că, ipotetic, toți am putea fi eroii unui joc pe calculator.

Ipoteza despre virtualitatea lumii noastre a fost prezentată pentru prima dată pe scară largă în 2003 de către filozoful Nick Bostrom. El a sugerat că, dacă există multe civilizații suficient de avansate, acestea tind să creeze simulări ale Universului sau ale unor părți ale acestuia și este probabil să trăim într-una dintre ele.

Nick Bostrom

În vara lui 2016, Elon Musk a spus că există o singură șansă la un miliard ca realitatea noastră să nu fie falsă. Adică, de fapt, este 100% sigur că trăim într-o matrice (am făcut deja un videoclip separat despre asta acum câteva luni).

Elon Musk

Ei bine, astăzi vom încerca să găsim dovezi că lumea noastră este într-adevăr doar o simulare. Să mergem!

Jocuri video

Pentru a înțelege esența primei dovezi, trebuie să mergem de departe, și anume, de la modul în care funcționează jocurile video.

Grand Theft Auto V

De exemplu, jocul GTA V, fiind pe una dintre străzile orașului acestui joc, puteți vedea cum circulă mașinile de-a lungul drumului, oamenii se plimbă pe trotuar și, în general, viața este în plină desfășurare.

Când faci colț și traversezi strada, vezi același lucru.

Din această cauză, se creează iluzia că același lucru se întâmplă acum și pe alte străzi. a acestui oras. Dar asta nu este adevărat.

De fapt, în alte zone nu se întâmplă nimic în acest moment. Până când vei apărea acolo, aceste străzi vor fi goale, nici măcar texturile nu vor fi încărcate acolo. Dar de îndată ce ajungi acolo, fără să știi, vor apărea instantaneu acolo aceiași pietoni, mașini, animale etc.

Deci, toate jocurile video funcționează pe acest principiu. Acest lucru se face pentru a optimiza încărcarea hardware-ului computerului dumneavoastră. Adică, atunci când privești cu nerăbdare în joc, computerul focalizează cât mai mult imaginea din fața ochilor tăi. În același timp, texturile și obiectele din spatele tău pe care nu le privești sunt mult simplificate sau dispar cu totul.

Acest lucru vă permite să ușurați încărcătura pe platforma dvs. de jocuri, oferind cea mai frumoasă grafică.

Acum hai să încercăm totul la fel GTA V priveste orasul de sus. Totul în fața noastră devine clar la vedere.

Putem vedea mașini care circulă pe mai multe străzi în același timp. Întrebarea este, cum este puterea unei console de jocuri suficientă pentru a rula un astfel de număr de mașini? Și tot trucul este că fizica foarte simplificată se activează pentru mașinile aflate la distanță.

De exemplu, dacă tragem o rachetă în acele mașini, explozia nici măcar nu le va face să zboare în direcții diferite.

Dar, de îndată ce ne apropiem de una dintre străzi, fizica mașinilor va deveni imediat mai complicată, iar acestea vor începe în sfârșit să reacționeze la explozii.

Civilizația V a lui Sid Meier

Acum să ne uităm la joc Civilizația V.

Dacă mutăm brusc camera în celălalt capăt al hărții, putem vedea cum locația se încarcă rapid în fața ochilor noștri, deși ar fi trebuit să facă acest lucru cu câteva momente înainte de a o privi.

Dar chestia este că Civilizațiile V motorul jocului este imperfect, motiv pentru care putem observa astfel de întârzieri. Locația pare să înțeleagă că au început să o observe și devine rapid din exterior ceea ce dezvoltatorii au vrut să fie. Se dovedește că observatorul influențează lumea jocului chiar și cu simpla lui observație.

Deci, așa cum am spus, jocurile video vor funcționa întotdeauna după acest principiu. Chiar și peste mulți ani, când computerele sunt atât de puternice încât pot calcula simultan toate obiectele mari într-un virtual oraș mare, vor mai fi ceva mici detalii, de exemplu, insecte sau microbi, care vor fi încărcate numai atunci când un observator, adică jucătorul, se uită la ele. Și totul de dragul optimizării! Aceasta a fost o introducere importantă.

Acum să trecem la prima demonstrație a teoriei matricei.

Experiment cu dublă fantă

Să facem cunoștință cu mecanica cuantică și, mai precis, cu experimentul cu dublă fante. Acesta este cel mai faimos experiment din istoria fizicii. S-a repetat mai mult decât orice alt experiment pentru că a avut rezultate uimitoare și toți oamenii de știință au vrut să le obțină personal. Acest experiment a dat peste cap toată fizica și a inspirat mulți oameni de știință să studieze mecanica cuantică.

Substanță în suspensie

Pentru a înțelege acest experiment, trebuie mai întâi să ne uităm la modul în care se comportă particulele.

Dacă tragem într-un scut cu o fantă cu bile mici și dure, atunci pe ecranul de care se lovesc vom vedea o dungă.

Dacă adăugăm un alt slot și tragem la scut, atunci vom vedea în mod natural două dungi pe ecran.

Valuri

Acum să vedem cum se comportă undele în acest caz.

Valurile au trecut prin slot și s-au extins, lovind ecranul cu cea mai mare forță strict de-a lungul liniei slotului.

O dungă strălucitoare pe ecran arată forța impactului. Este similar cu dunga din primul experiment cu bile dure.

Dar! Când adăugăm oa doua fantă, se întâmplă ceva diferit. Dacă vârful unui val se întâlnește cu vârful altuia, atunci se anulează reciproc, iar pe ecran vom vedea un model de interferență cu multe dungi.

Punctul în care cele două vârfuri de undă se intersectează dă cea mai mare putere impact și vedem dungi strălucitoare, dar acolo unde undele se anulează reciproc, nu există nimic.

Astfel, dacă trecem bile solide prin două fante, vedem două dungi.

Dar cu valuri vedem un model de interferență de multe dungi.

Până acum totul este clar.

Particule elementare

Acum să ne uităm la quanta. Un foton este o particulă foarte mică de lumină. Dacă trecem fotoni printr-o fantă, vom vedea o dungă pe ecran, ca în cazul bilelor solide.

Dar dacă trecem fotonii prin două fante, ne așteptăm să vedem două dungi. Dar nu!

Într-un fel mistic, pe ecran apare un model de interferență cu multe dungi.

Cum așa? Am eliberat fotoni - particule mici de lumină - ne așteptăm să vedem două dungi, dar în schimb vedem multe dungi, așa cum este cazul undelor. Acest lucru este imposibil!

Mai târziu, oamenii de știință au descoperit că același comportament ciudat este arătat nu numai de fotoni, ci și de electroni, protoni și diferiți atomi. Fizicienii s-au nedumerit de mult cu privire la acest mister.

S-au gândit: poate aceste bile mici se lovesc unele de altele, motiv pentru care sunt respinse în direcții diferite și, prin urmare, creează un model de interferență cu multe dungi?

Apoi, fizicienii au început să tragă o microparticulă una după alta, astfel încât să nu existe nici cea mai mică șansă de a interacționa. Și apoi sa întâmplat oamenilor de știință disonanța cognitivă: Curând, modelul de interferență a reapărut pe ecran, încălcând toate legile fizicii.

Cum așa? Cum pot particulele elementare să creeze modele precum valurile? La urma urmei, au fost eliberați unul câte unul! Nimeni nu a înțeles asta.

În mod logic, s-a dovedit că particula părea să se despartă în două, să treacă prin ambele fante și să se lovească. Doar un fel de prostie!

Fizicienii au fost complet derutați de acest lucru. Au decis să se uite prin ce fantă a trecut de fapt particula. Au plasat un dispozitiv de măsurare lângă una dintre fante și au eliberat un electron.

Dar există mai mult misticism în mecanica cuantică decât și-ar putea imagina oamenii de știință. Când au început să observe, particulele s-au comportat din nou ca niște bile mici și au produs o imagine a două dungi, mai degrabă decât un model de interferență cu mai multe dungi.

Adică, însuși faptul de a măsura sau de a observa prin ce fantă a trecut electronul a relevat faptul că a trecut printr-o fantă, și nu prin două. Electron a decis să se comporte diferit, de parcă ar fi știut că este urmărit. Observatorul a distrus funcția de undă a particulei doar prin faptul că a observat! Îți amintește asta de ceva?

Da, toate acestea sunt foarte asemănătoare cu munca unui motor de joc. Se pare că Universul nostru rulează pe un fel de computer, a cărui putere nu este suficientă pentru a calcula cu exactitate mișcarea fiecărei microparticule individuale în spațiu, așa că face acest lucru conform unui model simplificat sub forma unui val de probabilitate. Și începe să facă calcule mai precise numai atunci când o anumită particulă începe să fie observată, pentru a nu sparge iluzia realității lumii sale pentru observator. Această tehnică ușurează sarcina hardware-ului computerului - la fel ca în jocurile video!

Dar problema este că acum 100 de ani, când oamenii de știință încercau să explice rezultatele anormale ale experimentului cu dublu fantă, nu existau jocuri video și, prin urmare, fizicienii nu s-au gândit să propună ipoteza că trăim în realitate virtuală.

Interpretări ale mecanicii cuantice

În schimb, au fost prezentate multe alte teorii. Cel mai faimos dintre ele a fost inventat în 1927 în orașul Copenhaga.

interpretare de la Copenhaga

Oamenii de știință Niels Bohr și Werner Heisenberg au sugerat că particulele elementare sunt atât valuri, cât și particule în același timp.

Niels Bohr și Werner Heisenberg

Deci, pentru a măsura un electron, adică pentru a efectua observații asupra lui, acesta trebuie să fie lovit de cuantele unui dispozitiv de măsurare. Și tocmai din cauza acestui impact funcțiile de undă ale electronului „se prăbușesc” și devine doar o particulă. Astfel, observatorul însuși nu influențează particula cu observația sa - influențează doar cuantele dispozitivului de măsurare.

Deoarece această explicație a mecanicii cuantice a fost formulată în orașul Copenhaga, a fost numită interpretarea de la Copenhaga.

Este amuzant, dar dacă această interpretare este corectă, atunci tot nu infirmă ipoteza matricei, deoarece poate fi ajustată la această explicație.

De exemplu, un program fotonic se poate propaga printr-o rețea ca o undă și apoi repornește atunci când un nod este supraîncărcat, devenind o particulă. Aceasta explică atât undele cuantice, cât și colapsul funcției de undă.

Interpretarea multor lumi

După interpretarea de la Copenhaga, a doua cea mai populară explicație pentru motivele comportamentului ciudat al microparticulelor în experimentul cu dublă fantă a fost interpretarea „Multe-Lumi”.

Esența sa constă în faptul că poate că există, parcă, universuri paralele, în fiecare dintre care se aplică aceleași legi ale naturii.

Și că, cu fiecare act de măsurare a unui obiect cuantic, observatorul pare să se împartă în mai multe versiuni. Fiecare dintre aceste versiuni „vede” rezultatul măsurării și acționează în conformitate cu acesta în propriul univers.

Ce explicație ciudată!

În care dintre aceste interpretări să crezi mai mult depinde de tine să decizi.

De exemplu, un sondaj între oameni de știință realizat în 1997 la un simpozion sub auspiciile UMBC(Universitatea din Maryland, județul Baltimore) a arătat că majoritatea fizicienilor nu cred nici în interpretarea de la Copenhaga, nici în interpretarea mai multor lumi. Voturile au fost repartizate astfel:

• 13 oamenii au votat pentru interpretarea de la Copenhaga;
• 8 – pentru multe lumi;
• unele oameni de știință - pentru alte interpretări, mai puțin populare;
• 18 fizicienii s-au opus tuturor interpretărilor propuse în acel moment.

Până acum, dezbaterea despre interpretarea corectă a mecanicii cuantice continuă în întreaga lume. Se desfășoară între oamenii de știință din universități, la conferințe și chiar în baruri și cafenele.

Între timp, în 2006, evoluțiile tehnologice au făcut posibilă pentru prima dată realizarea unei versiuni și mai sofisticate a experimentului cu dublă fante.

Se numește experiment de alegere întârziată.

Experiment de alegere întârziată

Într-o versiune simplificată, esența experimentului este cam așa: microparticulele sunt încă trecute printr-o barieră cu două găuri. Cu toate acestea, de data aceasta, fizicienii au reușit să facă observații când particulele trecuseră deja prin găuri, dar nu au lovit încă ecranul de proiecție.

Imaginează-ți că stai în fața unui ecran cu ochii închiși și microparticulele trec prin găuri sub formă de valuri, dar în ultima secundă înainte să lovească ecranul, te hotărăști să deschizi ochii. Și apoi s-a întâmplat ceva uimitor.

În acest moment, electronii devin particule, la fel ca atunci când erau trase din tunul cu electroni.

Electronii se comportă ca și cum s-ar fi întors în timp, ca și cum nu ar fi trecut prin două găuri, ci doar printr-una, ca și când nu ar fi prezentat niciodată proprietățile unei unde. Nu pot să-mi înfășor capul în jurul asta!

Univers, spațiu, timp, viteza luminii

Următorul indiciu că trăim într-o matrice poate fi faptul că Universul nostru are viteza maxima, deși nu este clar de ce.

Datorită lui Einstein, știm cu toții că nimic nu poate călători mai repede decât fotonii în vid. Viteza luminii este o constantă.

Cert este că lumea noastră este structurată într-un mod atât de ciudat, încât cu cât un obiect se mișcă mai repede, cu atât timpul său încetinește mai mult. Acest lucru a fost dovedit de numeroase teste experimentale.

Atingând o viteză de 300 de mii de km/s, timpul se oprește cu totul. Vorbitor într-un limbaj simplu dacă ai avea nava spatiala, capabil să accelereze până la 300 de mii de km/s, și ai decide să zbori pe ea către o galaxie îndepărtată, care se află la o distanță de 3 miliarde de ani lumină de noi, apoi ai zbura acolo într-o clipă, pentru că în timpul timpul de zbor pe navă s-ar fi oprit complet, iar în acel moment ar fi trecut 3 miliarde de ani pe Pământ.

Deci, fotonii luminii se mișcă cu o viteză de 300 de mii de km/s și, prin urmare, timpul lor este la zero și, prin urmare, este pur și simplu imposibil să accelerezi și mai repede. La urma urmei, pentru a crește viteza, trebuie să încetinești și mai mult timpul și este deja la zero. Așa că apare întrebarea: de ce Universul nostru este structurat în așa fel încât viteza încetinește timpul? De ce spațiul și timpul sunt interconectate? Acest lucru este foarte, foarte ciudat pentru lumea reală, dar destul de ușor de înțeles pentru cea virtuală.

Dacă trăim într-o matrice, atunci viteza luminii este un produs al procesării informațiilor, prin urmare, lumea noastră este actualizată la o anumită viteză.

Procesorul supercomputerului este actualizat de 10 cvadrilioane de ori pe secundă.

Și Universul nostru se actualizează de un trilion de ori mai repede, dar principiile sunt practic aceleași.

Ei bine, timpul încetinește pe măsură ce viteza crește, deoarece realitatea virtuală depinde de timpul virtual, unde fiecare ciclu de procesare este o „bifă”.

Mulți jucători știu că atunci când computerul îngheață din cauza întârzierii, timpul de joc încetinește și el. În același mod, timpul în lumea noastră încetinește odată cu creșterea vitezei sau aproape de obiecte masive, ceea ce indică virtualitatea Universului în care trăim.

Într-o navă care zboară cu viteză mare, toate ciclurile de procesare ale sistemului său sunt suspendate pentru a economisi bani. În orice caz, acest lucru poate fi permis.

Încurcarea cuantică

Principiul incertitudinii

Imaginați-vă o microparticulă care zboară în spațiu, de exemplu, un foton de lumină. În timpul zborului, fotonul, ca să spunem așa, se rotește în sus sau în jos, adică are o rotire.

Deși în realitate fotonii nu se rotesc, pentru ușurință de înțelegere, această comparație se potrivește aici.

Așadar, când toți fizicienii de pe planetă s-au încurcat cu privire la motivele unor astfel de rezultate mistice ale experimentului cu dublă fantă, oamenii de știință au ajuns la concluzia că, cel mai probabil, înainte de a fi observată o microparticulă, aceasta nu are nici măcar un spin specific.

Adică până nu ne uităm la foton, acesta zboară și în același timp nu poate decide în ce direcție ar trebui să se învârtească, fiind într-o suprapunere a incertitudinii. Ca și cum ar fi prea dificil pentru Mama Natură să calculeze cu exactitate rotația fiecărei particule elementare individuale în spațiu.

Prin urmare, totul se face conform unei scheme simplificate și numai după ce observatorul se uită la particulă, aceasta devine mai complexă din punct de vedere fizic, iar rotația ei începe în sfârșit să fie calculată în una dintre cele două direcții.

Capacitatea de a transmite informații mai repede decât viteza luminii

Deci - atunci totul s-a dovedit a fi și mai incredibil. Când Einstein se gândea la teoria mecanicii cuantice, el a propus o foarte experiment interesant, care, în opinia sa, trebuia să arate eroarea sau incompletitudinea interpretării de la Copenhaga.

Albert Einstein

Esența experimentului este aceasta. Dacă un atom de cesiu emite doi fotoni în direcții diferite, atunci starea lor devine interconectată datorită legii conservării impulsului. Aceasta se numește întanglement cuantic.

Pentru a fi mai ușor de înțeles, să explicăm astfel: dacă unul dintre fotonii încâlciți se rotește de sus în jos, atunci al doilea foton trebuie să se rotească de jos în sus, adică în direcția opusă. Nu poate fi altfel.

Tu și cu mine știm deja că oamenii de știință au presupus că, înainte de a face o observație, fotonul nu poate decide în ce direcție ar trebui să se învârtească. S-a dovedit că acest lucru se întâmplă chiar dacă este încurcat cu un alt foton și rotația lor trebuie să meargă în direcții opuse.

Se dovedește că, măsurând unul dintre fotonii încâlciți și descoperind în ce direcție se învârte, automat îl vom face pe al doilea foton să se rotească în direcția opusă, deși nici nu l-am observat. Mai mult, al doilea foton este obligat să-și ia instantaneu rotația, indiferent cât de departe ar fi de primul foton pe care am efectuat măsurarea.

S-a dovedit că, chiar dacă fotonii încâlciți sunt separați unul de celălalt la diferite capete ale Universului și se face o observație asupra unuia dintre ei, al doilea foton va primi informații despre acest cvadrilion de ori mai repede decât viteza luminii și își va schimba instantaneu. se rotește la cel opus. Pur și simplu incredibil!

Acest lucru a încălcat legile fizicii. La urma urmei, din câte știm, nimic nu poate călători mai repede decât viteza luminii. Atunci de unde știe al doilea foton atât de repede că primul a fost măsurat? Cum ajung informațiile la el atât de repede? Ceva nu se adaugă...

De aceea, Einstein nu a fost de acord cu explicația mecanicii cuantice, spunând că comunicarea instantanee între microparticule în realitatea fizică este pur și simplu imposibilă. El a presupus că, cel mai probabil, atunci când fotonii încâlciți zboară dintr-un atom, aceștia conțin deja informații despre cine se va roti în ce direcție atunci când sunt observați. Adică, fotonii sunt programați să se rotească într-o anumită direcție chiar înainte de măsurare. Apoi s-a dovedit că, după ce am efectuat o măsurătoare pe o particulă, nu am influențat-o pe cealaltă în niciun fel, ci i-am recunoscut doar spinul.

Dar există mult mai mult misticism în mecanica cuantică decât și-a imaginat Einstein. La 17 ani după ce a murit cu un sentiment de dreptate, s-a dovedit că acest geniu s-a înșelat amarnic.

Fizicianul irlandez John Bell a făcut ceva imposibil.

John Bell

El a venit cu un experiment incredibil de ingenios și foarte complex care ar dovedi sau infirma teoria conform căreia particulele elementare sunt pre-ambalate cu informații despre direcția în care vor trebui să se învârtească atunci când sunt observate.

Rezultatele experimentului au fost uimitoare: au arătat clar și clar că, înainte de observație, o particulă chiar nu are idee în ce direcție ar trebui să se învârtească, chiar dacă se află într-o stare încurcată cu o altă particulă. Numai strict după măsurare fotonul își alege aleator rotirea. Se dovedește că particulele elementare încurcate pot transfera foarte ușor informații între ele mult mai repede decât viteza luminii!

Fizicienii au fost complet uimiți de acest lucru. Nimeni nu putea înțelege cum a fost posibil acest lucru. Mecanica cuantică are și mai multe mistere decât înainte.

Măsurarea practică a vitezei de transfer de informații între particulele elementare

În 2008, un grup de cercetători elvețieni de la Universitatea din Geneva și-a propus să afle cât de repede o a doua particulă încâlcită află că a fost luată o măsurătoare pe prima?

Au distanțat doi fotoni încâlciți la o distanță de 18 km unul de celălalt, au măsurat o particulă și au început să înregistreze cât de repede a răspuns a doua.

Oamenii de știință aveau tehnologie care le-ar permite să observe o întârziere de 100 de mii de ori viteza luminii.

Dar nu au fost identificate întârzieri. Acest lucru a însemnat că fotonii încâlciți pot comunica între ei de cel puțin 100 de mii de ori mai repede decât viteza luminii și, cel mai probabil, instantaneu!

Teoria simulării

Dar, în timp ce Einstein a greșit cu privire la fotonii încâlciți, poate că a avut dreptate în privința unui lucru: că comunicarea instantanee în lumea fizică este imposibilă.

Ei bine, în lumea fizică reală, poate fi într-adevăr imposibil. Cu excepția faptului că Einstein nu și-a imaginat că probabil trăim într-o realitate virtuală digitală.

Și tocmai în asta se explică foarte ușor legătura instantanee.

Din această perspectivă, atunci când doi fotoni se încurcă, programele lor sunt combinate pentru a conduce împreună cele două puncte. Dacă un program este responsabil pentru rotirea de sus, iar altul este responsabil pentru rotirea de jos, combinarea acestora va fi responsabilă pentru ambii pixeli, oriunde s-ar afla aceștia.

În momentul măsurării unei particule încâlcite, programul său selectează aleatoriu unul dintre spinurile sale, iar programul celei de-a doua particule încâlcite reacționează la aceasta în consecință.

Acest cod de remapare ignoră distanțele, deoarece procesorul nu trebuie să meargă la un pixel pentru a-i cere să se întoarcă, chiar dacă ecranul este la fel de mare ca Universul însuși!

De mulți ani a existat o expresie persistentă că nimeni nu înțelege mecanica cuantică. Totuși, dacă presupunem că lumea noastră este virtuală, atunci totul devine foarte clar.

Pentru a descrie lumea particule elementareși interacțiunile lor, oamenii de știință recurg la mecanica cuantică și pentru a studia macrocosmosul, adică obiectele mari, se folosește Teoria Generală a Relativității a lui Einstein. Dar natura a unit cumva aceste două lumi, ceea ce înseamnă că trebuie să existe o teorie care ar fi la fel de potrivită pentru a descrie lumea subatomică și lumea celor mai mari corpuri din Univers. Și ipoteza de simulare face față perfect acestui lucru!

De asemenea, poate explica cu ușurință misterul Big Bang-ului, curbura spațiului, efectul de tunel, energia întunecată, materie întunecată si multe altele.

ÎN în ultima vreme unele minți spun că teoria simulării, chiar dacă este confirmată, nu va schimba nimic.

Cu toate acestea, este foarte dificil să fim de acord cu această afirmație, deoarece confirmarea oficială poate stimula foarte mult cercetări mai profunde în această direcție, datorită cărora putem găsi noi deficiențe ale lumii noastre, adică convenții, și ele pot fi deja folosite pentru a crea tehnologii noi.

De exemplu, dacă efectele cuantice sunt cauzate tocmai de faptul că trăim într-o simulare, atunci crearea unor lucruri precum computere cuantice sau criptografia cuantică poate fi numită folosind convențiile lumii noastre. Prin urmare, teoria simulării, dacă este confirmată, se poate schimba foarte mult...

Oricum ar fi, în fiecare an oamenii de știință găsesc din ce în ce mai multe indicii indirecte că trăim în matrice. Și dacă aceasta continuă în același ritm, atunci în 30 de ani teoria virtualității lumii noastre va deveni la fel de oficială în lumea științei ca și teoria evoluției.

Poate că în curând școlile vor spune elevilor că nu trăiesc în lumea reală. Deși știind că ești doar un program complex cu sentimente, conștientizarea de sine este puțin demotivantă.

Cu toate acestea, Elon Musk, dimpotrivă, crede că acest lucru este tocmai motivant, deoarece această ipoteză de simulare rezolvă paradoxul Fermi și arată că civilizațiile inteligente sunt capabile să evite autodistrugerea și să ajungă tehnologic în punctul de a-și crea propriile lumi virtuale. Prin urmare, pentru Musk, viața în matrice este o utopie plăcută și își dorește cu adevărat să fie adevărat.

Ca postare de vineri.

Să ne gândim puțin dacă Universul observabil ar putea fi o simulare pe computer? Nu în sensul că cyborgii răi au înrobit omenirea și i-au pus pe toți în Matrix, dar puțin mai global.

Înainte de a începe discuția, este recomandat să vă reîmprospătați memoria despre această postare. Vorbim despre „inegalitățile lui Bell”. Au fost deja efectuate experimente de încredere care arată încălcarea acestor inegalități și aici acceptăm imediat ca adevărat că realitatea noastră este „înnoră”, iar „ochelarii” (observatorul) îi dau claritate.

Versiunea completă a xkcd-ului tău preferat nr. 505

Deși mă tem de mânia teologilor, voi face o scurtă introducere, puțin naivă, filozofică. Să încercăm să ne punem în locul unei ființe cu adevărat atotputernice. Complexitatea oricărei acțiuni pentru noi este O(1). Cu astfel de puteri putem crea un univers a cărui singură lege fizică este Voința noastră. Fără trucuri, fără complicații. Fără mecanică cuantică, fără realitate „întunecată”, Big bang. Fara "zaruri" :)
În general, dorința de a crea ceva complex, extinzând granițele posibilului, este apanajul creaturilor cu dizabilități, de exemplu noi - oameni. Suntem slabi, îmbătrânim, murim fără aer, fără mâncare. Dar vrem mereu să sărim deasupra capetelor noastre (și, în mod caracteristic, sărim). O ființă cu adevărat omnipotentă ar avea astfel de aspirații? Îndoielnic.

Acum să ne punem în locul unei creaturi care nu este infinit de puternică. Să avem putere serioasă. Încercăm să emulăm Universul. Avem algoritmi excelenți pentru calcularea comportamentului unei colecții de N particule din lumea emulată. Complexitatea algoritmului este O(N*logN) (se poate chiar imagina că este O(N)). Memoria necesară pentru emulare este, de asemenea, proporțională cu N. Problemă! Se pare că, pentru a emula o realitate „clară”, aveți nevoie (în linii mari) de un cluster de calcul comparabil ca dimensiune cu universul emulat.

Și apoi venim cu o idee genială de implementare - pentru a face realitatea emulată „noroioasă”! Optimizare enormă atât a performanței, cât și a volumului datelor stocate. Nedeterminismul emulării ca o consecință? Nu o eroare, ci o caracteristică!

Desigur, în cazul în care brusc trebuie să luați în considerare ceea ce se întâmplă în realitate în detaliu, folosim un PRNG bun și o funcție de undă pentru a genera o micro-lume într-o anumită zonă. Deocamdată, puteți stoca doar parametri de spațiu generalizați. (Se pare că dezvoltatorului responsabil pentru această zonă îi place evaluarea leneșă.)

Deja în mijlocul dezvoltării, specificația tehnică se schimbă: vreau un Univers echilibrat. Introducem o interacțiune complet separată (lăsați-i să se scarpine în cap) - gravitația. Astfel, compensăm masa-energia totală a Universului cu energia negativă a interacțiunii gravitaționale a părților sale.

După o serie de experimente nereușite cu obiecte care accelerează, am codificat constant constanta limită de viteză - viteza luminii în vid. Desigur, restricția se aplică numai atunci când se lucrează cu un API public, în timp ce dependențele obiectelor încurcate cuantice și influența reciprocă a obiectelor gravitaționale sunt ușor de transmis prin magistralele interne ale motorului, fără întârzieri. Apoi se dovedește că există o „vulnerabilitate” pentru transmiterea datelor peste viteza luminii, dacă locuitorii lumii emulate vin cu o „măsurare cuantică slabă”.

Adevărat, este încă ceva în neregulă cu viteza - durata de viață a particulelor care se mișcă rapid a crescut. Arhitectul spune că acesta este un bug de desincronizare a secțiunilor simulării, între care particula se mișcă prea repede și nu peste tot are timp să crească contorul „timp”. El a adăugat că ar putea fi remediat prin rescrierea grupării aproape de la zero și am renunțat la el.

Pentru a calcula multe legi fizice, folosim numere în virgulă mobilă (din punct de vedere istoric), ca urmare, trebuie să introducem „epsilon de mașină” peste tot - lungimea Planck, masa Planck etc.

Mai târziu începem să regretăm introducerea gravitației, deoarece complexitatea algoritmului de calcul a crescut serios. În anumite secțiuni ale simulării, elementele cluster nu mai pot face față procesării comportamentului particulelor într-un ritm dat. Ridicăm din umeri și introducem dilatarea timpului local lângă acumulări masive de particule emulate.

"Ah, gravitate, ticălos fără inimă!„- cuvintele arhitectului nostru, urmărind cum întreaga simulare se prăbușește într-un punct singular în primele momente după start testarea sistemului. Nicio problemă, acest lucru poate fi rezolvat prin selectarea atentă a parametrilor de pornire și a constantelor.

În cele din urmă, lumea este depanată și rulează. Dorim, printre altele, să observăm dezvoltarea spontană a formelor de viață. După câteva mii de alergări, viața încă nu a apărut. Nu vreau să intru în lumea muncii și să schimb ceva în timpul „execuției”. Încă o dată, este nevoie de mult timp pentru a selecta parametrii de pornire și variabilele de mediu, efectuând reglajul fin. Viața iese în sfârșit (bună ziua, principiu antropic).

Acum stăm, (cu floricele), observând cu atenție evoluția subiecților experimentali simulați. Așteptăm ca ei să-și dea seama.
Ei bine, sau vor începe să-și construiască propria emulație. Pentru ce? Atunci la fel ca și noi - pentru că putem.

Cu siguranță te-ai gândit că realitatea înconjurătoare este oarecum asemănătoare cu joc pe calculator. Nu există încă o dovadă clară că realitatea noastră este virtuală și nici nu există dovezi care să indice contrariul. Cu toate acestea, unele ciudățenii din structura lumii noastre vorbesc „PENTRU” această idee, la prima vedere, absurdă.
În 2003, Elon Musk a făcut o declarație deconcertantă: suntem în interiorul unei simulări pe computer. Un argument convingător, în opinia sa, este că acum 30 de ani grafica jocului era la cel mai de jos nivel primitiv, dar acum aproape că nu se distinge de realitate, iar peste 100 de ani omenirea va avea ocazia să simuleze universul. Dacă o super-civilizație a programat deja universul nostru și multe altele, iar în aceste lumi artificiale a devenit posibil să-și creeze propriile simulări virtuale și așa mai departe de nenumărate ori. Apoi se dovedește că există miliarde de lumi simulate, dar există o singură realitate reală, iar șansa de a ajunge în această realitate adevărată este una la un miliard. Concluzie - trăim într-o simulare computerizată.
Dar să ne îndepărtăm de aceste discuții abstracte și să ne întoarcem la faptele vieții. Ce argumente rezonabile există în favoarea structurii lumii ca matrice?
1. Științele exacte domină universul nostru. Acest lucru sugerează că lumea noastră poate fi descrisă folosind un cod digital.
2. Conditii ideale pentru originea și existența vieții. Distanța până la soare (confortabil) regim de temperatură), dimensiunea și masa Pământului (forța gravitațională adecvată) și mulți alți parametri par a fi special creați pentru aceasta.
3. Majoritatea spectrului de lumină și sunet nu este accesibilă oamenilor. Poate că acolo se ascunde ceva pe care nu ar trebui să-l vedem sau să auzim (câteva detalii în plus, cablaje convenționale sau un fel de gunoi, tot ce ar putea duce la ideea că lumea este ireală).
4. Religie. Poate că această credință în creator este înnăscută în programul nostru, sau acest sentiment că „el există” ne este prezent la nivel intuitiv.
5. Oponenții conceptului de simulare digitală susțin că lumea artificială trebuie proiectată cu o acuratețe și detalii colosale, ceea ce este realitatea noastră, dar acest lucru este imposibil. Dar de unde știm cum este cu adevărat realitatea. Poate că este de multe ori mai complicată decât a noastră? În plus, toată diversitatea lumii nu poate fi elaborată în detaliu, în acele locuri în care jucătorul nu va merge niciodată (spațiul adânc) sau unde nu se uită în acest moment (efectul unui observator în microlume) , ceea ce reduce sarcina de putere a computerului.
6. De ce suntem singuri în univers? Nu s-a observat nimic care să indice existența vieții inteligente în spațiu. Poate e doar o poză?
Ce se va întâmpla dacă umanitatea se va apropia de soluție? Nimic nu se va schimba pentru noi: nu vom putea părăsi simularea, pentru că suntem doar linii de cod de program și realitatea noastră este ceea ce simțurile transmit creierului. Puteți doar să ne opriți.

La Code Conference 2016: Există doar o șansă la un miliard ca umanitatea Nu trăiește într-o simulare computerizată.

Realitatea noastră nu este cea principală. Este mult mai probabil ca lumea din jurul nostru și pe noi înșine să fim entități virtuale create de o civilizație supradezvoltată, un nivel pe care îl putem atinge 10 mii de ani mai târziu.

Musk își argumentează teza după cum urmează:

În anii 1970 aveam „Pong” - două dreptunghiuri și un punct. Acum, patruzeci de ani mai târziu, avem simulări 3D realiste cu milioane de oameni din întreaga lume în același timp.

Elon Musk

fondator al Tesla Motors, SpaceX și PayPal

Treptat, învățăm să creăm copii din ce în ce mai realiste ale realității. În consecință, mai devreme sau mai târziu vom ajunge la punctul în care realitatea va fi imposibil de distins de simulare. Este foarte posibil ca o anumită civilizație să fi parcurs deja această cale înaintea noastră, iar lumea noastră este unul dintre numeroasele sale experimente.

Musk și-a făcut argumentul și mai dur: „Fie creăm simulări care nu se pot distinge de realitate, fie civilizația va înceta să mai existe”.

Răspunsul lui Musk reflectă în mod clar ideile filozofului suedez Nick Bostrom, care în 2003, în celebra sa lucrare „Trăim într-o simulare pe computer?” (traducere în limba rusă) a propus trei versiuni ale existenței umanității:

Civilizațiile se sting înainte de a ajunge în stadiul post-uman, în care pot depăși capacitățile biologice umane cu ajutorul invențiilor tehnice și pot construi modele artificiale de conștiință.

Civilizațiile care ajung la nivelul în care pot simula realitatea artificială după bunul plac sunt, din anumite motive, dezinteresate să facă acest lucru;

Dacă punctele 1 și 2 sunt greșite, atunci nu există nicio îndoială că trăim într-o simulare pe computer.

În cadrul acestei ipoteze, realitatea poate să nu fie singulară, ci multiplă.

Post-oamenii care au dezvoltat simularea noastră pot fi ei înșiși simulați, iar creatorii lor, la rândul lor, de asemenea. Pot exista multe niveluri de realitate, iar numărul lor poate crește în timp.

Nick Bostrom

Profesor la Universitatea Oxford

Dacă ipoteza este corectă, după ceva timp noi înșine vom putea ajunge la stadiul de „creatori” ai lumii virtuale, care va deveni „real” pentru noii ei locuitori.

Aparent, modelul lui Bostrom l-a făcut pe Elon Musk să presupună că nu avem de ales: fie să creăm simulări care nu se pot distinge de realitate, fie să ne oprim existența și dezvoltarea. Opțiunea că postumanitatea, din anumite motive (de exemplu, etică) nu va fi interesată de crearea de lumi virtuale, nu este luată în serios de Musk.

Bostrom însuși, însă, nu este sigur care dintre cele trei scenarii este mai aproape de adevăr. Dar încă crede că ipoteza realității virtuale trebuie luată în serios. La scurt timp după declarația lui Musk, filosoful și-a dat comentariile, în care a confirmat încă o dată acest lucru:

Este important să înțelegem că faptul că ne aflăm într-o simulare nu poartă un sens metaforic, ci literal - că noi înșine și întreaga lume din jurul nostru, pe care o vedem, o auzim și o simțim, există în interiorul unui computer construit de unii avansati. civilizaţie.

Un timp mai târziu, un articol detaliat al filosofului Riccardo Manzotti și al cercetătorului cognitiv Andrew Smart, „Elon Musk greșește”, a apărut pe portalul Placii de bază. Noi nu trăim într-o simulare” (o versiune scurtă a articolului în limba rusă a fost publicată de Meduza).

Simularea este întotdeauna obiecte ale lumii materiale care există în realitate. Informația nu există separat de atomi și electroni, lumi virtuale - din computere, care, la rândul lor, fac parte din lumea fizică. Prin urmare, nu putem separa „virtualul” de „real”.

O simulare care nu se poate distinge de realitate încetează să mai fie o simulare. Simplul progres tehnologic nu face modelele virtuale mai realiste: un măr desenat nu va deveni mai real dacă îi adăugăm și mai mulți pixeli. Dacă creăm un măr care poate fi mâncat - un măr din material chimic și biologic - atunci prin definiție va înceta să mai fie o simulare.

Orice simulare are nevoie de un observator. Simularea este inseparabilă de conștiința care o percepe. Dar creierul, care servește drept sursă a conștiinței, nu este un dispozitiv de calcul. Aceasta este o mașină biologică extrem de complexă care cu greu poate fi reprodusă folosind componente algoritmice. Dacă se creează inteligență artificială cu drepturi depline, aceasta va fi foarte diferită de inteligența umană.

Oponenții îl acuză pe Musk de dualismul cartezian și idealismul platonician, care datează de la primele dezbateri filozofice despre natura realității. Într-adevăr, ipoteza lui sugerează că simularea poate fi cumva separată de realitatea materială, precum și o distincție între lumea de bază, cea mai „reală” – și emanațiile sale virtuale. Indiferent câte niveluri de simulare ar fi, în spatele lor există întotdeauna unul, ultimul, care este sursa tuturor celorlalte.

Dar pentru cei din interiorul simulării, această diviziune nu are sens. Dacă alte niveluri, mai autentice, de realitate ne sunt inaccesibile, atunci este inutil să vorbim despre ele. Tot ce știm este că merele sunt reale și nu sunt simulate, chiar dacă la un nivel „mai profund” sunt o simulare.

Această dispută amintește de vechea poveste a lui Borges despre o țară în care cartografii au creat o hartă care, în dimensiune și în toate detaliile, era o copie exactă a acestei țări în sine (această metaforă, de altfel, a fost folosită de Baudrillard în celebra sa lucrare). „Simulacra și simulare”).

Dacă o hartă este o reproducere exactă a unui teritoriu, atunci există vreun sens în împărțirea între „hartă și teritoriu”, „realitate și simulare”?

Mai mult, modelul lui Musk reînvie dilemele teologice pe care oamenii și-au cheltuit (din lipsa unui cuvânt mai bun) resursele intelectuale de secole. Dacă lumea are creatori, atunci de ce este atât de mult rău în ea? De ce trăim: acesta este doar un experiment aleatoriu sau există un fel de plan secret în viața noastră? Este posibil să ajungem la acel nivel „mai profund” al realității sau putem doar să ne facem propriile presupuneri despre asta?

La prima întrebare, desigur, se poate răspunde cu cuvintele agentului Smith din The Matrix că „umanitatea ca specie nu acceptă o realitate fără suferință și sărăcie”, așa că chiar și o realitate artificială ar trebui să fie exact așa. Dar acest lucru nu înlătură dificultățile de bază. În plus, aici este foarte ușor să treci la logica conspirației, presupunând că totul în jur este o iluzie, rodul unei conspirații de mașini inteligente (extratereștri, masoni, guvernul SUA) împotriva umanității.

În multe privințe, ipoteza „virtualității” este teologie deghizată. Nu poate fi dovedit și nu poate fi infirmat.

Poate cel mai vulnerabil aspect al acestei ipoteze este presupunerea că conștiința poate fi simulată folosind tehnologia computerizată. Creierul nostru nu este făcut din cipuri de siliciu, iar calculele algoritmice sunt departe de funcția lor principală. Dacă creierul este un computer, atunci este un computer nereglementat cu mulți operatori și componente contradictorii cu scopuri neclare. Conștiința umană nu poate fi separată nu numai de materie, ci și de mediu - contextul social și cultural în care participă.

Până acum, nimeni nu are dovezi de încredere că toate aceste componente pot fi „simulate” din punct de vedere tehnic. Chiar și cea mai puternică inteligență artificială va fi cel mai probabil la fel de departe de conștiința umană ca un măr adevărat dintr-un logo Măr. Nu va fi nici mai rău, nici mai bine, ci complet diferit.

Un cadru din filmul Inception a fost folosit în designul articolului.