Наш мир — искусная иллюзия. Доказано научно. Другой вопрос — зачем? | Магия творчества

Долгое время я думал, что не встречу единомышленника вообще. Но чудеса иногда случаются. Я нашел в интернете человека, который думает как и я. Конечно, он живет не в моём городе, но он живет в России.

Значит с ним можно поговорить. Он ученый. Физик-ядерщик. В чём-то он опережает меня, в чём-то я его. Но в любом случае мне интересен его взгляд на мир, тем более, что это, по большому счёту, мировоззрение человека будущего. 

Недавно международная группа ученых доказала: мир иллюзорен, и у каждого наблюдателя своя «голограмма».

В социальных сетях люди со всего мира уже много лет описывают странные случаи, которые с ними произошли.  «Большая наука» эти странности игнорирует.

Но мир меняется и по мере появления все более мощных приборов он становится всё более странным. Уподобляться страусу, который держит голову в песке? Или признать, что всё, что вы видим и ощущаем — иллюзия?

Вот стол. Глазу он кажется твердым. Берем электронный микроскоп, и видим атомы, а между ними – пустота. Если увеличить атом до размера 10 копеечной монеты, то расстояние между ближайшими атомами составит несколько десятков километров. Это пустота. Там вообще ничего нет!

Получается наш стол это пустота и атомы, которые немножко разбавляют пустоту. Это как если вы бросите пару зерен риса в ведро воды и будете варить суп. А как же атомы?

Берем ускоритель элементарных частиц, и видим, что и атом состоит в основном из пустоты. Опять несколько крупиц материи, которые затерялись в огромных расстояниях пустоты. Кстати, наша Солнечная система может дать подсказку о расстояниях между ядром и электронами.

Вокруг ядра крутятся электроны, то ли частицы, то ли волны, ядро – протоны и нейтроны. Может протоны с нейтронами твердые?

Большой адронный коллайдер подсказывает, что это просто кварки – даже не «частица», а некая вибрация.

Получается, все вокруг нас — энергия, вибрация, а «твердое вещество» — созданная нашими органами чувств — иллюзия. Фантасты гадают, может, мы живем в Матрице, и мир – лишь компьютерная симуляция? На самом деле и гадать не надо. По сути так и есть.

Возможно ли такое, что наша Вселенная — это просто голограмма, созданная другой, гораздо более «глубокой» вселенной?

Группа исследователей из японского университета Ибараки, под руководством Йошифуми Хиякутаке, представила на страницах престижного журнала «Природа» доказательства того, что все, что нас окружает, может быть только проекцией.

Они долгое время работали над проблемой голографической вселенной и уже опубликовали много научных работ по этому вопросу. Особенно интересны две последних.

Первая работа описывает математические принципы процессов, которые теоретически  происходят в черной дыре.

Во второй научной работе описываются гипотетические законы, регулирующие вселенную с меньшими размерами, которая лишена силы притяжения.

Интересно, что вычисления обеих работ совпадают, дополняют друг друга, предполагая, что одна из вселенных может быть голограммой, излучаемой другой.

«Команда Хиякутаке подтвердила математически то, что до сих пор рассматривалось как предположение. Японцы доказали, что термодинамика некоторых черных дыр может быть результатом взаимодействия пространства разных измерений.

Вычисления Хиякутаке означают, что наша Вселенная может быть голографической проекцией другой вселенной, существование которой разрешило бы все секреты космологии, используя законы квантовой физики.»

В 2003 году лауреат престижных премий и автор работ по антропному принципу Ник Бостром опубликовал работу под заголовком «Мы все живем в компьютерной симуляции?».

Её смысл в том, что некая цивилизация из потомков людей, создала что-то вроде компьютерной программы, которая симулирует исторический процесс развития человечества.

Имитация Реальности. Эта тема настолько обширна, что мы будем её продолжать в следующей статье. Она уже здесь.

Ученые подтверждают. Бог есть. В чем проблема? Каким будет наше будущее?

Я благодарю читателя за проявленный интерес. Всем — новых открытий! Мир удивителен и непредсказуем. Всем Удачи! С вами, ваш автор

Путеводитель в магии творчества

При создании статьи использованы материалы статей:

Всё вокруг — иллюзия Что же на самом деле думают физики об окружающем мире?

Естественные науки — Ассоциация академиков по содействию развития науки и культуры

Появляется все больше свидетельств того, что некоторые части Вселенной могут быть особенными.Одним из краеугольных камней современной астрофизики является космологический принцип. Согласно нему, наблюдатели на Земле видят то же самое, что наблюдатели из любой другой точки Вселенной, и что законы физики везде одинаковы.Множество наблюдений подтверждают эту идею. К примеру, Вселенная выглядит более-менее одинаково во всех направлениях, с примерно одинаковым распределением галактик по всем сторонам.

Но в последние годы, некоторые космологи стали сомневаться в верности этого принципа.

Они указывают на данные, полученные в ходе изучения сверхновых 1 типа, которые удаляются от нас со все увеличивающейся скоростью, что указывает не только на то, что Вселенная расширяется, но и на все большее ускорение этого расширения.

Любопытно, что ускорение не является единым для всех направлений. В некоторых направлениях Вселенная ускоряется быстрее, чем в других. Но насколько можно доверять этим данным? Возможно, что в некоторых направлениях мы наблюдаем статистическую погрешность, которая исчезнет при правильном анализе полученных данных.

Ронг-Джен Кай и Жонг-Лианг Туо из института теоретической физики при Китайской академии наук в Пекине, еще раз проверили данные полученные от 557 сверхновых из всех частей Вселенной и провели повторные расчеты. Сегодня они подтвердили наличие неоднородности. Согласно их расчетам, быстрей всего ускорение происходит в созвездии Лисички северного полушария. Эти данные согласуются с данными других исследований, согласно которым существует неоднородность в космическом микроволновом фоновом излучении.

Это может заставить космологов прийти к смелому выводу: космологический принцип ошибочен.

Возникает волнующий вопрос: почему Вселенная неоднородна и как это отразится на существующих моделях космоса?

Млечный путь

Группа исследователей из США и Канады опубликовала карту пригодных для формирования жизни зон Млечного Пути. Статья ученых принята к публикации в журнале Astrobiology, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org.Согласно современным представлениям, пригодная для обитания зона галактики (Galactic Habitable Zone – GHZ) определяется как регион, где достаточно тяжелых элементов для формирования планет с одной стороны, и который не подвергается воздействию космических катаклизмов с другой. Главными подобными катаклизмами, по мнению ученых, являются взрывы сверхновых, которые легко могут «стерилизовать» целую планету.

В рамках исследования ученые построили компьютерную модель процессов формирования звезд, а также сверхновых типа Ia (белые карлики в двойных системах, ворующие материю у соседа) и II (взрыв звезды массой свыше 8 солнечных). В результате астрофизикам удалось обозначить регионы Млечного Пути, которые в теории пригодны для обитания.

Кроме этого ученые установили, что вокруг как минимум 1,5 процентов всех звезд в галактике (то есть примерно 4,5 миллиарда из 3×1011 звезд) в разное время могли существовать обитаемые планеты.

При этом 75 процентов этих гипотетических планет должны находится в приливном захвате, то есть постоянно «смотреть» на звезду одним боком. Возможна ли жизнь на таких планетах – предмет спора астробиологов.

Для расчета GHZ ученые использовали тот же подход, что используется при анализе обитаемых зон вокруг звезд. Такой зоной обычно называют регион вокруг звезды, в котором на поверхности каменистой планеты может существовать вода в жидком виде.

Наша Вселенная – голограмма. Существует ли реальная действительность?  

Если говорить простым языком голограмма – это трехмерная фотография, сохраненные световые лучи, отражаемые от предмета в момент записи голограммы. Таким образом, вы можете видеть драгоценность, будто она лежит за стеклом, хотя на самом деле ее нет, а это лишь ее голограмма. Подобное чудо было открыто миру Дэннисом Габором в 1948 году, за что он получил Нобелевскую премию.

Природа голограммы – «целое в каждой частичке» – дает нам совершенно новый способ понимания устройства и порядка вещей. Мы видим объекты, например, элементарные частицы, разделенными потому, что видим лишь часть действительности.

Эти частицы – не отдельные «части», а грани более глубокого единства.

На каком-то более глубоком уровне реальности такие частицы – не отдельные объекты, а как бы продолжение чего-то более фундаментального.

Ученые пришли к выводу, что элементарные частицы способны взаимодействовать друг с другом независимо от расстояния не потому, что они обмениваются какими-то таинственными сигналами, а потому, что их раздельность – иллюзия.

Если разделение частиц – это иллюзия, значит, на более глубоком уровне все предметы в мире бесконечно взаимосвязаны. Электроны в атомах углерода в нашем мозгу связаны с электронами каждого лосося, который плывет, каждого сердца, которое бьется, и каждой звезды, которая сияет в небе.

Вселенная как голограмма означает, что нас нет

Голограмма рассказывает о том, что и мы – голограмма.Ученые из Центра астрофизических исследований в лаборатории имени ферми (Fermilab) сегодня работают над созданием устройства «голометр» (Holometer), с помощью которого они смогут опровергнуть все, что человечество сейчас знает о Вселенной.

С помощью устройства «Голометр» специалисты надеются доказать или опровергнуть безумное предположение о том, что трехмерной Вселенной в таком виде, как мы ее знаем, просто не существует, будучи ничем иным, как своеобразной голограммой. Другими словами, окружающая реальность — иллюзия и не более того …

Теория о том, что Вселенная является голограммой, основывается на появившемся не так давно предположении, что пространство и время во Вселенной не являются непрерывными. Они якобы состоят из отдельных частей, точек — как будто из пикселей, из-за чего нельзя увеличивать «масштаб изображения» Вселенной бесконечно, проникая все глубже и глубже в суть вещей. По достижению какого-то значения масштаба Вселенная получается чем-то вроде цифрового изображения очень плохого качества — нечеткой, размытой.

Представьте обычную фотографию из журнала. Она выглядит как непрерывное изображение, но, начиная с определенного уровня увеличения, рассыпается на точки, составляющие единое целое. И также наш мир якобы собран из микроскопических точек в единую красивую, даже выпуклую картинку. Поразительная теория! И до недавнего времени к ней относились несерьезно. Только последние исследования черных дыр убедили большинство исследователей, что в «голографической» теории что-то есть.

Дело в том, что обнаруженное астрономами постепенное испарение черных дыр с ходом времени приводило к информационному парадоксу — вся содержащаяся информация о внутренностях дыры в таком случае исчезала бы.

А это противоречит принципу сохранения информации.

Но лауреат Нобелевской премии по физике Герард т’Хоофт, опираясь на труды профессора Иерусалимского университета Якоба Бекенштейна, доказал, что вся информация, заключенная в трехмерном объекте, может быть сохранена в двумерных границах, остающихся после его уничтожения, — точно также, как изображение трехмерного объекта можно поместить в двумерную голограмму.

Вселенная – голограмма или реальность? . Pro темную материю

Какое-то время тому назад появилась еще одна теория, связанная с нашей Вселенной, получившая название голографической. Ученые задались вопросом: Вселенная существует в самом деле или это иллюзия? Может, наш мир – это голограмма? То есть получалось, что Вселенная – это, возможно, всего лишь проекция на каком-то плоском экране и только кажется объемной. Этакое изображение на телеэкране или изображение на плоскости, которая только создает иллюзию трехмерного объекта.

Первым о голографической теории заговорил физик Дэвид Джозеф Бом (1917–1992) из Лондонского университета еще в 1980-е годы. На эту мысль его навел французский физик Ален Аспе.

Дэвид Бом родился в США, умер в Лондоне, он работал в Принстонском университете, в Калифорнийском университете в Беркли, в Бристольском университете. Он известен не только работами по квантовой физике, но и философии, и нейропсихологии. В последние годы жизни Бом много работал над голографической моделью Вселенной.

Ален Аспе экспериментально показал, что элементарные частицы могут мгновенно обмениваться информацией на любом расстоянии (даже миллионов световых лет). То есть налицо взаимодействие со сверхсветовой скоростью и преодоление временного барьера. Дэвид Бом высказал предположение, что такое может происходить (вразрез с теорией Эйнштейна) только если наш мир представляет собой голограмму, а каждый ее участок содержит информацию о всей Вселенной.

Ален Аспе, французский физик, специалист по квантовой оптике, теории скрытых параметров и квантовой запутанности (род. в 1947)

Следующим, кто стал заниматься этой теорией, стал голландский физик-теоретик Герард Хоофт, лауреат Нобелевской премии по физике 1999 года, в настоящее время – профессор Утрехтского университета. Потом этой моделью заинтересовался американец Леонард Сасскинд, физик-теоретик, один из создателей теории струн, который также занимался черными дырами, а сейчас преподает в Стэнфордском университета.

Этой теорией усиленно занимались в «Фермилаб» – Национальной Ускорительной Лаборатории имени Энрико Ферми; и в Германии, в частности в Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории в Ганновере. Именно в Ганновере построили гигантский интерферометр, который получил название GEO600.

Принцип действия интерферометра состоит в разделении пучка электромагнитного излучения (света, радиоволн и т. п.) с помощью того или иного устройства на два или большее количество когерентных пучков. Каждый из пучков проходит различные оптические пути и направляется на экран, создавая интерференционную картину, по которой можно установить разность фаз интерферирующих пучков в данной точке картины.

Крейг Хоган, космолог, директор Центра квартовой астрофизики «Фермилаб» полагает, что Вселенная – это голограмма, созданная из пикселов пространства – времени

Интерферометры используются в астрономии и в особенности в радиоастрономии для создания радио– и оптических телескопов с высоким разрешением. Они позволяют заменить телескоп с большой апертурой, необходимой для получения высокого разрешения, на телескопы с меньшими апертурами, соединенными по принципу интерферометра. Лазерный интерферометр, построенный в Ганновере, предназначен для сравнения путей, которые проходит свет в двух независимых 600-метровых каналах. Он лишь немного уступает своими размерами хорошо известному Большому адронному коллайдеру.

С помощью этого интерферометра физики ловят гравитационные волны, которые давно интересуют специалистов. В соответствии с теорией Эйнштейна и рядом других гравитационных теорий эти волны порождаются движением массивных тел с переменным ускорением. Это «рябь» в пространстве – времени, которая должна возникать после каких-то катаклизмов во Вселенной. Гравитационные волны свободно распространяются в пространстве со скоростью света. Гравитационные силы являются относительно слабыми по сравнению с другими, поэтому волны имеют весьма малую величину, с трудом поддающуюся обнаружению. Косвенные свидетельства их существования известны с 1970-х годов. Прямая регистрация гравитационных волн и их использование для определения параметров астрофизических процессов является важной задачей современной физики и астрономии. Впервые они были обнаружены в 2015 году.

В Ганновере действовали следующим образом. Лазерный луч разделяли на два и направляли их перпендикулярно друг другу по трубам, длина каждой из которых составляет 600 м, а потом снова сводили в один. Если волна придет, то сожмет пространство в одном направлении и растянет в перпендикулярном ему, а расстояния, проходимые лучами, изменятся. Это должно быть видно на интерференционной картинке. Предполагалось, что наша Вселенная состоит из крошечных «зерен», то есть ткань пространства – времени – зернистая, подобно фотографии. Если эту «фотографию» увеличивать, то в какой-то момент картинка покажется составленной из пикселей. Длина каждого «зернышка» значительно меньше протона.

Эксперименты на интерферометре в Ганновере показали, что «зернышки» гораздо крупнее, чем предполагалось, причем в миллиарды миллиардов раз, и это скорее кубики, чем зернышки.

О «пикселах» говорил и Крейг Хоган, директор Центра астрофизики частиц «Фермилаб». По его мнению, Вселенная – это сфера, а поверхность этой сферы покрыта крошечными элементами планковской длины, каждый из которых несет в себе единицу информации (бит). Внутри сферы – созданная этими элементами голограмма. В соответствии с голографическим принципом, количество информации на поверхности сферы должно совпадать с количеством информации, содержащимся внутри сферы, а поэтому пиксели внутри должны быть больше пикселей снаружи. Крейг Хоган считал, что большие должны проявиться в экспериментах по ловле гравитационных волн в виде помех.

Его коллеги, проводившие эксперименты на интерферометре под Ганновером, подтвердили, что шум есть, и он искажает результаты. Хоган посчитал этот шум сигналом больших пикселей с ткани пространства – времени. И тогда для проверки его версии в «Фермилаб» построили своей интерферометр, правда, гораздо меньшего размера, но с более мощным лазером. Если бы все получилось так, как предполагали сторонники голографической теории, получилось бы, что в основе мироздания лежат не частицы, а волны и их взаимодействие.

Однако ткань пространства – времени ни разу не вздрогнула, из чего можно сделать вывод, что Вселенная – совсем не голограмма, а реальный объект.

Возможно, наш мир виртуален. Но имеет ли это значение?

• Филип Болл
• BBC Earth

14 октября 2016

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Возможно, Киану Ривз живет в матрице и вне съемочной площадки

Некоторые ученые полагают, что наша Вселенная представляет собой гигантскую компьютерную симуляцию. Должны ли мы беспокоиться по этому поводу?

Реальны ли мы? А как насчет меня лично?

Раньше подобными вопросами задавались лишь философы. Ученые же пытались понять, что собой представляет наш мир, и объяснить его законы.

Но появившиеся в последнее время соображения относительно устройства Вселенной ставят экзистенциальные вопросы и перед наукой.

Некоторые физики, космологи и специалисты в области искусственного интеллекта подозревают, что мы все живем внутри гигантской компьютерной симуляции, принимая виртуальный мир за реальность.

Эта идея противоречит нашим ощущениям: ведь мир слишком реалистичен, чтобы быть симуляцией. Тяжесть чашки в руке, аромат налитого в нее кофе, окружающие нас звуки — как можно подделать такое богатство переживаний?

Но задумайтесь о прогрессе, достигнутом в компьютерных и информационных технологиях за последние несколько десятилетий.

Нынешние видеоигры населены персонажами, реалистично взаимодействующими с игроком, и симуляторы виртуальной реальности порой делают ее неотличимой от мира за окном.

И этого вполне достаточно, чтобы сделать из человека параноика.

В фантастической кинокартине «Матрица» эта идея формулируется предельно четко. Люди там заключены в виртуальном мире, который безоговорочно воспринимают как реальный.

Однако «Матрица» — не первый фильм, исследующий феномен искусственной вселенной. Достаточно вспомнить «Видеодром» Дэвида Кроненберга (1982) или «Бразилию» Терри Гиллиама (1985).

Все эти антиутопии поднимают два вопроса: как узнать, что мы живем в виртуальном мире, и так ли уж это на самом деле важно?

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Илон Маск, глава компаний Tesla и SpaceX

У версии о том, что мы живем внутри симуляции, имеются влиятельные сторонники.

Как заявил в июне 2016 г. американский предприниматель Илон Маск, вероятность этого составляет «миллиард к одному».

А технический директор Google в области искусственного интеллекта Рэймонд Курцвейл предполагает, что, возможно, «вся наша Вселенная — научный эксперимент младшеклассника из другой вселенной».

Рассматривать такую возможность готовы и некоторые физики. В апреле 2016 г. ученые приняли участие в обсуждении этой темы в нью-йоркском Американском музее естественной истории.

Никто из этих людей не утверждал, что в действительности мы плаваем голышом в липкой жидкости, утыканные проводами, как герои «Матрицы».

Но есть как минимум два возможных сценария, согласно которым Вселенная вокруг нас может быть искусственной.

Космолог Алан Гут из Массачусетского технологического института предполагает, что Вселенная может быть реальной, но одновременно является лабораторным экспериментом. Согласно его гипотезе, наш мир создан неким сверхразумом — подобно тому, как биологи растят колонии микроорганизмов.

В принципе, не существует ничего, что исключало бы возможность создания вселенной в результате искусственного Большого взрыва, говорит Гут.

Вселенная, в которой проводился бы подобный эксперимент, осталась бы при этом целой и невредимой. Новый мир образовался бы в отдельном пространственно-временном пузыре, который быстро отделился бы от материнской вселенной и потерял с ней контакт.

Данный сценарий никак не влияет на нашу жизнь. Даже если Вселенная зародилась в «пробирке» сверхразума, физически она так же реальна, как если бы образовалась естественным путем.

Но есть и второй сценарий, привлекающий особый интерес, поскольку подрывает сами основы нашего понимания реальности.

Автор фото, TAKE 27 LTD/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Подпись к фото,

Не исключено, что наша Вселенная была создана искусственно. Но кем?

Маск и другие сторонники этой гипотезы утверждают, что мы являемся целиком симулированными существами — всего лишь потоками информации в некоем гигантском компьютере, наподобие персонажей видеоигры.

Даже наш мозг является симуляцией, реагирующей на искусственные раздражители.

В этом сценарии не существует матрицы, из которой можно было бы выбраться: вся наша жизнь и есть матрица, за пределами которой существование просто невозможно.

Но почему мы должны верить в такую замысловатую версию собственного существования?

Ответ очень прост: человечество уже способно симулировать реальность, и с дальнейшим развитием технологии в конечном счете будет способно создать совершенную симуляцию, населяющие которую разумные существа-агенты воспринимали бы ее как абсолютно реальный мир.

Мы создаем компьютерные симуляции не только для игр, но и в исследовательских целях. Ученые имитируют различные ситуации взаимодействия на самых разных уровнях — от субатомных частиц до человеческих сообществ, галактик и даже вселенных.

Так, компьютерное симулирование сложного поведения животных помогает нам понять, как формируются стаи и рои. Благодаря симуляциям мы изучаем принципы образования планет, звезд и галактик.

Мы можем симулировать и человеческие сообщества с использованием относительно простых агентов, делающих выбор на основании определенных правил.

Автор фото, SPL

Подпись к фото,

Суперкомпьютеры становятся все более мощными

Такие программы моделируют сотрудничество между людьми, развитие городов, функционирование дорожного движения и государственной экономики, а также многие другие процессы.

По мере роста вычислительной мощности компьютеров симуляции становятся все сложнее. В отдельные программы, имитирующие человеческое поведение, уже встраиваются элементы мышления — пока еще примитивные.

Исследователи полагают, что в не столь отдаленном будущем виртуальные агенты смогут принимать решения, основываясь не на элементарной логике из разряда «если…то…», а на упрощенных моделях человеческого сознания.

Кто может поручиться, что вскоре мы не станем свидетелями создания виртуальных существ, наделенных сознанием? Успехи в понимании принципов работы мозга, а также обширные вычислительные ресурсы, которые сулит развитие квантовой компьютерной техники, неуклонно приближают этот момент.

Если мы когда-либо достигнем такой ступени развития технологий, то будем одновременно проводить огромное количество симуляций, число которых значительно превзойдет наш единственный «реальный» мир.

Так ли уж невозможно, в таком случае, что некая разумная цивилизация где-то во Вселенной уже достигла этой стадии?

А раз так, было бы логично предположить, что мы как раз и живем внутри подобной симуляции, а не в мире, в котором виртуальные реальности создаются — ведь вероятность этого статистически гораздо выше.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Научная симуляция зарождения Вселенной

Философ Ник Бостром из Оксфордского университета разбил этот сценарий на три возможных варианта:

(1) цивилизации самоуничтожаются, не достигнув уровня развития, на котором возможно создание подобных симуляций;

(2) цивилизации, достигшие этого уровня, по какой-то причине отказываются от создания таких симуляций;

(3) мы находимся внутри подобной симуляции.

Вопрос в том, какой из этих вариантов представляется наиболее вероятным.

Американский астрофизик Джордж Смут, Нобелевский лауреат в области физики, утверждает, что убедительных причин верить в первые два варианта не существует.

Бесспорно, человечество упорно создает себе проблемы — достаточно упомянуть глобальное потепление, растущие запасы ядерного оружия и угрозу массового вымирания видов. Но эти проблемы необязательно приведут к уничтожению нашей цивилизации.

Автор фото, ANDRZEJ WOJCICKI/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Подпись к фото,

Не являемся ли мы все частью компьютерной симуляции?

Более того, нет причин, по которым принципиально невозможно было бы создать очень реалистичную симуляцию, персонажи которой считали бы, что живут в настоящем мире и вольны в своих действиях.

А учитывая, насколько распространены во Вселенной планеты земного типа (одна из которых, открытая совсем недавно, находится относительно недалеко от Земли), было бы верхом самонадеянности предполагать, что человечество является самой развитой цивилизацией, отмечает Смут.

Как насчет варианта номер два? Теоретически человечество могло бы воздержаться от проведения подобных симуляций по этическим соображениям — например, посчитав негуманным искусственное создание существ, убежденных в том, что их мир реален.

Но и это кажется маловероятным, говорит Смут. В конце концов, одной из основных причин, почему мы сами проводим симуляции, является наше стремление узнать больше о собственной реальности. Это может помочь нам сделать мир лучше и, возможно, спасти человеческие жизни.

Так что для проведения таких экспериментов всегда найдутся достаточные этические обоснования.

Похоже, нам остается лишь один вариант: вероятно, мы находимся внутри симуляции.

Но все это не более чем предположения. Можно ли им найти убедительные доказательства?

Многие исследователи полагают, что все зависит от качества симуляции. Логичнее всего было бы попытаться найти ошибки в программе — наподобие тех, что выдавали искусственную природу «реального мира» в фильме «Матрица». Например, мы могли бы обнаружить противоречия в физических законах.

Или же, как предположил покойный Марвин Минский, стоявший у истоков создания искусственного интеллекта, могут существовать характерные ошибки, связанные с округлением в приближенных вычислениях.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Мы уже способны симулировать целые группы галактик

Например, в случае, когда у какого-то события имеется несколько вариантов исхода, сумма вероятностей их наступления должна составлять единицу. Если это не соответствует действительности, можно говорить о том, что тут что-то упущено.

Впрочем, по мнению некоторых ученых, и так существует достаточно причин думать, что мы находимся внутри симуляции. Например, наша Вселенная выглядит так, будто ее сконструировали искусственно.

Значения фундаментальных физических постоянных подозрительно идеальны для возникновения жизни во Вселенной — может создаться впечатление, что их установили намеренно.

Даже небольшие изменения в этих значениях привели бы к потере атомами стабильности или к невозможности образования звезд.

Космология до сих пор не может убедительно объяснить этот феномен. Но одно из возможных объяснений связано с термином «мультивселенная».

Что, если существует множество вселенных, возникших в результате событий, сходных с Большим взрывом, но подчиняющихся разным физическим законам?

Случайным образом некоторые из этих вселенных идеальны для зарождения жизни, и если бы нам не посчастливилось оказаться в одной из них, то мы бы не задавались вопросами о мироздании, потому что нас попросту не существовало бы.

Однако идея о существовании параллельных вселенных весьма умозрительна. Так что остается по крайней мере теоретическая вероятность того, что наша Вселенная на самом деле является симуляцией, параметры которой специально заданы создателями для получения интересующих их результатов — возникновения звезд, галактик и живых существ.

Хотя такую вероятность и нельзя исключить, подобное теоретизирование ведет нас по кругу.

В конце концов, можно с таким же успехом предположить, что и параметры «реальной» Вселенной, в которой живут наши создатели, были кем-то искусственно заданы. В этом случае принятие постулата о том, что мы находимся внутри симуляции, не объясняет загадки значений постоянных физических величин.

Некоторые специалисты в качестве доказательства того, что со Вселенной что-то не так, указывают на очень странные открытия, сделанные современной физикой.

Автор фото, MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Подпись к фото,

Наша Вселенная — не более чем набор математических формул?

Особенно много подобных открытий дала нам квантовая механика — раздел физики, оперирующий чрезвычайно малыми величинами. Так, выясняется, что и материя, и энергия обладают гранулированной структурой.

Более того, «разрешение», при котором мы можем наблюдать Вселенную, имеет свой минимальный предел: если попытаться понаблюдать за более мелкими объектами, они просто не будут выглядеть достаточно «четкими».

По словам Смута, эти странные особенности квантовой физики как раз и могут быть признаками того, что мы живем внутри симуляции — подобно тому, как при попытке рассмотреть изображение на экране с очень близкого расстояния оно распадается на отдельные пиксели.

Но это очень грубая аналогия. Ученые постепенно приходят к выводу о том, что «зернистость» Вселенной на квантовом уровне может быть следствием более фундаментальных законов, определяющих пределы познаваемой реальности.

Еще один аргумент в пользу виртуальности нашего мира гласит, что Вселенная, как представляется ряду ученых, описывается математическими уравнениями.

А некоторые физики заходят еще дальше и утверждают, что наша реальность и является набором математических формул.

Космолог Макс Тегмарк из Массачусетского технологического института подчеркивает, что как раз такого результата можно было бы ожидать, если бы в основе законов физики лежал вычислительный алгоритм.

Однако этот аргумент грозит увлечь нас в порочный круг рассуждений.

Начать с того, что если некий сверхразум решит симулировать собственный «реальный» мир, логично предположить, что физические принципы в основе подобной симуляции будут отражать те, что действуют в его собственной вселенной — ведь именно так поступаем мы.

В этом случае истинное объяснение математической природы нашего мира заключалось бы не в том, что он является симуляцией, а в том, что «реальный» мир наших создателей устроен точно таким же образом.

Кроме того, симуляция необязательно должна быть основана на математических правилах. Можно заставить ее функционировать случайным, хаотичным образом.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

В основе Вселенной может лежать математика, полагают некоторые ученые

Привело бы это к зарождению жизни в виртуальной вселенной, неизвестно, но суть заключается в том, что нельзя делать выводы о степени «реальности» Вселенной, отталкиваясь от ее якобы математической природы.

Однако, по словам физика Джеймса Гейтса из Мэрилендского университета, есть более убедительная причина полагать, что за физические законы отвечает компьютерная симуляция.

Гейтс изучает материю на уровне кварков — субатомных частиц, из которых состоят протоны и нейтроны в атомных ядрах. По его словам, кварки подчиняются правилам, которые в чем-то напоминают компьютерные коды, корректирующие ошибки в обработке данных.

Возможно ли это?

Может быть, и так. Но не исключено, что подобная интерпретация физических законов — лишь самый свежий пример того, как человечество испокон веков интерпретировало окружающий мир, исходя из знаний о последних достижениях технологического прогресса.

В эпоху классической механики Ньютона Вселенная представлялась часовым механизмом. А позднее, на заре компьютерной эры, ДНК рассматривали в качестве своего рода хранилища цифрового кода с функцией хранения и считывания информации.

Возможно, мы просто каждый раз экстраполируем наши текущие технологические увлечения на законы физики.

По всей видимости, очень трудно, если вообще возможно, найти убедительное доказательство тому, что мы находимся внутри симуляции.

Если только в программном коде не допущено множество ошибок, будет непросто создать тест, результатам которого нельзя было бы найти какого-либо иного, более рационального объяснения.

Даже если наш мир и является симуляцией, говорит Смут, мы можем никогда не найти этому однозначного подтверждения — просто в силу того, что такая задача не под силу нашему разуму.

Ведь одной из целей симуляции является создание персонажей, которые функционировали бы в рамках установленных правил, а не нарушали их преднамеренно.

Впрочем, есть более серьезная причина, по которой нам, возможно, не стоит особо беспокоиться о том, что мы являемся лишь строчками программного кода.

Некоторые физики считают, что реальный мир в любом случае именно таким и является.

Терминологический аппарат, используемый для описания квантовой физики, все больше начинает напоминать словарь по информатике и вычислительной технике.

Некоторые физики подозревают, что на фундаментальном уровне природа может представлять собой не чистую математику, а чистую информацию: биты, наподобие компьютерных единиц и нулей.

Ведущий физик-теоретик Джон Уилер дал этой догадке название «Вещество из информации» (It from Bit).

Согласно данной гипотезе, все, что происходит на уровне взаимодействий фундаментальных частиц и выше, представляет собой своего рода вычислительный процесс.

«Вселенную можно рассматривать как гигантский квантовый компьютер, — говорит Сет Ллойд, сотрудник Массачусетского технологического института. — Если посмотреть на «внутренний механизм» Вселенной, то есть на структуру материи в самом мелком из возможных масштабов, мы увидим [квантовые] биты, участвующие в локальных цифровых операциях».

Автор фото, RICHARD KAIL/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Подпись к фото,

Квантовый мир размыт и неясен для нас

Таким образом, если реальность — всего лишь информация, то не имеет значения, находимся мы внутри симуляции или нет: ответ на это вопрос не делает нас более или менее «реальными».

Как бы то ни было, мы просто не можем быть ничем кроме информации.

Имеет ли для нас принципиальное значение, была эта информация запрограммирована природой или неким сверхразумом? Вряд ли — ну разве что во втором случае наши создатели теоретически способны вмешаться в ход симуляции и даже вовсе прекратить ее.

Но что мы можем сделать, чтобы этого избежать?

Тегмарк рекомендует нам всем по возможности вести интересную жизнь, чтобы не наскучить нашим создателям.

Разумеется, это шутка. Наверняка у любого из нас найдутся более веские мотивы жить полной жизнью, чем страх того, что в противном случае нас «сотрут».

Но сама постановка вопроса указывает на определенные изъяны в логике рассуждений о реальности Вселенной.

Мысль о том, что неким экспериментаторам высшего порядка в конце концов надоест с нами возиться, и они решат запустить какую-нибудь другую симуляцию, слишком отдает антропоморфизмом.

Как и высказывание Курцвейла по поводу школьного эксперимента, она подразумевает, что наши создатели — всего лишь капризные подростки, развлекающиеся с игровыми приставками.

Подобным солипсизмом страдает и обсуждение трех вариантов Бострома. Это не более чем попытка описать Вселенную в терминах достижений человечества XXI века: «Мы ведь разрабатываем компьютерные игры. Держу пари, что сверхразумные существа тоже бы этим занимались, только их игры были бы гораздо круче!»

Разумеется, любые попытки представить, каким образом могли бы действовать сверхразумные существа, неизбежно приведут к экстраполяции нашего собственного опыта. Но это не отменяет ненаучности такого подхода.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Вселенную можно представить и в виде квантового компьютера. Но что это нам даст?

Вероятно, неслучайно многие поборники идеи «всеобъемлющей симуляции» признаются, что в юности запоем читали научную фантастику.

Не исключено, что выбор чтения предопределил их взрослый интерес к проблематике внеземного разума, но он же побуждает их теперь к тому, чтобы облекать свои размышления в привычные жанру формы.

Они словно рассматривают космос через иллюминатор звездолета «Энтерпрайз» [из американского телесериала «Звездный путь» — Прим. переводчика].

Гарвардский физик Лиза Рэнделл не может понять энтузиазма, с которым некоторые ее коллеги носятся с идеей реальности как тотальной симуляции. Для нее это ничего не меняет в подходе к восприятию и исследованию мира.

По мнению Рэнделл, все зависит от нашего выбора: что именно понимать под так называемой реальностью.

Вряд ли Илон Маск целыми днями размышляет о том, что окружающие его люди, его семья и друзья — всего лишь конструкты, состоящие из потоков данных и проецируемые в его сознание.

Отчасти он этого не делает потому, что постоянно думать подобным образом об окружающем мире просто не получится.

Но гораздо важнее то, что мы все знаем в глубине души: единственное стоящее нашего внимания определение реальности — это наши непосредственные ощущения и переживания, а не гипотетический мир, спрятанный «за кулисами».

Однако в интересе к тому, что в действительности может стоять за миром, доступным нам в ощущениях, нет ничего нового. Философы задаются подобными вопросами на протяжении многих веков.

Автор фото, Mike Agliolo/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Подпись к фото,

С нашей точки зрения, квантовый мир нелогичен

Еще Платон полагал, что принимаемое нами за реальность может быть лишь тенями, проецируемыми на стену пещеры.

Согласно Иммануилу Канту, хотя некая «вещь в себе», лежащая в основе воспринимаемых нами образов, и может существовать, познать ее нам не дано.

Знаменитая фраза Рене Декарта «Мыслю, следовательно, существую» означает, что способность к мышлению — единственный четкий критерий существования.

Концепция «мира как симуляции» преподносит эту старую философскую проблему в современной высокотехнологичной обертке, и в том нет большой беды.

Как и многие другие парадоксы философии, она заставляет нас критически взглянуть на некоторые укоренившиеся представления.

Но до тех пор, пока мы не сможем убедительно доказать, что намеренное разведение «реальности» и испытываемых нами ощущений от нее приводит к очевидным различиям в нашем поведении или в наблюдаемых нами явлениях, наше понимание реальности не изменится каким-либо существенным образом.

В начале XVIII века английский философ Джордж Беркли утверждал, что мир является иллюзией. На что его критик, писатель Сэмюэль Джонсон, воскликнул: «Вот мое опровержение!» — и пнул ногой камень.

На самом деле Джонсон не опроверг этим Беркли. Но его ответ на подобные утверждения, возможно, был самым правильным из возможных.

Ты увяз в Матрице

Кинотрилогия «Матрица» – один из самых знаменитых фильмов на тему мировой имитации реальности

Со времен выхода на экраны первой части фантастической кинотрилогии «Матрица», основная часть действия которой происходит в виртуальной реальности, многим людям время от времени приходит в голову эта мысль. Чаще, конечно, такой вопрос задают в шутку, но есть и вполне серьезные статьи и видеоролики, доказывающие, что наш мир — это всего лишь очень хорошо проработанная компьютерная имитация реальности.

Жизнь есть сон?

На самом деле подобные мысли посещали людей и гораздо раньше, в том числе в глубокой древности. О компьютерных программах тогда, правда, никто еще не слышал, но вот представить себе, что окружающий мир — это иллюзия, навеянная какими-либо высшими силами, люди уже могли. Широко известно размышление о том, не является ли наша жизнь сном, древнекитайского философа-даоса Чжуан-цзы, жившего приблизительно в IV веке до нашей эры. Близко к этому представление о мировой иллюзии майе в индуизме и буддизме. Подобные концепции есть и в гностических учениях. Утверждение «жизнь есть сон» было распространено в литературе XVII века, а также у тогдашних философов. Подобные мысли высказывал, например, в своей книге «Размышления о первой философии» французский мыслитель Рене Декарт, еще позже — Джордж Беркли и Дэвид Юм…

А в ХХ веке понятие иллюзорной реальности перешло в фантастическую литературу. В 1964 году Станислав Лем описал создание искусственной реальности в книге о технике будущего «Сумма технологии». Затем, в 1971 году, он развил эту идею в романе «Футурологический конгресс», где показано будущее, в котором люди живут в иллюзии, созданной распыляемыми в воздухе веществами, и даже не подозревают, каков мир на самом деле. Эта тема стала популярной среди фантастов и с тех пор много раз обыгрывалась в книгах и фильмах. Поначалу иллюзорную реальность изображали в виде искусственного сна, который кажется героям явью, или в виде гипноза, но ближе к концу ХХ века, с развитием компьютерных технологий, у фантастов возникла идея о том, что иллюзия жизни может быть цифровой. Появился целый жанр под названием киберпанк, в котором все действие или основная его часть происходит именно в компьютерной реальности. И в это же время программисты создавали эту самую компьютерную реальность для игр, стараясь сделать ее как можно более похожей на настоящий мир. Неудивительно, что любителям фантастики и геймерам все чаще закрадывалась в голову мысль о том, что если современные компьютерщики могут создавать достаточно реалистичные виртуальные картины, то какая-нибудь высокоразвитая цивилизация, во много раз превосходящая человечество в развитии, вполне могла создать виртуальную реальность, практически не отличимую от настоящей жизни. А от этой мысли недалеко было до следующей: «Что, если наша жизнь — это и есть такая виртуальная реальность, созданная кем-то могущественным?»

Проверить, так это или нет, или хотя бы получить какие-нибудь косвенные подтверждения, что мы живем внутри компьютерной программы или, наоборот, в реальном мире, при всем желании невозможно. Ведь если каждый из нас является частью программы, это значит, что мы никак не можем «выглянуть» за ее пределы. А потому нет никакой возможности переубедить ни тех, кто поверил, что все мы существуем в «матрице», ни тех, кто считает, что это не так. Сторонники обоих предположений настаивают на своем и приводят в защиту своей точки зрения самые разные аргументы. Причем среди тех и других есть не только любители фантастики и разных сенсаций, но и серьезные ученые.

Квантовые нестыковки

Одно из главных свидетельств в пользу того, что окружающий нас мир — это иллюзия, созданная на каком-то сверхмощном компьютере, выдвигают специалисты по квантовой физике. Их объяснения очень сложны даже для тех, кто разбирается в этой теме, но если изложить их в упрощенном виде, получится примерно следующее: в некоторых опытах с элементарными частицами результат зависит от того, наблюдают ученые за ходом эксперимента или нет. Например, если за электронами не наблюдают, они проявляют свойства волны, а если наблюдение идет — свойства частицы. Объяснение этому феномену пока не найдено: существует несколько гипотез, почему так может происходить, но ни одна из них не отвечает на все возникающие в этих случаях вопросы. Однако если предположить, что мы находимся внутри компьютерной модели, эта странность оказывается вполне логичной вещью.

Все, кто хоть раз играл в современные компьютерные игры с реалистичной картинкой, знают, что мелкие элементы изображенного в них мира становятся хорошо видны, только если игрок специально сфокусирует на них внимание. А те, кто еще застал старые игры на компьютерах со слабой оперативной памятью, наверняка помнят, что при быстром перемещении по нарисованному миру картинка и вовсе загружалась не сразу: сначала игрок видел просто серый фон, потом на нем проступали основные элементы пейзажа, а потом разные подробности. И, по мнению программистов, так будут работать любые компьютеры, как бы ни развивалась эта область и какими бы совершенными они бы ни становились. Даже если виртуальная реальность в сверхмощном компьютере будет прорисована с точностью до мельчайших деталей (например, до элементарных частиц), он все равно не будет тратить огромные объемы памяти на то, чтобы изображение этих частиц сохранялось везде в каждый момент времени. Компьютер будет экономить оперативную память и показывать атомы или электроны во всех подробностях, только когда игрок захочет рассмотреть их получше, а в остальное время частицы будут выглядеть и вести себя «упрощенным» образом. Но ведь именно это и происходит во время экспериментов квантовых физиков!

Есть и другие аргументы в пользу того, что мы живем в компьютерной реальности. Если предположить, что это так, очень многие необъяснимые явления, загадки и прочие странности нашего мира получают логическое объяснение. НЛО и призраки, исчезновение людей и беспричинные потери памяти, необычные совпадения и чувство дежавю — все это и многое другое может быть просто сбоями в компьютерной программе, воспроизводящей нашу реальность. А некоторые сторонники теории о том, что мы живем в «матрице», идут еще дальше: они уверены, что эта теория еще и объясняет фундаментальные законы физики. Почему, например, ни один объект во Вселенной не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света? Да просто-напросто потому, что на большее не рассчитаны мощности компьютера, внутри которого мы находимся. Если бы мы летели куда-нибудь быстрее света, этот компьютер не успевал бы загружать вокруг нас новые изображения окружающего пространства, у него не хватало бы на это оперативной памяти.

И самое забавное, что с научной точки зрения эти предположения не противоречат тому, что мы видим вокруг, то есть их можно с полным правом считать именно научной теорией, а не измышлениями людей с бурной фантазией.

Кто же тогда программист?

Если наш мир — это компьютерная симуляция реальности, то кто и зачем ее создал? Что может представлять собой сверхцивилизация, которая изобрела настолько совершенные компьютеры, что в них можно уместить целую Вселенную? На этот счет у сторонников этой гипотезы есть много разных мнений. Кто-то считает, что наша реальность может в прямом смысле быть компьютерной игрой, созданной именно для развлечения. Другие склоняются к мысли, что неведомые программисты разработали эту программу для изучения поведения разумных существ и их сообществ, то есть мы для них являемся чем-то вроде подопытных животных. При этом существуют и разные мнения насчет того, для чего кому-то понадобилась такая изучающая программа. Наиболее оптимистичное гласит, что сверхцивилизация делает это для того, чтобы научиться лучше понимать менее развитых братьев по разуму и правильно взаимодействовать с ними, чтобы случайно не навредить им и при необходимости оказать им помощь. Наиболее мрачное — что сверхразвитые разумные существа изучают менее развитых для того, чтобы им было проще завоевывать их. И обе эти версии предполагают, что где-то существует реальный мир, копией которого является наша компьютерная программа, поскольку сверхцивилизация не стала бы изучать другую цивилизацию по непохожим на нее моделям.

Есть еще одно предположение — что нашу виртуальную реальность создала как раз человеческая цивилизация, выглядящая именно так, как мы, но ушедшая в своем развитии далеко вперед. Для них компьютерная симуляция, в которой мы обитаем, — это их прошлое, которое они воссоздали, чтобы лучше разобраться в своей истории и, возможно, благодаря этому решить какие-то свои проблемы. Этого мнения придерживаются в частности философ Ник Бостром и астрофизик Нил Деграсс Тайсон. Они считают, что такое наглядное изучение прошлого — вполне логичный этап для высокоразвитой цивилизации. Если наш мир реален, в будущем мы вполне можем воссоздать на компьютере какую-нибудь из прошлых эпох. Но если такое возможно, почему не предположить, что это уже произошло и что наш мир — это как раз такая «нарисованная» программистами прошлая эпоха?

Недавно к тем, кто интересуется этой теорией, присоединился известный американский предприниматель Илон Маск, а вслед за ним и другие бизнесмены. В 2016 году руководство Bank of America сделало официальное заявление, что вероятность того, что мы живем в виртуальном мире, составляет от 20 до 50 процентов. Рассчитали это сотрудники банка, основываясь на статьях Бострома и Тайсона.

Да настоящие мы, настоящие!

После этих заявлений подали голос и скептики, уверенные, что наш мир более чем реален, а тем, кто считает его виртуальным, надо меньше играть в компьютерные игры. Среди них тоже есть серьезные ученые и разные известные личности, так что можно сказать, что теперь в этой теме началось чуть ли не противостояние двух научных школ.

Физики из Оксфордского университета Зохар Рингель и Дмитрий Коврижин тоже провели расчеты и опубликовали статью, в которой объяснили, что вероятность того, что наш мир — это компьютерная модель, близка к нулю. По этим расчетам получилось, что для того, чтобы создать реалистичную виртуальную модель хотя бы нескольких элементарных частиц, потребуются слишком большие компьютерные мощности — настолько большие, что современному человеку этого даже не представить. И по мере того, как на компьютере будут создаваться все более сложные объекты — молекулы, живые клетки, разные предметы, планеты, звезды, — необходимые для этого ресурсы будут возрастать в геометрическое прогрессии.

– Создание компьютера с такой памятью потребует больше атомов, чем есть во Вселенной, — считает Дмитрий Коврижин.

Правда, на этот аргумент можно возразить. Если наша Вселенная — это виртуальная модель, откуда нам знать, какие размеры у той настоящей Вселенной, где обитает создавшая эту модель сверхцивилизация? Кроме того, возможен вариант, что создатели программы, моделирующей наш мир, могли предполагать, что мы, его жители, станем докапываться до сути, и специально заложить в программу такие данные, чтобы, даже если мы начнем догадываться о нашем виртуальном происхождении, нам не удалось доказать это при помощи расчетов. Вероятность этого, к слову сказать, допускают и сами оскфордские физики.

– Это интересный философский вопрос, — заявил Коврижин. — Однако он лежит вне области знаний физики, поэтому я не буду его комментировать.

Существуют и другие аргументы против того, что наша Вселенная создана некими сверхразвитыми программистами. Любая компьютерная картинка, от самой простой до крайне реалистичной, состоит из мельчайших одинаковых составных частей — пикселей. А в реальном мире мы ничего похожего не наблюдаем. Элементарные частицы, из которых состоит любое вещество, нельзя назвать аналогами пикселей, потому что они не одинаковы по размеру и имеют сложную структуру. Атомы состоят из протонов, нейтронов и электронов, они могут распадаться на составные части, и из этих частей могут возникать атомы другого вида. Электрон и позитрон, столкнувшись друг с другом, вообще исчезают, выделив некоторое количество энергии. И с еще более мелкими частицами, например мезонами или бозонами, тоже могут происходить разные превращения. То есть ни одна из элементарных частиц не ведет себя, как простой и всегда остающийся неизменным пиксель. Значит, на самом глубинном уровне наш мир вовсе не похож на компьютерную картинку.

Не матрица, так голограмма

Для тех, кто согласен с этими возражениями, но все-таки не может отделаться от мысли, что мы живем в искусственной реальности, существует еще одна теория, гласящая, что наша Вселенная — это гигантская голограмма. Впервые об этом заговорили в 1997 году — такую гипотезу выдвинули аргентинские математики. А в прошлом году в журнале Sience Daily появилась статья, посвященная этой теме и подписанная несколькими британскими, итальянскими и канадскими учеными. Ее авторы пришли к выводу, что настоящая Вселенная — плоская, двумерная, а наш трехмерный мир является чем-то вроде ее отражения, изучая особенности реликтового излучения (так называется остаточное излучение, сохранившееся после Большого взрыва).

– Представьте себе: все, что вы видите, слышите и чувствуете в этом трехмерном мире, на самом деле содержится в плоском двумерном шаблоне, — объясняет один из этих ученых Костас Скендерис. — Идея похожа на голографические карточки, где на плоскости закодировано трехмерное изображение. Только в нашем случае закодирована целая Вселенная.

От теории виртуальной реальности голографическая теория отличается тем, что она не предполагает никаких создателей голограммы, ни злых, ни добрых. Ее сторонники считают, что плоские мир и его трехмерное изображение возникли сами по себе, в соответствии с законами природы.

Стоит ли паниковать?

Простым людям, не разбирающимся в науках, не так уж важно, каким образом может быть устроен наш мир. Но что будет, если когда-нибудь кто-нибудь сможет доказать, что мы живем в компьютерной программе, созданной другой цивилизацией? Такая ситуация много раз была описана в фантастических книгах и фильмах, и их персонажи особой радости по этому поводу не испытывали. Например, в трилогии «Матрица» герои пытаются разрушить виртуальную реальность и наладить нормальную жизнь в настоящем мире. А в одном из эпизодов сериала «Доктор Кто», где тоже обыгрывается эта тема, персонажи, узнав, что являются не живыми людьми, а всего лишь компьютерными программами, и вовсе убивают себя. Осознание того, что они не настоящие, оказывается для них непосильным грузом.

Однако далеко не все сторонники теории о том, что наш мир может быть виртуальным, относятся к этому как к чему-то плохому. Среди них немало оптимистов, считающих, что если эта теория подтвердится, ничего страшного не произойдет и в целом люди продолжат жить дальше, как жили. Часть из них, возможно, просто не поверит никаким доказательствам и продолжит считать наш мир материальным, и в самом худшем случае между ними и теми, кто посчитает эти доказательства вескими, будут случаться идеологические споры. В конце концов, раньше люди были уверены, что Земля находится в центре Вселенной и Солнце вращается вокруг нее, и когда выяснилось, что это не так, многие были этим, мягко говоря, недовольны, но сейчас этот факт уже давно никому не мешает. Значит, вполне возможно, с информацией о том, что наш мир — это компьютерная симуляция, глобальных проблем тоже не возникнет, а будущие поколения и вовсе станут относиться к этому как к данности.

Есть и еще более оптимистичные прогнозы в этой области. Авторы нескольких фильмов о том, что мы можем жить в матрице, уверены, что, если это официально подтвердится, это подстегнет ученых на особенно глубокие исследования «нестыковок» нашего мира и эти «нестыковки» можно будет использовать для создания разных новых технологий, к примеру квантовых компьютеров. Что наверняка изменит нашу жизнь в лучшую сторону. Да, эти новые технологии, как и все остальное, что нас окружает, будут всего лишь частью компьютерной программы — но мы-то все равно будем воспринимать их как нечто материальное.

Кроме того, подтверждение виртуальности нашего мира даст нам еще один большой повод для оптимизма. Оно докажет, что разумная цивилизация может достигнуть огромных высот в своем развитии и не уничтожить себя в процессе этого — а ведь многие ученые считают, что саморазрушение достаточно развитого сообщества чуть ли не неизбежно. Но уж если какое-то общество сумело дожить до того момента, когда ему под силу создать реалистичную модель Вселенной, это значит, что проблемы глобальных войн и техногенных катастроф оно уже решило. Звучит и правда весьма оптимистично.

В любом случае ни доказать, что наш мир нереален, ни опровергнуть это в данный момент невозможно. И вряд ли будет когда-либо возможно, потому что, если мы живем в компьютерной программе, это значит, что мы и сами являемся ее частью, а следовательно, не можем выглянуть за ее пределы и убедиться, что это программа.

Но так ли это важно? Является ли окружающий нас мир материальным, или виртуальным, или голографическим — другого у нас в любом случае нет. И даже если все мы всего лишь часть компьютерной программы, это не может помешать нам оставаться людьми в главном смысле этого слова.

«Все вокруг – просто иллюзия»: физик-ядерщик рассказал о муравье, благодаря которому существует наша Вселенная

В прошлом году международная группа ученых доказала: мир иллюзорен, и у каждого наблюдателя своя «голограмма».Фото: EAST NEWS

Весной легендарный американский ученый Джо Дэвис из Массачусетского технологического института выступил на вебинаре в Сколково и потряс российскую аудиторию теорией термодинамической души. Страшно интересно узнать, что по-настоящему крупные ученые думают о бессмертии, Боге, о «том свете», путешествиях во времени и инопланетянах.

Но в России откровенничать не принято: «большая наука» должна быть застегнута на все пуговицы, а то запишут в лжеученые, и прощай финансирование. Смелых, авторитетных, вроде Сергея Капицы или Жореса Алферова, которых в асфальт так просто не закатаешь, у нас, считай, и не осталось. Но нам повезло: мы разговорили физика-ядерщика Дмитрия Сидорина. Дмитрий деканов не боится, потому что подался в бизнес, и сам кого хочешь профинансирует. Он согласился рассказать, что на самом деле думают физики об окружающем мире, и что решаются обсуждать только в узком кругу.

СПРАВКА «КП»

Дмитрий Сидорин закончил с отличием МФТИ. Сфера научных интересов – ядерная физика. Разрабатывал программное обеспечение для Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе. Сейчас занимается «большими данными» — создал компанию, которая анализирует, как нами управляют через Интернет и социальные сети. Высшая математика и суперкомпьютеры точно скажут, кто и зачем придумывает мемы, кто стоит за безобидными флешмобами, и почему толпы народа как по команде начинают во что-то верить (или не верить).

ВСЕ ПУСТОЕ

— В социальных сетях люди со всего мира описывают странные случаи, которые с ними произошли. Я изучил с тысячу таких историй. Выделяются два сюжета: вот лежала вещь, секунда – и нет ее. Второй сюжет – двойники: прошел мимо тебя человек, потом снова, и уверяет, «тот, первый, был не я». Конечно, в соцсетях много фантазий, есть и нездоровые люди, но эти события, кажется, правдивы. «Большая наука» эти странности игнорирует. Или я не прав?

— Пренебрежение «странным» берется от самоуверенного незнания. По-настоящему большая наука видит мир во всей его странности, и мир становится все более странным по мере появления все более мощных приборов. Вот стол. Глазу он кажется твердым. Берем электронный микроскоп, и видим атомы, а между ними – пустота. То есть стол на самом деле состоит из пустоты. Ладно, но хотя бы сами атомы твердые!

Берем ускоритель элементарных частиц, и видим, что и атом состоит в основном из пустоты. Вокруг ядра – электроны, то ли частицы, то ли волны, ядро – протоны и нейтроны. Хорошо, но хотя бы протоны с нейтронами твердые. Но при ближайшем рассмотрении те и другие распадаются на кварки. А Большой адронный коллайдер демонстрирует, что и кварк – это не «частица», а некая одномерная колеблющаяся струна. Получается, все вокруг — это энергия, колебания, а «твердое вещество» — своего рода иллюзия.

Фантасты гадают, может, мы живем в Матрице, и мир – лишь компьютерная симуляция? На самом деле и гадать не надо, по сути так и есть. Мир «твердых предметов» удобен и комфортен. Взял стакан, поставил на стол, никуда он не денется. Но есть проблема: он иллюзорен, и мы его сами создали под нас, под возможности наших органов чувств. Да, мы в Матрице, которую сотворили природа и наш мозг.

В прошлом году международная группа ученых доказала: мир иллюзорен, и у каждого наблюдателя своя «голограмма». Им удалось воплотить «в железе» мысленный эксперимент, предложенный физиком Юджином Винером. Винер утверждал: если один видит, что знаменитый кот Шредингера мертв, друг этого наблюдателя увидит, что кот жив. Это назвали «парадокс друга Винера». Ученые с огромным трудом синтезировали шесть пар специальных фотонов, и оказалось: ничто во Вселенной не является «состоявшимся», «твердо установленным», пока информация об этом не обошла всю Вселенную. А, поскольку Вселенная велика, все вокруг по сути существует в неком подвешенном состоянии. Моя книга упала со стола. Но, пока информация об этом не дошла до самой далекой галактики, моя книга находится в квантовой суперпозиции где-то между столом и полом.

Когда случился Большой взрыв, мир был очень прост, состоял из чистой энергии, и описывался одной формулой. Но Вселенная расширялась, остывала, и из первоначально единой энергии выделились гравитация, электромагнетизм, сильные и слабые взаимодействия (два последних «держат» вместе элементарные частицы в атомном ядре). Все запуталось, и теперь физики пытаются распутать запутанное, найти формулу Единого, того, с чего все началось.

Термин «запутанность» остро актуален в современной физике. Вы наверняка слышали о квантовой запутанности. Скажем, два кванта «дружат», взаимодействуют, а потом разлетаются по разным уголкам Вселенной. Но связь сохраняется навсегда. Если что-то случится с одним, другой в точности повторит состояние первого. Причем он «узнает» об этом мгновенно, быстрее скорости света. Это уже не теория: инженеры вот-вот представят новое поколение связи, которая заменит Интернет и сотовую телефонию, а опыты по квантовой запутанности в хороших школах учитель показывает просто на столе.

Чтобы «пощупать» то, Единое, надо вернуться в состояние Большого взрыва, когда господствовали колоссальные энергии. А где, как? Пока что лучший инструмент – Большой адронный коллайдер. Протон в коллайдере – больше, чем протон. Мы почти научились превращать его в первоматерию, накачивая колоссальными энергиями. Тут на сцену выходят страхи, что мы устроим черную дыру в центре Европы, или спровоцируем «эффект бабочки», и все вокруг расплывется, как на картинах Сальвадора Дали. Если вы думаете, что это досужие разговоры, а сами физики не обсуждают это за чашкой кофе, то заблуждаетесь.

— Итак, мир состоит из энергии. Что из этого следует?

— Очень может быть, что физики открыли не все энергии и взаимодействия. Дежавю, исчезающие предметы, двойники, которые понятия не имеют о существовании друг друга, призраки – все это может оказаться проявлением неизвестных частиц и энергий. Просто пока нет инструмента, чтобы это измерить. Не хватает энергии. Или нужен в принципе другой инструмент. Вообразим, например, что есть такое понятие, как «душа», у нее есть энергия, и есть частицы, которые эту энергию переносят.

Слово «душа» все чаще фигурирует в исследованиях физиков. Упомянутый Джо Дэвис говорит о «термодинамической душе»: это «энергетическая память» хоть человека, хоть камня, которая делает одушевленной всю Вселенную. Идея одушевленности мира следует из принципов квантовой механики: фотон каким-то образом «сознательно» выбирает свой путь от лампы до страниц вашей книги. Если попытаться проконтролировать дорогу каждого фотона, они поменяют свое поведение – «ребята, за нами следят».

ШЕПОТ, ЛЕГКОЕ ДЫХАНЬЕ

— Итак, душа?

— Мы ищем кварки и бозон Хиггса на больших энергиях. Разумно и «частицу души» искать на больших энергиях. А что это за энергии? Войны, гибель миллионов людей. Любовь матери к ребенку. С ребенком что-то случилось на другом конце света, мать чувствует. Мы удивляемся: экстрасенсорика! При этом нас не удивляет, что «запутанные» фотоны точно так же чувствуют друг друга. Так может, «фотоны души» матери и ребенка тоже находятся в состоянии квантовой запутанности?

Пока что лучшим «коллайдером» для исследования этих вещей остается сам человек. Сидит человек вечером один, вспоминает умершего родственника. Посмотрел на его портрет, сконцентрировался. Настроил свой «коллайдер». Он один, дневные дела позади, ничто не отвлекает. И… что-то изменилось. Мы не знаем, что именно. Шорох, упала тень, сдвинулась книга, которую любил покойный. Что это, игра воображения? А если попытаться описать эти феномены в формулах квантовой механики, так никакой мистики и нет. Если «квант души» существует, ваши кванты запутанны. Вот вы и вступили во взаимодействие.

Мы можем предположить, что некоторые могут настраивать свой «коллайдер» эффективнее других. Пророки, святые, любимые толпой диктаторы или лидеры вроде Илона Маска – люди, которые лучше управляют гипотетическими, еще не открытыми, энергиями. Мне кажется, самоизоляция сильно нас изменила. Все человечество взяли, и отрезали от суеты, погрузили каждого в себя. Если я прав, последствия будут колоссальными. Переход на удаленную работу, изменения в экономике – все это мелочи. Человек станет другим.

— Шорох, упала тень… У меня мурашки побежали. Допустим, призраки существуют. Кто они: просто энергия, или личность?

— Часть физиков приводят аргументы, что сознание прекращается с его носителем, но доказательства, честно говоря, умозрительные.

Недавно публично сцепились два друга-физика. Адам Франк заявил, что души и загробной жизни не существует, потому что мы не можем получить «оттуда» никакой информации. Альва Ноэ жестко возразил: наука хвалится, что может предсказывать. Рассчитали, что корабль поплывет – и он в самом деле не тонет. Но наука не может предсказать итог боксерского поединка. Значит, по твоей логике боксеров не существует! Разнимали друзей всем научным миром.

Другие полагают, что пока не открытая «человеческая энергия» безличностно отправляется в какое-то хранилище, вроде ноосферы. Мне ближе другая точка зрения. С утратой физического тела человек переходит в, скажем так, квантовое состояние. Как на самом деле, конечно, никто не знает.

— Что это за квантовое состояние? Циолковский говорил, что эволюция нашего вида не остановилась. Нам предстоит отказаться от тела и стать чистой энергией.

— Ракеты, сделанные по его принципам, летают. Может, он и в остальном прав?

Теория, объединяющая квантовую механику и «душу», называется «Orch OR» (организованная объективная редукция), ее продвигают Стюарт Хамерофф из Аризонского университета и сэр Роджер Пенроуз из Оксфорда. Она предполагает, что внутри нейронов мозга находятся белковые полимеры, которые живут по квантовым законам и порождают наше сознание. Согласно этой теории, сознание существует после физической гибели тела, а также может отделяться от него и путешествовать по Вселенной при жизни. Пенроуз еще в 1980-е годы показал, что квантовый компьютер будет по определению разумным. Ждать осталось недолго: их запустят через пару лет.

МАТРЕШКА ИЛЛЮЗИЙ

— Как человеку, который неуверенно плавает, и норовит пощупать ногой дно, мне все время хочется вернуться к материи и как бы за нее ухватиться.

— Что ж, иллюзия привычного трехмерного мира сидит в нас прочно, вероятно, потому, что она была хороша для нашей эволюции. Мы создали материальную цивилизацию, веря, что занимаемся «серьезным делом»: сталь, бетон, мощные машины. Но теперь достижения нашей же цивилизации толкают нас к пониманию, как на самом деле обстоят дела. Пора взрослеть.

Стол, стул, руки, ноги – лишь визуальная интерпретация реального мира. Возьмите проблему измерений. Длина, ширина, высота. С трудом мы еще в состоянии понять, что есть еще четвертое измерение – время. А дальше – воображения не хватает. Трехмерный мир – это удобно. Мы так привыкли. На самом деле в мире бесконечное число измерений.

Давайте потренируем мозг, и вы увидите, как все логично и просто. Нарисуйте линию. Существа, живущие в ней, двумерны, у них нет ширины, и они могут двигаться только взад и вперед. Но вы можете двигать всю линию. Это – «время» для двумерных существ. Идем в наш мир, и «время» двумерных существ становится нашей шириной, третьим измерением, которого у обитателей двумерного мира нет. Но у нас самих есть время, которое мы интерпретируем как «прошлое, настоящее и будущее» и которое для обитателей других миров, с четырьмя измерениями, просто «еще одна ширина», а никакое не «прошлое». Но у них есть свое «время», и так далее. В результате мы получаем матрешку иллюзий.

Добавьте к этому парадокс наблюдателя, которого мы уже касались. Мир меняется, когда мы на него смотрим. Это – одна из основ квантовой механики, принцип неопределенности. Для физиков это не абстракция, а повседневная реальность: если ты наблюдаешь за объектом, «щупаешь» его фотонами, он уже не тот, который без тебя.

Принцип неопределенности сформулировали в 1920-х, и он показался таким странным, что физики отказывались в него верить, даже когда он подтвердился тысячами опытов. Принцип говорит: природа существует, лишь пока мы на нее смотрим. Соратник Нильса Бора, физик Паскуаль Джордан, сказал так: «Мы не наблюдаем реальность, мы ее создаем». В 1970-х Джон Уилер провел эксперимент, который показал: природа не просто меняется от нашего взгляда, она заранее «знает», будем ли мы на нее смотреть. Упомянутый выше квантовый компьютер как бы соединит исконное «знание» Вселенной с нашим сознанием.

ДА ПРИДЕТ СПАСИТЕЛЬ

— В принципе неопределенности меня всегда интересовало вот что. Представим заброшенную деревню где-нибудь в глухой тайге. Принцип неопределенности на полном серьезе говорит, что, пока туда не забрела группа туристов, деревни нет. А если на деревню смотрит лиса, муравей? Они – наблюдатели?

— И лиса, и птица, и муравей – все, что получает энергию от объекта, считается наблюдателем. Даже камень: он разогревается днем, и остывает ночью. В целом мир — система бесконечных взаимодействий. Муравей наблюдает камень, камень — Землю, та — Солнце. Это поразительно, но вашей деревни не было бы без туманности Андромеды. Когда мы давим муравья, мы уничтожаем наблюдателя. Теоретически в этот момент где-то может погибнуть галактика. Честно, я об этом иногда думаю. Утешаю себя так: я не могу ходить, и не давить случайно муравьев, я так устроен. Значит, так надо.

— Не является ли Бог универсальным наблюдателем, благодаря которому все существует?

— В церковь я хожу. С квантовой точки зрения Бог – это закон, который соединяет бесконечное число взаимодействий, от муравья до планеты. Формула Бога, если она существует – это теория всего, которую безуспешно ищут физики, начиная с Альберта Эйнштейна. Знаете, на что это похоже? Вы сидите в комнате, в окна падает свет. Комнату еще пронизывают радиоволны, но вы их не видите. Включите приемник – и вот они. Но это еще не все. Комната наполнена космическими лучами, радиацией, которая летит к нам из космоса и от которой не укрыться нигде. Далее, у комнаты есть прошлое, оно оставило какой-то след. Есть и будущее, и квантовая механика говорит, что будущее тоже присутствует «здесь и сейчас». Тот, кто видит все это вместе, и есть Бог.

Отсюда следует: чем больше ты видишь, чем шире твой кругозор, тем больше ты напоминаешь квантового Бога. Эйнштейн видел больше заурядного человека. Композитору дано «музыкальное» зрение. Людям сострадательным – зрение добра. По-настоящему добрый человек ничуть не менее велик, чем Эйнштейн, он – гений доброты.

— Философский вопрос: на ваш субъективный взгляд, человечество становится лучше или хуже? Люди глупеют или умнеют?

— Колоссально вырос поток информации. Она перегружает наш «приемник», наш мозг. Хуже, что львиная ее доля – это мусор. Мой бизнес – анализ контента социальных сетей. Он почти целиком состоит из перепостов, там не творят ничего нового. В будущем станет еще жестче. Настоящей информации не будет вообще. Смартфоны уйдут, их сменят «умные» очки и прочие гаджеты, которые вобьют коммерческую информацию прямо в мозг, помимо сознания: купи, купи, купи. Отчасти будущее уже наступило. Только Китай еще сохраняет цифровой суверенитет.

Мы получим одно-два поколения неспособных к творчеству людей. Потом настанет отрезвление. Но будет поздно. Роль спасителя возьмет на себя, скорее всего, не человек, а нейросеть. Она позаботится о нас, как муравей о тле. Я надеюсь, что в итоге все будет хорошо. Но на самом деле я не знаю, будет ли.

СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ

Аудио: Когда Земле придет звездец: Ученые выяснили, что огромный астероид прилетит к Земле в пятницу, 13-го

Наша Вселенная – голограмма. : ru_polit — LiveJournal

Существует ли реальная действительность?

Природа голограммы – «целое в каждой частичке» – дает нам совершенно новый способ понимания устройства и порядка вещей. Мы видим объекты, например, элементарные частицы, разделенными потому, что видим лишь часть действительности. Эти частицы – не отдельные «части», а грани более глубокого единства. На каком-то более глубоком уровне реальности такие частицы – не отдельные объекты, а как бы продолжение чего-то более фундаментального. Ученые пришли к выводу, что элементарные частицы способны взаимодействовать друг с другом независимо от расстояния не потому, что они обмениваются какими-то таинственными сигналами, а потому, что их раздельность – иллюзия. Если разделение частиц – это иллюзия, значит, на более глубоком уровне все предметы в мире бесконечно взаимосвязаны. Электроны в атомах углерода в нашем мозгу связаны с электронами каждого лосося, который плывет, каждого сердца, которое бьется, и каждой звезды, которая сияет в небе. Вселенная как голограмма означает, что нас нет Голограмма рассказывает о том, что и мы – голограмма. Ученые из Центра астрофизических исследований в лаборатории имени ферми (Fermilab) сегодня работают над созданием устройства «голометр» (Holometer), с помощью которого они смогут опровергнуть все, что человечество сейчас знает о Вселенной. С помощью устройства «Голометр» специалисты надеются доказать или опровергнуть безумное предположение о том, что трехмерной Вселенной в таком виде, как мы ее знаем, просто не существует, будучи ничем иным, как своеобразной голограммой. Другими словами, окружающая реальность — иллюзия и не более того. …

Теория о том, что Вселенная является голограммой, основывается на появившемся не так давно предположении, что пространство и время во Вселенной не являются непрерывными. Они якобы состоят из отдельных частей, точек — как будто из пикселей, из-за чего нельзя увеличивать «масштаб изображения» Вселенной бесконечно, проникая все глубже и глубже в суть вещей. По достижению какого-то значения масштаба Вселенная получается чем-то вроде цифрового изображения очень плохого качества — нечеткой, размытой. Представьте обычную фотографию из журнала. Она выглядит как непрерывное изображение, но, начиная с определенного уровня увеличения, рассыпается на точки, составляющие единое целое. И также наш мир якобы собран из микроскопических точек в единую красивую, даже выпуклую картинку. Поразительная теория! И до недавнего времени к ней относились несерьезно. Только последние исследования черных дыр убедили большинство исследователей, что в «голографической» теории что-то есть. Дело в том, что обнаруженное астрономами постепенное испарение черных дыр с ходом времени приводило к информационному парадоксу — вся содержащаяся информация о внутренностях дыры в таком случае исчезала бы. А это противоречит принципу сохранения информации. Но лауреат Нобелевской премии по физике Герард т’Хоофт, опираясь на труды профессора Иерусалимского университета Якоба Бекенштейна, доказал, что вся информация, заключенная в трехмерном объекте, может быть сохранена в двумерных границах, остающихся после его уничтожения, — точно также, как изображение трехмерного объекта можно поместить в двумерную голограмму.

У УЧЕНОГО КАК-ТО РАЗ СЛУЧИЛСЯ ФАНТАЗМ

Впервые «безумная» идея о вселенской иллюзорности родилась у физика Лондонского университета Дэвида Бома, соратника Альберта Эйнштейна, в середине XX века. Согласно его теории весь мир устроен примерно так же, как голограмма. Как любой сколь угодно малый участок голограммы содержит в себе все изображение трехмерного объекта, так и каждый существующий объект «вкладывается» в каждую из своих составных частей. — Из этого следует, что объективной реальности не существует, — сделал тогда ошеломляющее заключение профессор Бом. — Даже несмотря на ее очевидную плотность, Вселенная в своей основе — фантазм, гигантская, роскошно детализированная голограмма. Напомним, что голограмма представляет собой трехмерную фотографию, сделанную с помощью лазера. Чтобы ее изготовить, прежде всего фотографируемый предмет должен быть освещен светом лазера. Тогда второй лазерный луч, складываясь с отраженным светом от предмета, дает интерференционную картину (чередование минимумов и максимумов лучей), которая может быть зафиксирована на пленке. Готовый снимок выглядит как бессмысленное переслаивание светлых и темных линий. Hо стоит осветить снимок другим лазерным лучом, как тотчас появляется трехмерное изображение исходного предмета. Трехмерность не единственное замечательное свойство, присущее голограмме. Если голограмму с изображением, например, дерева разрезать пополам и осветить лазером, каждая половина будет содержать целое изображение того же самого дерева точно такого же размера. Если же продолжать разрезать голограмму на более мелкие кусочки, на каждом из них мы вновь обнаружим изображение всего объекта в целом. В отличие от обычной фотографии, каждый участок голограммы содержит информацию о всем предмете, но с пропорционально соответствующим уменьшением четкости. — Принцип голограммы «все в каждой части» позволяет нам совершенно по-новому подойти к вопросу организованности и упорядоченности, — объяснял профессор Бом. — На протяжении почти всей своей истории западная наука развивалась с идеей о том, что лучший способ понять физический феномен, будь то лягушка или атом, — это рассечь его и изучить составные части. Голограмма показала нам, что некоторые вещи во Вселенной не поддаются исследованию таким образом. Если мы будем рассекать что-либо, устроенное голографически, мы не получим частей, из которых оно состоит, а получим то же самое, но поменьше точностью.

И ТУТ ПОЯВИЛСЯ ВСЁ ОБЪЯСНЯЮЩИЙ АСПЕКТ

К «безумной» идее Бома подтолкнул еще и нашумевший в свое время эксперимент с элементарными частицами. Физик из Парижского университета Алан Аспект в 1982 году обнаружил, что в определенных условиях электроны способны мгновенно сообщаться друг с другом независимо от расстояния между ними. Hе имеет значения, десять миллиметров между ними или десять миллиардов километров. Каким-то образом каждая частица всегда знает, что делает другая. Смущала только одна проблема этого открытия: оно нарушает постулат Эйнштейна о предельной скорости распространения взаимодействия, равной скорости света. Поскольку путешествие быстрее скорости света равносильно преодолению временного барьера, эта пугающая перспектива заставила физиков сильно засомневаться в работах Аспекта. Но Бом сумел найти объяснение. По его словам, элементарные частицы взаимодействуют на любом расстоянии не потому, что они обмениваются некими таинственными сигналами между собой, а потому, что их разделенность иллюзорна. Он пояснял, что на каком-то более глубоком уровне реальности такие частицы являются не отдельными объектами, а фактически расширениями чего-то более фундаментального. «Свою замысловатую теорию профессор для лучшего уяснения иллюстрировал следующим примером, — писал автор книги «Голографическая Вселенная» Майкл Талбот. — Представьте себе аквариум с рыбой. Вообразите также, что вы не можете видеть аквариум непосредственно, а можете наблюдать только два телеэкрана, которые передают изображения от камер, расположенных одна спереди, другая сбоку аквариума. Глядя на экраны, вы можете заключить, что рыбы на каждом из экранов — отдельные объекты. Поскольку камеры передают изображения под разными углами, рыбы выглядят по-разному. Hо, продолжая наблюдение, через некоторое время вы обнаружите, что между двумя рыбами на разных экранах существует взаимосвязь. Когда одна рыба поворачивает, другая также меняет направление движения, немного по-другому, но всегда соответственно первой. Когда одну рыбу вы видите анфас, другую непременно в профиль. Если вы не владеете полной картиной ситуации, вы скорее заключите, что рыбы должны как-то моментально общаться друг с другом, что это не факт случайного совпадения». — Явное сверхсветовое взаимодействие между частицами говорит нам, что существует более глубокий уровень реальности, скрытый от нас, —объяснял Бом феномен опытов Аспекта, — более высокой размерности, чем наша, как в аналогии с аквариумом. Раздельными мы видим эти частицы только потому, что мы видим лишь часть действительности. А частицы — не отдельные «части», но грани более глубокого единства, которое в конечном итоге так же голографично и невидимо, как упоминавшееся выше дерево. И поскольку все в физической реальности состоит из этих «фантомов», наблюдаемая нами Вселенная сама по себе есть проекция, голограмма. Что еще может нести в себе голограмма — пока не известно. Предположим, например, что она — это матрица, дающая начало всему в мире, как минимум, в ней есть все элементарные частицы, которые принимали или будут когда-то принимать любую возможную форму материи и энергии — от снежинок до квазаров, от голубых китов до гамма-лучей. Это как бы вселенский супермаркет, в котором есть все. Хотя Бом и признавал, что у нас нет способа узнать, что еще таит в себе голограмма, он брал на себя смелость утверждать, что у нас нет причин, чтобы предположить, что в ней больше ничего нет. Другими словами, возможно, голографический уровень мира — просто одна из ступеней бесконечной эволюции.

МНЕНИЕ ОПТИМИСТА
Психолог Джек Корнфилд, рассказывая о своей первой встрече с покойным ныне учителем тибетского буддизма Калу Ринпоче, вспоминает, что между ними состоялся такой диалог: — Не могли бы вы мне изложить в нескольких фразах самую суть буддийских учений? — Я бы мог это сделать, но вы не поверите мне, и чтоб понять, о чем я говорю, вам потребуется много лет. — Все равно, объясните, пожалуйста, так хочется знать. Ответ Ринпоче был предельно краток: — Вас реально не существует.

ВРЕМЯ СОСТОИТ ИЗ ГРАНУЛ

Но можно ли «пощупать» эту иллюзорность инструментами? Оказалось, да. Уже несколько лет в Германии на гравитационном телескопе, сооруженном в Ганновере (Германия), GEO600 ведутся исследования по обнаружению гравитационных волн, колебаний пространства-времени, которые создают сверхмассивные космические объекты. Ни одной волны за эти годы, впрочем, найти не удалось. Одна из причин — странные шумы в диапазоне от 300 до 1500 Гц, которые на протяжении длительного времени фиксирует детектор. Они очень мешают его работе. Исследователи тщетно искали источник шума, пока с ними случайно не связался директор Центра астрофизических исследований в лаборатории имени Ферми Крейг Хоган. Он заявил, что понял, в чем дело. По его словам, из голографического принципа следует, что пространство-время не является непрерывной линией и, скорее всего, представляет собой совокупность микрозон, зерен, своего рода квантов пространства-времени. — А точность аппаратуры GEO600 сегодня достаточна для того, чтобы зафиксировать колебания вакуума, происходящие на границах квантов пространства, тех самых зерен, из которых, если голографический принцип верен, состоит Вселенная, — объяснил профессор Хоган. По его словам, GEO600 как раз и наткнулся на фундаментальное ограничение пространства-времени — то самое «зерно», вроде зернистости журнальной фотографии. И воспринимал это препятствие как «шум». И Крейг Хоган вслед за Бомом убежденно повторяет: — Если результаты GEO600 соответствуют моим ожиданиям, то все мы действительно живем в огромной голограмме вселенских масштабов. Показания детектора пока в точности соответствуют его вычислениям, и, кажется, научный мир стоит на пороге грандиозного открытия. Специалисты напоминают, что однажды посторонние шумы, выводившие из себя исследователей в Bell Laboratory — крупном исследовательском центре в области телекоммуникаций, электронных и компьютерных систем — в ходе экспериментов 1964 года, уже стали предвестником глобальной перемены научной парадигмы: так было обнаружено реликтовое излучение, доказавшее гипотезу о Большом взрыве. А доказательства голографичности Вселенной ученые ожидают, когда заработает прибор «Голометр» на полную мощь. Ученые надеются, что он увеличит количество практических данных и знаний этого необыкновенного открытия, относящегося пока все же из области теоретической физики. Детектор устроен так: светят лазером через расщепитель луча, оттуда два луча проходят через два перпендикулярных тела, отражаются, возвращаются назад, сливаются вместе и создают интерференционную картину, где любое искажение сообщает об изменении отношения длин тел, так как гравитационная волна проходит через тела и сжимает или растягивает пространство неодинаково в разных направлениях. — «Голометр» позволит увеличить масштаб пространства-времени и увидеть, подтвердятся ли предположения о дробной структуре Вселенной, основанные чисто на математических выводах, — предполагает профессор Хоган. Первые данные, полученные с помощью нового аппарата, начнут поступать в середине этого года.

МНЕНИЕ ПЕССИМИСТА

Президент Лондонского королевского общества, космолог и астрофизик Мартин Рис: «Рождение Вселенной для нас навсегда останется загадкой» — Нам не понять законы мироздания. И не узнать никогда, как появилась Вселенная и что ее ждет. Гипотезы о Большом взрыве, якобы породившем окружающий нас мир, или о том, что параллельно с нашей Вселенной может существовать множество других, или о голографичности мира — так и останутся недоказанными предположениями. Несомненно, объяснения есть всему, но нет таких гениев, которые смогли бы их понять. Человеческий разум ограничен. И он достиг своего предела. Мы даже сегодня столь же далеки от понимания, к примеру, микроструктуры вакуума, сколько и рыбы в аквариуме, которым абсолютно невдомек, как устроена среда, в которой они живут. У меня, например, есть основания подозревать, что у пространства — ячеистая структура. И каждая его ячейка в триллионы триллионов раз меньше атома. Но доказать или опровергнуть это, или понять, как такая конструкция работает, мы не можем. Задача слишком сложная, запредельная для человеческого разума – «Российский космос«.
© logyka.net

Является ли наша Вселенная иллюзией? Теория утверждает, что доказывает, что мы живем в голограмме

Чтобы найти «доказательства», исследователи разработали модели голографической Вселенной, которые можно проверить, заглянув в прошлое на 13 миллиардов лет в самые отдаленные уголки мира. наблюдаемая Вселенная. Эти модели зависят от теории квантовой гравитации, теории, которая бросает вызов принятой версии классической гравитации. Голографический принцип гласит, что гравитация возникает из тонких вибрирующих струн, которые являются голограммами плоской 2D Вселенной.

Последние достижения в области телескопов и сенсорного оборудования позволили ученым обнаружить огромное количество данных, скрытых в «белом шуме» или микроволнах, оставшихся с момента создания Вселенной. Используя эту информацию, команда смогла провести сравнения между сетями функций в данных и квантовой теорией поля. Они обнаружили, что некоторые из простейших квантовых теорий поля могут объяснить почти все космологические наблюдения ранней Вселенной.

Это, как они утверждают, уводит квантовую гравитацию от альтернативной теории к общепринятой; впервые были найдены такие «доказательства».

«Мы предлагаем использовать эту голографическую Вселенную, которая представляет собой совершенно другую модель Большого взрыва, чем общепринятая модель, основанная на гравитации и инфляции», — сказал Ниайеш Афшорди из Университета Ватерлоо и Института периметра и ведущий автор. исследования.

«Каждая из этих моделей дает различные прогнозы, которые мы можем проверить, уточняя наши данные и улучшая наше теоретическое понимание, и все это в течение следующих пяти лет», — сказал Афшорди. «Голография — это огромный шаг вперед в том, как мы думаем о структура и создание Вселенной », — добавил Скендерис.

«Общая теория относительности Эйнштейна очень хорошо объясняет почти все крупномасштабные явления во Вселенной, но начинает распутываться при изучении ее происхождения и механизмов на квантовом уровне.

«Ученые десятилетиями работали над объединением теории гравитации Эйнштейна и квантовой теории. Некоторые считают, что концепция голографической Вселенной может примирить их. Я надеюсь, что наше исследование сделает нам еще один шаг к этому ».

Исследователи продолжат изучение ранней Вселенной, чтобы предоставить дополнительные доказательства голографии.«Голография похожа на Розеттский камень, переводя между известными теориями квантовых полей без гравитации и неизведанной территорией самой квантовой гравитации», — заключил Афшорди.

Что если … Вселенная — это иллюзия?

Окружающий мир отлично убеждает нас в том, что он трехмерен. Проблема в том, что некоторые довольно полезные физики говорят, что это голограмма

.

Космос

5 августа 2015 г.

Ричард Уэбб

Skizzomat

ИНОГДА восприятие чего-либо как реального не помогает.С мерцающим изображением голограммы иллюзия достаточно четкая. Это трехмерное представление — игра света, проекция информации, закодированной всего в двух измерениях. Но было бы шокирующим, если бы мы узнали, что вся Вселенная была устроена таким образом.

Мы еще не близки к тому, чтобы доказать это, и еще меньше до выяснения последствий. Но многочисленные работы в области теоретической физики предполагают, что это вполне возможно.

История действительно начинается в 1990-х годах.Физики изо всех сил пытались приручить трудноразрешимую математику теории струн — наш лучший способ заставить гравитацию хорошо взаимодействовать с тремя другими силами природы — когда они обнаружили хитрый трюк. При определенных обстоятельствах, вычтя единицу из числа измерений Вселенной, с которой вы имели дело, другими словами, рассматривая ее как голограмму, гравитацию можно было заставить исчезнуть.

Наиболее изученный пример этого «голографического принципа», известный как соответствие AdS / CFT, работает только в сложном 5-мерном пространстве-времени, изогнутом на себя, скорее, как поверхность Прингла.Этот трюк оказался на удивление полезным не только в теории струн, но и для разъяснения работы таких практических вещей, как сверхпроводники, и объяснения таких сложных проблем, как то, почему частицы имеют массу.

«Человечеству понадобится столетие, чтобы осознать, что одно из наших измерений является иллюзией»

Но в этом году Даниэль Грумиллер из Венского технологического университета в Австрии и его коллеги предоставили доказательства того, что этот принцип также применим в «плоском» пространстве-времени, подобном нашей собственной Вселенной -…

Что, если наша Вселенная — голограмма?

Физическая иллюзия

Мы, люди, обладаем множеством органов чувств, которые мы используем для восприятия окружающего мира.Но восприятие может быть сложной задачей. Его можно обмануть, скажем, двумя измерениями света, работающими вместе, чтобы создать вид трехмерного объекта или формы. Так создаются голограммы реального мира, и некоторые предполагают, что эта иллюзия может быть распространена далеко за пределы какой-либо сцены или выставки. Фактически, некоторые ученые считают, что, по крайней мере теоретически, возможно, что вся наша Вселенная является голограммой.

Первые намеки на эту странную идею возникли в 1970-х годах, когда ученые обсуждали свойства черной дыры и то, как можно потерять энтропию объекта при соблюдении второго закона термодинамики.Как заявил астрофизик Пол Мэтт Саттер в интервью Фрейзеру Кейну, было обнаружено, что «когда дело доходит до черных дыр, информационное содержание черной дыры пропорционально не ее объему, а площади ее поверхности. ”

Другими словами, информация, поступающая в черную дыру, может быть направлена ​​и сохранена на ее горизонте событий, который является двухмерным — по сути, трехмерной информацией, хранящейся в двухмерном пространстве. Это поле мысли расширилось в 1990-х годах, когда физики обнаружили, что, когда вы предполагаете, что Вселенная является голограммой, гравитация исчезает, когда вы можете убрать единицу из любого количества измерений, с которыми вы работаете.

Голографический принцип

Эти явления описаны в «голографическом принципе», который просто утверждает, что все объекты можно объяснить с помощью информации, хранящейся на их поверхностях, поэтому пространство вокруг вас может быть трехмерным, но если вы будете отдыхать на нем 2D-поверхность, тогда, возможно, ваша тень или отражение существует в этом 2D-пространстве. Другими словами, более высокое измерение информации, по сути, закодировано в более низком измерении пространства.

Однако наиболее интенсивно исследуемый пример голографического принципа работает только при очень особых обстоятельствах — когда 5D пространство-время искривляется само по себе, как выразился New Scientist , «скорее как поверхность Прингла.Этот «трюк» искривления пространства-времени, устранения гравитации и работы в условиях, когда Вселенная является голограммой, нашла множество практических применений. Голографический принцип, являющийся частью теории струн, помог в развитии суперкомпьютеров и в решении физических проблем, таких как объяснение того, почему частицы имеют массу.

Щелкните, чтобы просмотреть полную инфографику

Рафаэль Буссо, который работал над этим принципом в Стэнфордском университете, уверенно заявил, что «мир не кажется нам голограммой, но с точки зрения информации, необходимой для его описания. , это один.

Хотя то, что Вселенная представляет собой голограмму, вряд ли в буквальном смысле соответствует действительности, возможность хранения трехмерной информации в двух измерениях была продемонстрирована с помощью черных дыр. Это может заставить вас кричать: «А-ха! Нет ничего реального!» на экране вашего компьютера, но, как конкретно выразился Саттер, голографический принцип — это просто «удобный математический инструмент, потому что некоторые вопросы физики очень сложны».

Заботитесь о поддержке внедрения чистой энергии? Узнайте, сколько денег (и планеты!) Вы можете сэкономить, переключившись на солнечную энергию на сайте UnderstandSolar.com. Регистрируясь по этой ссылке, Futurism.com может получать небольшую комиссию.

Вселенная — это голограмма и другие умопомрачительные теории теоретической физики

Вселенная — это голограмма и другие умопомрачительные теории теоретической физики

Физик Мэтью Хедрик объясняет странные, странные научные законы, которые предполагают, что наша реальность такова. ничего похожего не кажется.

Фото: Майк Ловетт

Мэтью Хедрик

Что, если существует более глубокая реальность?
Что, если наша Вселенная — иллюзия?
Что делать, если мы живем в голограмме?

Музыка Cue Twilight Zone.

Или, как вариант, спросите доцента физики Мэтью Хедрика о его исследованиях. Хедрик работает над одной из самых передовых теорий теоретической физики — голографическим принципом. Он утверждает, что Вселенная — это трехмерное изображение, спроецированное с двухмерной поверхности, очень похоже на голограмму, выходящую из листа фотопленки.

«На мой взгляд, открытие голографической запутанности и ее обобщений до сих пор было одним из самых захватывающих достижений в теоретической физике в этом столетии», — сказал Хедрик.«Какие еще новые концепции ждут своего открытия и какие еще неожиданные связи? Нам не терпится узнать это ».

С 2016 года Хедрик занимал должность заместителя директора проекта «Итоги Кубита: квантовые поля, гравитация и информация», международного усилия 18 ученых и их лабораторий по определению правильности голографического принципа. Он финансируется за счет 4-летнего гранта в размере 10 миллионов долларов от нью-йоркского Фонда Саймонса.

Если Хедрик и его коллеги смогут доказать принцип голографии, они сделают важный шаг к достижению святого Грааля в теоретической физике, великой объединенной теории, которая может объяснить все законы и принципы, управляющие реальностью.«Мы еще не достигли цели, — сказал Хедрик, — но мы добиваемся прогресса».

Разберем принцип голографии, шаг за шагом:

Информация

Начнем с малого, очень маленького. Долгое время считалось, что Вселенная на самом фундаментальном уровне состоит из субатомных частиц, таких как электроны или кварки. Но теперь физики считают, что эти частицы состоят из чего-то еще меньшего — информации.

Когда физики говорят об информации, они имеют в виду данные, описывающие физические явления.2 — все единицы информации.

Если вы соберете всю имеющуюся информацию, у вас будет полный буклет с инструкциями по созданию всего в нашей вселенной.

Кубиц

Мельчайшие уровни Вселенной подчиняются законам квантовой механики. Здесь все становится очень странным и нелогичным.

Единицы информации в области квантовой механики называются кубитами.

Хедрик изучает квантовую запутанность кубитов — очень странное явление, уникальное для квантовой механики.

Предположим, у вас есть два кубита, значения которых могут быть либо 1, либо 0. Когда кубиты запутываются, их значения становятся коррелированными. Когда вы измеряете первый кубит, его значение может оказаться равным 0. Проверьте другой кубит, его значение тоже может быть 0. Но что, если первый кубит имеет значение 1? Значение второго кубита также может измениться на 1.

Как будто кубиты общаются друг с другом, причем первый говорит второму: «Эй, этот физик только что узнал, что я 1.Тебе тоже лучше быть 1 ». Удивительно и странно, но это общение может происходить на огромных расстояниях с сообщениями, которые, по-видимому, передаются быстрее скорости света.

Кубиты плоские

В большинстве случаев, когда вы бросаете предмет в банку — мы будем использовать мармелад — он упадет внутрь и займет место. Добавьте еще один мармелад, количество незаполненного пространства сократится, а объем мармелада увеличится.

Это не работает с кубитами. Кубиты не упадут в банку, а разложатся по поверхности.Добавьте кубит, он прилипнет к стенке банки. Добавьте еще кубит, он сделает то же самое. Увеличение количества кубитов не увеличивает объем. Вместо этого он увеличивает площадь поверхности, которую занимают кубиты.

Все больше и больше кубитов распределяются по плоской поверхности — так получается двумерная плоскость, описываемая голографическим принципом.

Итак, как получить три измерения?

Как только вы выйдете за пределы крошечной сферы, законы квантовой механики перестанут работать.Как ни странно это звучит, на макрокосмическом уровне вам нужен другой набор законов физики, чтобы объяснить, что происходит.

Войдите в теорию относительности Эйнштейна. Чтобы вычислить космические события, такие как путь света или орбита Меркурия вокруг Солнца, вам понадобится теория относительности.

Строительными блоками теории относительности являются также единицы информации. Но теперь их называют битами.

И биты ведут себя гораздо более знакомым нам образом. Они существуют в трех измерениях.

Так как же получить голограмму?

Давайте вернемся к этой двумерной поверхности, покрытой запутанными кубитами. Поскольку значение кубита изменяется в зависимости от значения его запутанной пары, в систему встроена определенная степень неопределенности. Если вы еще не измерили первый кубит, вы не можете быть уверены во втором. Величина неопределенности в любой данной системе называется ее энтропией.

По мере того, как кубиты запутываются и распутываются, уровень энтропии повышается и понижается.Вы получаете поля энтропии в постоянно меняющемся состоянии.

Голографический принцип гласит, что наш трехмерный мир является представлением или проекцией всей этой деятельности, происходящей на двумерной поверхности, полной кубитов.

Собираем все вместе

Физиков всегда беспокоило, что существует один набор правил для микрокосмической квантовой механики и другой для макрокосмической теории относительности. Не имеет смысла, что в нашей Вселенной должны работать две разные и несовместимые группы математических формул.Физики предполагают, что должен быть какой-то способ привести их в гармонию.

Итак, в этом и заключается центральный вопрос для Хедрика и его коллег: начиная с двумерной области кубитов и квантовой механики, а затем увеличивая размер, как именно мы закончим с битами и теорией относительности? Это вопрос построения единой математической модели, объясняющей преобразование.

Разгадайте это, и вы решите одну из самых больших загадок теоретической физики.От мельчайшего явления до крупнейшего — у нас будет единая теория реальности.

На данный момент голографический принцип остается недоказанной теорией. Куда это приведет дальше — вопрос открытый. Впрочем, скорее всего, это будет страннее, чем все, что когда-либо представляли в научной фантастике.

Теория о том, что Вселенная представляет собой голограмму, объясняется менее чем за 5 минут

Теория о том, что Вселенная представляет собой голограмму, объясняется менее чем за 5 минут

Послушайте первый эпизод нашего нового подкаста, в котором ученый Мэтью Хедрик объясняет одну из самых умопомрачительные идеи по физике.

16 ноября 2018 г.

Ниже стенограмма эпизода .

ЛОУРЕНС ГУДМАН, ВЕДУЩИЙ
Приветствуем всех на первом в истории — первом выпуске — нового подкаста Университета Брандейс «Взять: большие идеи, объясненные менее чем за 5 минут», где профессора объясняют основные концепции своих исследований. менее чем за пять минут.

Я Лоуренс Гудман из Управления связи. Сегодня со мной доцент физики Университета Брандейса Мэтью Хедрик, который здесь, чтобы объяснить, что на самом деле является умопомрачительной теорией в физике — идеей о том, что Вселенная является голограммой.Его еще называют голографическим принципом.

И это реальная теория. Это не научная фантастика, и профессор Хедрик в ней разбирается.

Так что большое спасибо за то, что присоединились к нам.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ПРОФЕССОР ФИЗИКИ МЭТЬЮ ХЕДРИК
Приятно быть здесь.

HOST : Итак, начнем с самого начала. Вкратце, что такое голографический принцип?

HEADRICK : Как вы сказали, голографический принцип — это идея о том, что вселенная вокруг нас, которую мы привыкли считать трехмерной — у нас есть три измерения пространства — на самом деле находится на более фундаментальном уровне. двумерный, и все, что мы видим, что происходит вокруг нас в трех измерениях, на самом деле происходит в двухмерном пространстве.

HOST : Отлично. Итак, давайте разберемся еще дальше. Этот двухмерный самолет, из чего он сделан? Он сделан из того, что вы называете информацией?

ГОЛОВНОЙ ДЕРЖАТЕЛЬ : справа. Так же, как биты и байты, которые живут на компакт-диске, которые кодируют, например, музыкальное произведение — на этом плане живут биты, которые составляют основу нашей вселенной. Вот где они закодированы, и то, что они кодируют, — это то, что мы видим вокруг нас в трех измерениях.

ВЕДУЩИЙ : А когда вы говорите «информация», можете ли вы дать мне пример части информации или единицы информации?

ГОЛОВНОЙ РУКАВ : понятие информации очень общее. Когда мы говорим о компьютерах, мы думаем о битах, байтах, мегабайтах и ​​так далее. Примером в физике информации могут быть, например, положения и скорости физических объектов.

ВЕДУЩИЙ : Итак, вы говорите, что эта информация на двухмерной плоскости кодирует нашу трехмерную вселенную?

ГОЛОВНОЙ РУКАВ : Совершенно верно.Как и в примере с компакт-диском, он кодирует какое-то музыкальное произведение. В данном случае он кодирует то, что происходит в нашей Вселенной.

HOST : Сейчас вы работаете над большим проектом с учеными всего мира, финансируемым Фондом Саймонса, по использованию голографического принципа для примирения общей теории относительности с квантовой механикой.

HEADRICK : Проблема объединения квантовой механики и теории относительности Эйнштейна — одна из самых сложных проблем в физике.Итак, квантовая механика — это теория, которая обычно используется для описания вещей, происходящих в очень малых масштабах, таких как атомы, ядра и т. Д. Теория относительности Эйнштейна используется для описания гравитации и Вселенной в больших масштабах.

Как физики-теоретики, мы не удовлетворены наличием двух разных теорий. Нам нужна одна объединенная теория, охватывающая обе, и это очень сложная проблема, над которой физики-теоретики работали большую часть последних ста лет.Оказывается, эта идея голографического принципа или Вселенной является голограммой, хотя на первый взгляд это может показаться совершенно случайной идеей, на самом деле она помогает нам решить некоторые из самых сложных головоломок, которые возникают, когда вы пытаетесь объединить квантовую механику. и общая теория относительности. Вот почему мы в восторге от этого и продолжаем его изучать.

HOST : Итак, голографический принцип объяснен менее чем за пять минут. В ближайшие месяцы мы собираемся сделать намного больше этих подкастов, поэтому я надеюсь, что вы присоединитесь к нам для выступления «Take: Big Ideas Explained in Under 5 Minutes».»Принесено вам Университетом Брандейса.

Информация в голографической Вселенной

A Спросите любого, из чего состоит физический мир, и вам, вероятно, расскажут о материи и энергии. Но если мы чему-то научились из инженерии, В биологии и физике информация является столь же важным ингредиентом.Робот на автомобильном заводе поставляется из металла и пластика, но не может сделать ничего полезного без подробных инструкций, говорящих, какие детали к чему приваривать и т. д.Рибосома в клетке вашего тела снабжена аминокислотными строительными блоками и питается энергией, высвобождаемой при преобразовании АТФ в АДФ, но она не может синтезировать белки без информации, переданной ей из ДНК в ядре клетки. Точно так же столетие развития физики научило нас, что информация играет ключевую роль в физических системах и процессах. Действительно, современная тенденция, инициированная Джоном А. Уилером из Принстонского университета, состоит в том, чтобы рассматривать физический мир как состоящий из информации, а энергию и материю как побочные явления.

Эта точка зрения предлагает новый взгляд на почтенные вопросы. Емкость хранения информации таких устройств, как жесткие диски, растет не по дням, а по часам. Когда остановится такой прогресс? Какова предельная информационная емкость устройства, которое весит, скажем, меньше грамма и может поместиться в кубический сантиметр (примерно размер компьютерного чипа)? Сколько информации нужно, чтобы описать всю вселенную? Может ли это описание поместиться в памяти компьютера? Можем ли мы, как незабываемо написал Уильям Блейк, увидеть мир в песчинке, или эта идея не более чем поэтическая вольность?

Примечательно, что недавние разработки теоретической физики дают ответы на некоторые из этих вопросов, и ответы могут быть важными ключами к окончательной теории реальности.Изучая загадочные свойства черных дыр, физики установили абсолютные пределы того, сколько информации может содержать область пространства или количество материи и энергии. Связанные результаты предполагают, что наша Вселенная, которую мы воспринимаем как имеющую три пространственных измерения, могла бы вместо этого быть записана на двумерной поверхности, как голограмма. Тогда наше повседневное восприятие мира как трехмерного было бы либо глубокой иллюзией, либо просто одним из двух альтернативных способов взгляда на реальность.Песчинка может не охватить наш мир, а плоский экран — нет.

История двух энтропий

Теория формальной информации возникла в основополагающих статьях 1948 года американского математика-прикладника Клода Э. Шеннона, который ввел наиболее широко используемую на сегодняшний день меру информационного содержания: энтропию. Энтропия долгое время была центральным понятием термодинамики, раздела физики, имеющего дело с теплом. Термодинамическая энтропия обычно описывается как беспорядок в физической системе.В 1877 году австрийский физик Людвиг Больцманн охарактеризовал его более точно с точки зрения количества различных микроскопических состояний, в которых могут находиться частицы, составляющие кусок материи, при этом выглядя как один и тот же макроскопический кусок материи. Например, для воздуха в комнате вокруг вас можно было бы подсчитать все способы, которыми отдельные молекулы газа могут быть распределены в комнате, и все способы, которыми они могли бы двигаться.

Когда Шеннон стал искать способ количественной оценки информации, содержащейся, скажем, в сообщении, его логика привела к формуле той же формы, что и формула Больцмана.Энтропия Шеннона сообщения — это количество двоичных цифр или битов, необходимых для его кодирования. Энтропия Шеннона не дает нам представления о ценности информации, которая сильно зависит от контекста. Тем не менее, как объективный показатель количества информации, он оказался чрезвычайно полезным в науке и технике. Например, конструкция каждого современного устройства связи — от сотовых телефонов до модемов и проигрывателей компакт-дисков — основана на энтропии Шеннона.

Термодинамическая энтропия и энтропия Шеннона концептуально эквивалентны: количество схем, подсчитываемых энтропией Больцмана, отражает количество информации Шеннона, которая потребуется для реализации любой конкретной схемы.Однако у этих двух энтропий есть два существенных различия. Во-первых, термодинамическая энтропия, используемая химиком или инженером по холодильной технике, выражается в единицах энергии, деленных на температуру, тогда как энтропия Шеннона, используемая инженером по связи, выражается в битах, по существу, безразмерных. Это различие чисто условное.

Однако даже при приведении к обычным единицам типичные значения двух энтропий сильно различаются по величине. Например, кремниевый микрочип, содержащий гигабайт данных, имеет энтропию Шеннона около 10 ¹⁰ бит (один байт равен восьми битам), что намного меньше, чем термодинамическая энтропия чипа, которая составляет около 10 ²³ бит при комнатной температуре. .Это несоответствие возникает из-за того, что энтропии вычисляются для разных степеней свободы. Степень свободы — это любая величина, которая может изменяться, например координата, определяющая местоположение частицы или один компонент ее скорости. Энтропия Шеннона чипа касается только общего состояния каждого крошечного транзистора, выгравированного в кристалле кремния — транзистор включен или выключен; это 0 или 1 — единственная двоичная степень свободы.

Термодинамическая энтропия, напротив, зависит от состояний всех миллиардов атомов (и их перемещающихся электронов), составляющих каждый транзистор.По мере того, как миниатюризация приближает день, когда каждый атом будет хранить для нас один бит информации, полезная энтропия Шеннона современного микрочипа будет приближаться по величине к термодинамической энтропии его материала. Когда две энтропии рассчитываются для одинаковых степеней свободы, они равны.

Каковы конечные степени свободы? В конце концов, атомы состоят из электронов и ядер, ядра — это скопления протонов и нейтронов, а те, в свою очередь, состоят из кварков.Многие физики сегодня считают электроны и кварки возбуждениями суперструн, которые, по их гипотезе, являются наиболее фундаментальными сущностями. Но превратности столетия открытий в физике предупреждают нас не быть догматиками. В нашей Вселенной может быть больше структурных уровней, чем мечтают современные физики.

Невозможно вычислить предельную информационную емкость куска материи или, что то же самое, ее истинную термодинамическую энтропию, не зная природу основных составляющих материи или самого глубокого уровня структуры, который я буду называть уровнем X.(Эта двусмысленность не вызывает проблем при анализе практической термодинамики, такой как, например, в автомобильных двигателях, потому что кварки внутри атомов можно игнорировать — они не меняют свое состояние в относительно благоприятных условиях в двигателе.) головокружительный прогресс в миниатюризации, можно игриво представить день, когда кварки будут служить для хранения информации, возможно, по одному биту за штуку. Сколько информации тогда уместилось бы в нашем кубе размером в один сантиметр? И сколько, если мы используем суперструны или даже более глубокие, но невообразимые уровни? Удивительно, но развитие физики гравитации за последние три десятилетия предоставило некоторые четкие ответы на, казалось бы, неуловимые вопросы.

Термодинамика черной дыры

ЦЕНТРАЛЬНЫМ ИГРОКОМ в этих разработках является черная дыра. Черные дыры являются следствием общей теории относительности, геометрической теории гравитации Альберта Эйнштейна, первоначально опубликованной в 1915 году. В этой теории гравитация возникает из-за искривления пространства-времени, которое заставляет объекты двигаться, как если бы их притягивала сила. И наоборот, искривление вызвано наличием материи и энергии. Согласно уравнениям Эйнштейна, достаточно плотная концентрация материи или энергии искривляет пространство-время настолько сильно, что оно разрывается, образуя черную дыру.Законы относительности запрещают всему, что попало в черную дыру, выходить снова, по крайней мере, в рамках классического (неквантового) описания физики. Точка невозврата, называемая горизонтом событий черной дыры, имеет решающее значение. В простейшем случае горизонт представляет собой сферу, площадь поверхности которой больше для более массивных черных дыр.

Невозможно определить, что находится внутри черной дыры. Никакая подробная информация не может появиться за горизонтом и ускользнуть во внешний мир.Однако, навсегда исчезнув в черной дыре, кусок материи оставляет некоторые следы. Ее энергия (мы считаем любую массу энергией в соответствии с предложением Эйнштейна E = mc ² ) постоянно отражается в увеличении массы черной дыры. Если материя захватывается при движении вокруг дыры, связанный с ней угловой момент добавляется к угловому моменту черной дыры. Как массу, так и угловой момент черной дыры можно измерить по их влиянию на пространство-время вокруг дыры.Таким образом, черные дыры соблюдают законы сохранения энергии и углового момента. Другой фундаментальный закон, второй закон термодинамики, оказывается нарушенным.

Второй закон термодинамики резюмирует известное наблюдение о том, что большинство процессов в природе необратимы: чашка чая падает со стола и разбивается, но никто никогда не видел, чтобы осколки сами собой подпрыгивали и собирались в чашку. Второй закон термодинамики запрещает такие обратные процессы.Он утверждает, что энтропия изолированной физической системы никогда не может уменьшиться; в лучшем случае энтропия остается постоянной, а обычно увеличивается. Этот закон является центральным в физической химии и технике; возможно, это физический закон, имеющий наибольшее влияние за пределами физики.

Как впервые подчеркнул Уиллер, когда материя исчезает в черной дыре, ее энтропия исчезает навсегда, и кажется, что второй закон выходит за рамки и не имеет значения. Ключ к решению этой загадки пришел в 1970 году, когда Деметриус Христодулу, тогда аспирант Уиллера в Принстоне, и Стивен Хокинг из Кембриджского университета независимо доказали, что в различных процессах, таких как слияния черных дыр, общая площадь события горизонты никогда не уменьшаются.Аналогия с тенденцией к увеличению энтропии побудила меня в 1972 году предположить, что черная дыра имеет энтропию, пропорциональную площади ее горизонта [ см. Иллюстрацию на этой странице ]. Я предположил, что когда вещество падает в черную дыру, увеличение энтропии черной дыры всегда компенсирует или сверхкомпенсирует потерянную энтропию вещества. В более общем плане сумма энтропии черных дыр и обычная энтропия вне черных дыр не может уменьшаться. Это обобщенный второй закон — сокращенно GSL.

GSL прошел большое количество строгих, пусть и чисто теоретических, тестов. Когда звезда коллапсирует, образуя черную дыру, энтропия черной дыры намного превышает энтропию звезды. В 1974 году Хокинг продемонстрировал, что черная дыра самопроизвольно испускает тепловое излучение, известное теперь как излучение Хокинга, с помощью квантового процесса. Теорема Христодулу-Хокинга не работает перед этим явлением (масса черной дыры и, следовательно, площадь ее горизонта уменьшается), но GSL справляется с этим: энтропия выходящего излучения более чем компенсирует декремент в черном энтропия дырки, поэтому GSL сохраняется.В 1986 году Рафаэль Д. Соркин из Сиракузского университета использовал роль горизонта в предотвращении влияния информации внутри черной дыры на дела за ее пределами, чтобы показать, что GSL (или что-то очень похожее на него) должно быть справедливым для любого мыслимого процесса, которому подвергаются черные дыры. Его глубокий аргумент проясняет, что энтропия, входящая в GSL, рассчитывается до уровня X, каким бы он ни был.

Процесс излучения Хокинга позволил ему определить константу пропорциональности между энтропией черной дыры и площадью горизонта: энтропия черной дыры составляет ровно одну четверть площади горизонта событий, измеренной в планковских областях.(Планковская длина, примерно 10 ³³ сантиметра, является фундаментальной шкалой длины, связанной с гравитацией и квантовой механикой. Площадь Планка — это ее квадрат.) Даже с точки зрения термодинамики это огромное количество энтропии. Энтропия черной дыры диаметром в один сантиметр будет примерно 10 ⁶⁶ бит, что примерно равно термодинамической энтропии куба воды со стороной 10 миллиардов километров.

Мир как голограмма

GSL ПОЗВОЛЯЕТ НАМ устанавливать границы информационной емкости любой изолированной физической системы, пределы, которые относятся к информации на всех уровнях структуры вплоть до уровня X.В 1980 году я начал изучать первую такую ​​границу, названную универсальной границей энтропии, которая ограничивает, сколько энтропии может переноситься указанной массой заданного размера [ см. Рамку слева ]. Связанная с этим идея, голографическая граница, была предвосхищена в 1993 году Нобелевским лауреатом Герардом т Хоофтом из Утрехтского университета в Нидерландах и развита в 1995 году Леонардом Сасскинд из Стэнфордского университета. Он ограничивает количество энтропии, которое может содержаться в материи и энергии, занимающей указанный объем пространства.

В своей работе над голографической границей Сасскинд рассматривал любую приблизительно сферическую изолированную массу, которая сама не является черной дырой и помещается внутри замкнутой поверхности области A . Если масса может схлопнуться до черной дыры, эта дыра окажется с областью горизонта меньше A . Следовательно, энтропия черной дыры меньше, чем A / 4. Согласно GSL, энтропия системы не может уменьшаться, поэтому исходная энтропия массы не могла быть больше, чем A / 4.Отсюда следует, что энтропия изолированной физической системы с граничной областью A обязательно меньше A / 4. Что, если масса не схлопнется самопроизвольно? В 2000 году я показал, что крошечная черная дыра может быть использована для преобразования системы в черную дыру, мало чем отличающуюся от той, что в аргументе Сасскинда. Таким образом, граница не зависит от структуры системы или характера уровня X. Она просто зависит от GSL.

Теперь мы можем ответить на некоторые из этих неуловимых вопросов о конечных пределах хранения информации.Устройство размером сантиметр в принципе может содержать до 10 ⁶⁶ бит — ошеломляющее количество. Видимая Вселенная содержит не менее 10 ¹⁰⁰ бит энтропии, которые в принципе могут быть упакованы внутри сферы диаметром в десятую часть светового года. Однако оценка энтропии Вселенной — сложная проблема, и гораздо большие числа, требующие сферы почти такого же размера, как сама Вселенная, вполне правдоподобны.

Но это еще один аспект голографической границы, который действительно поражает.А именно, что максимально возможная энтропия зависит от граничной области, а не от объема. Представьте, что мы складываем микросхемы памяти компьютера в большую кучу. Количество транзисторов — общая емкость хранения данных — увеличивается с увеличением объема кучи. То же самое и с общей термодинамической энтропией всех чипов. Примечательно, однако, что теоретическая предельная информационная емкость пространства, занимаемого кучей, увеличивается только с увеличением площади поверхности. Поскольку объем увеличивается быстрее, чем площадь поверхности, в какой-то момент энтропия всех чипов превысит голографический предел.Казалось бы, либо GSL, либо наши здравые представления об энтропии и информационной емкости должны потерпеть неудачу. На самом деле, терпит неудачу сама куча: она разрушится под действием собственной силы тяжести и образует черную дыру, прежде чем этот тупик будет достигнут. После этого каждый дополнительный чип памяти будет увеличивать массу и площадь поверхности черной дыры таким образом, чтобы продолжать сохранять GSL.

Этот удивительный результат — информационная емкость зависит от площади поверхности — имеет естественное объяснение, если голографический принцип (предложенный т Хоофтом и разработанный Сасскинд) верен.В повседневном мире голограмма — это особый вид фотографии, которая при правильном освещении создает полное трехмерное изображение. Вся информация, описывающая трехмерную сцену, закодирована в узор из светлых и темных областей на двумерном куске пленки, готовый к регенерации. Голографический принцип утверждает, что аналог этой визуальной магии применим к полному физическому описанию любой системы, занимающей трехмерную область: он предполагает, что другая физическая теория, определенная только на двумерной границе области, полностью описывает трехмерную физика.Если трехмерная система может быть полностью описана физической теорией, действующей исключительно на ее двумерной границе, можно ожидать, что информационное содержание системы не будет превышать содержание описания на границе.

Вселенная, нарисованная на ее границе

МОЖЕМ ЛИ МЫ ПРИМЕНИТЬ голографический принцип ко Вселенной в целом? Реальная вселенная — это четырехмерная система: она имеет объем и простирается во времени. Если физика нашей Вселенной является голографической, существовал бы альтернативный набор физических законов, действующих где-то на трехмерной границе пространства-времени, который был бы эквивалентен нашей известной четырехмерной физике.Мы еще не знаем ни одной такой трехмерной теории, которая работала бы подобным образом. В самом деле, какую поверхность мы должны использовать в качестве границы Вселенной? Один из шагов к реализации этих идей — изучение моделей, которые проще, чем наша реальная вселенная.

Класс конкретных примеров действующего голографического принципа включает в себя так называемые антидеситтеровские пространства-времени. Первоначальное пространство-время де Ситтера — это модельная вселенная, впервые полученная голландским астрономом Виллемом де Ситтером в 1917 году как решение уравнений Эйнштейна, включая силу отталкивания, известную как космологическая постоянная.Пространство-время де Ситтера пусто, расширяется с ускоряющейся скоростью и очень симметрично. В 1997 году астрономы, изучающие далекие взрывы сверхновых, пришли к выводу, что наша Вселенная теперь расширяется ускоренно и, вероятно, в будущем станет все больше и больше походить на пространство-время де Ситтера. Теперь, если космологическую постоянную отталкивания заменить на притягивающую, решение де Ситтера превратится в пространство-время антиде Ситтера, обладающее такой же симметрией. Что еще более важно для голографической концепции, она имеет границу, которая расположена в бесконечности и очень похожа на наше повседневное пространство-время.

Используя пространство-время антиде Ситтера, теоретики разработали конкретный пример действующего голографического принципа: Вселенная, описываемая теорией суперструн, функционирующая в пространстве-времени антиде Ситтера, полностью эквивалентна квантовой теории поля, действующей на границе этого пространства-времени [ см. Вставку ниже ]. Таким образом, все величие теории суперструн в антидеситтерской вселенной нарисовано на границе вселенной. Хуан Малдасена, работавший тогда в Гарвардском университете, впервые предположил такую ​​связь в 1997 году для случая 5-D antide Sitter, и позже это было подтверждено для многих ситуаций Эдвардом Виттеном из Института перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Йорк.J., Стивен С. Губсер, Игорь Р. Клебанов и Александр М. Поляков из Принстонского университета. Примеры этого голографического соответствия теперь известны для пространств-времени с различными измерениями.

Этот результат означает, что две якобы очень разные теории — даже не действующие в пространствах одной размерности — эквивалентны. Существа, живущие в одной из этих вселенных, не смогут определить, населяют ли они 5-мерную вселенную, описываемую теорией струн, или 4-мерную, описываемую квантовой теорией точечных частиц.(Конечно, структура их мозга может дать им подавляющее предубеждение на основе здравого смысла в пользу того или иного описания, точно так же, как наш мозг создает врожденное восприятие того, что наша Вселенная имеет три пространственных измерения; см. Иллюстрацию на противоположной странице. .)

Голографическая эквивалентность может позволить обменять сложные вычисления в четырехмерном граничном пространстве-времени, такие как поведение кварков и глюонов, на другое, более простое вычисление в высокосимметричном 5-мерном антидесантиметровом пространстве-времени.Переписка работает и в обратном направлении. Виттен показал, что черная дыра в пространстве-времени антиде Ситтера соответствует горячему излучению в альтернативной физике, работающей в ограничивающем пространстве-времени. Энтропия дыры — глубоко загадочная концепция — равна энтропии излучения, что довольно обыденно.

Расширяющаяся Вселенная

ОЧЕНЬ СИММЕТРИЧНАЯ и пустая, 5-мерная антидная вселенная Ситтера вряд ли похожа на нашу вселенную, существующую в 4-м измерении, наполненную материей и излучением и пронизанную жестокими событиями.Даже если мы приблизим нашу реальную вселенную к той, в которой материя и излучение распределены равномерно, мы получим не вселенную антид Ситтера, а вселенную Фридмана-Робертсона-Уокера. Большинство космологов сегодня сходятся во мнении, что наша Вселенная похожа на вселенную FRW, которая бесконечна, не имеет границ и будет расширяться до бесконечности.

Соответствует ли такая Вселенная голографическому принципу или голографическим ограничениям? Аргумент Сасскинда, основанный на коллапсе в черную дыру, здесь бесполезен.Действительно, голографическая граница, выведенная из черных дыр, должна нарушиться в однородной расширяющейся Вселенной. Энтропия области, однородно заполненной веществом и излучением, действительно пропорциональна ее объему. Следовательно, достаточно большая область нарушит голографический предел.

В 1999 году Рафаэль Буссо, тогда работавший в Стэнфорде, предложил модифицированную голографическую границу, которая с тех пор работает даже в ситуациях, когда границы, которые мы обсуждали ранее, не могут быть применены. Формулировка Буссо начинается с любой подходящей двумерной поверхности; он может быть закрытым, как сфера, или открытым, как лист бумаги.Затем можно представить себе короткую вспышку света, исходящую одновременно и перпендикулярно со всей одной стороны поверхности. Единственное требование — чтобы воображаемые световые лучи с самого начала сходились. Этому требованию удовлетворяет, например, свет, излучаемый внутренней поверхностью сферической оболочки. Затем рассматривается энтропия вещества и излучения, которые проходят эти воображаемые лучи, до точек, где они начинают пересекаться. Буссо предположил, что эта энтропия не может превышать энтропию, представленную исходной поверхностью — четвертью ее площади, измеренной в планковских площадях.Это другой способ подсчета энтропии, чем тот, который использовался в исходной голографической оценке. Граница Буссо относится не к энтропии региона в один момент времени, а скорее к сумме энтропий локалей в различные моменты времени: тех, которые освещены световой вспышкой с поверхности.

Граница Буссо включает другие границы энтропии, избегая их ограничений. Как универсальная энтропийная граница, так и голографическая граница в форме Т Хоофта-Сасскинда могут быть выведены из формулы Буссо для любой изолированной системы, которая не развивается быстро и чье гравитационное поле не является сильным.Когда эти условия превышаются — как для коллапсирующей сферы материи, уже находящейся внутри черной дыры — эти границы в конечном итоге нарушаются, тогда как граница Буссо продолжает оставаться в силе. Буссо также показал, что его стратегия может быть использована для определения местоположения двумерных поверхностей, на которых могут быть размещены голограммы мира.

Августы революции

ИССЛЕДОВАТЕЛИ предложили много других ограничений энтропии. Распространение вариаций голографического мотива дает понять, что этот предмет еще не достиг статуса физического закона.Но хотя голографический образ мышления еще не полностью понят, он, похоже, останется. И вместе с этим приходит осознание того, что фундаментальное убеждение, господствовавшее на протяжении 50 лет, что теория поля является окончательным языком физики, должно уступить место. Поля, такие как электромагнитное поле, непрерывно изменяются от точки к точке и, таким образом, описывают бесконечное количество степеней свободы. Теория суперструн также включает бесконечное количество степеней свободы. Голография ограничивает количество степеней свободы, которые могут присутствовать внутри ограничивающей поверхности, до конечного числа; теория поля с ее бесконечностью не может быть последней историей.Более того, даже если бесконечность приручена, таинственная зависимость информации от площади поверхности должна быть каким-то образом приспособлена.

Голография может быть путеводителем к лучшей теории. На что похожа фундаментальная теория? Цепочка рассуждений, включающая голографию, подсказывает некоторым, в частности Ли Смолину из Института теоретической физики периметра в Ватерлоо, Онтарио, что такая окончательная теория должна касаться не полей, даже не пространства-времени, а скорее обмена информацией между физическими процессами. .Если так, то видение информации как материала, из которого состоит мир, найдет достойное воплощение.

АВТОР

ДЖЕЙКОБ Д. БЕКЕНШТЕЙН внес свой вклад в создание термодинамики черных дыр и в другие аспекты связи между информацией и гравитацией. Он профессор теоретической физики в Еврейском университете в Иерусалиме, член Израильской академии гуманитарных наук, лауреат премий Ротшильда и Израиля.Бекенштейн посвящает эту статью Джону Арчибальду Уиллеру (его научному руководителю 30 лет назад). Уиллер принадлежит к третьему поколению учеников Людвига Больцмана: доктор философии Уиллера. Советник Карл Херцфельд был учеником ученика Больцмана Фридриха Хазенхрля.

Неужели мы все живем в голографической вселенной? Может быть,

Исследователи говорят, что они нашли первое доказательство того, что все мы просто живем в чем-то вроде огромной голограммы размером с Вселенную.

Не волнуйтесь. Это не значит, что вы подключены к Матрице, и все не является настоящим. Вот как это объясняет профессор Костас Скендерис из Саутгемптонского университета:

«Представьте, что все, что вы видите, чувствуете и слышите в трех измерениях (и ваше восприятие времени), на самом деле исходит из плоского двухмерного поля», — говорит он в пресс-релиз в понедельник. «Идея аналогична идее обычных голограмм, где трехмерное изображение закодировано на двухмерной поверхности, например, в голограмме на кредитной карте.Однако на этот раз вся вселенная закодирована! »

Набросок временной шкалы голографической вселенной. Все еще сбивает с толку.

Пол Макфадден / Саутгемптонский университет

Скендерис и международная группа физиков обнаружили свидетельства голографической Вселенной в неоднородностях космического микроволнового фона, которые иногда называют «послесвечением» Большого взрыва. Их результаты были опубликованы в пятницу в журнале Physical Review Letters.

Идея голографической вселенной впервые возникла в 1990-х годах. Физик Леонард Сасскинд, один из создателей «голографического принципа», говорит, что эта концепция означает, что вы можете одновременно существовать как здесь, так и на краю вселенной, где ваша двумерная версия проецируется в эту трехмерную версию реальности.

Да, это сбивает с толку и на данный момент далеко не доказано или даже полностью не понято. Но теория может помочь преодолеть разрыв между идеями Эйнштейна о гравитации и квантовой физике, которые не полностью совместимы.Другими словами, математика, лежащая в основе нашего понимания самых больших вещей во Вселенной, таких как галактики и черные дыры, не складывается в сочетании с нашим пониманием мельчайших вещей, таких как субатомные частицы.

«Ученые десятилетиями работали над тем, чтобы объединить теорию гравитации Эйнштейна и квантовую теорию. Некоторые считают, что концепция голографической Вселенной может примирить эти две концепции», — говорит Скендерис.

Любимые места Стивена Хокинга во Вселенной (фотографии)

Посмотреть все фото

Если реальность, в которой мы живем, на самом деле является просто трехмерной проекцией двухмерной версии на границе пространства и времени, это также может радикально изменить наше понимание того, как возникла Вселенная.

«Мы предлагаем использовать эту голографическую вселенную, которая представляет собой совершенно другую модель Большого взрыва, чем общепринятая модель, основанная на гравитации и инфляции», — ведущий автор Ниайеш Афшорди, профессор физики и астрономии в Университете Ватерлоо. и Perimeter Institute, говорится в заявлении. Он имеет в виду идею о том, что Вселенная расширялась с почти немыслимой скоростью в те моменты, когда она возникла почти 14 миллиардов лет назад.

«Каждая из этих моделей дает различные прогнозы, которые мы можем проверить по мере уточнения наших данных и улучшения наших теоретических представлений — и все это в течение следующих пяти лет.

Другие эксперименты уже проводятся для проверки идеи голографической вселенной, такой как «голометр» в Фермилабе в Чикаго, который собирает данные уже несколько лет.

Афшорди говорит, что данные, опубликованные его командой, будут уточнены. и их выводы будут проверены в течение следующих пяти лет.

Нет ни слова о том, будут ли эти тесты включать попытку определить, является ли голографическая вселенная также частью масштабного компьютерного моделирования.

Решение для XX: Промышленность стремится к преодолеть устаревшие представления о «женщинах в технологиях».»

Crowd Control: Краудсорсинговый научно-фантастический роман, написанный читателями CNET.

.