Читать книгу "Структура реальности. Наука параллельных вселенных - Дэвид Дойч"

С моей точки зрения, простейшая точка входа в теорию омега-точки — это принцип Тьюринга. Универсальный генератор виртуальной реальности физически возможен. Такая машина способна воспроизвести как любую физически возможную среду, так и определённые гипотетические и абстрактные сущности с любой желаемой точностью. Следовательно, его компьютер имеет потенциально неограниченное требование дополнительной памяти и может выполнить неограниченное количество шагов. Это было тривиально — встроить в классическую теорию вычисления, пока универсальный компьютер считался абстракцией в чистом виде. Тьюринг просто постулировал бесконечно длинную ленту памяти (с самоочевидными, на его взгляд, свойствами), совершенно точный процессор, не требующий ни мощности, ни обслуживания, и неограниченное время. В том, чтобы сделать эту модель более реалистичной, разрешив периодическое обслуживание, нет принципиальной проблемы, но три остальных требования — неограниченная ёмкость памяти, неограниченное время обработки и энергоснабжение — проблематичны в свете существующей космологической теории. В некоторых современных космологических моделях вселенная через конечное время испытает повторный коллапс в виде Большого сжатия и является пространственно конечной. В них вселенная имеет геометрию гиперсферы, трёхмерного аналога двухмерной поверхности сферы. На первый взгляд, такая космология накладывает конечный предел как на ёмкость памяти, так и на количество шагов обработки, которые машина смогла бы осуществить до конца вселенной. Это делает универсальный компьютер физически невозможным, и принцип Тьюринга нарушается. В других космологических моделях вселенная продолжает вечно расширяться и является пространственно бесконечной, что как будто может предоставить неограниченный источник материала для создания дополнительной памяти. К сожалению, в большинстве подобных моделей плотность энергии, доступной для питания компьютера, уменьшается с расширением вселенной, и её приходится собирать со всё большей площади. Из-за того, что физика налагает на скорость абсолютный предел — скорость света, — доступ к памяти компьютера будет замедляться, и в конечном итоге мы снова приходим к тому, что можно выполнить только конечное число шагов вычисления.

Ключевое открытие теории омега-точки — это открытие класса космологических моделей, в которых, несмотря на конечность вселенной как в пространстве, так и во времени, ёмкость памяти, количество возможных шагов вычисления и эффективное снабжение энергией не имеют ограничений. Эта кажущаяся невозможность может произойти из-за исключительных условий в последние моменты коллапса вселенной в Большом сжатии. Сингулярности пространства-времени, подобные Большому взрыву и Большому сжатию, редко бывают спокойными местами, но этот момент должен быть гораздо хуже прочих. Изменится форма вселенной — из гиперсферы она превратится в трёхмерный аналог поверхности эллипсоида. Степень деформации увеличится, потом уменьшится, а потом увеличится ещё быстрее, но по отношению к другой оси. Как амплитуда, так и частота этих осцилляций будет безгранично увеличиваться по мере приближения к конечной сингулярности, так что произойдёт буквально бесконечное количество осцилляций, при том что конец наступит за конечное время. Материя, какой мы знаем её, не выживет: всё вещество, и даже сами атомы, будут разорваны гравитационными силами сдвига, вызванными деформированным пространством-временем. Однако эти силы сдвига также обеспечат неограниченный источник доступной энергии, который в принципе можно будет использовать для питания компьютера. Но как в таких условиях может существовать компьютер? Единственным «материалом», который останется для создания компьютеров, будут элементарные частицы и сама гравитация, предположительно в каких-то в высшей степени экзотических квантовых состояниях, существование которых мы (всё ещё не имея адекватной теории квантовой гравитации) сейчас не можем ни подтвердить, ни отвергнуть. (Вопрос об их экспериментальном наблюдении, конечно, не стоит.) Если подходящие состояния частиц и гравитационного поля существуют, то они также обеспечат неограниченную ёмкость памяти, и вселенная будет сжиматься так быстро, что бесконечное количество доступов к памяти станет осуществимым за конечное время до конца вселенной. Конечную точку гравитационного коллапса, Большое сжатие этой космологии, Типлер называет омега-точкой.

Итак, принцип Тьюринга означает, что не существует верхней границы количества физически возможных вычислительных шагов. Таким образом, при условии, что космология омега-точки — это (при правдоподобных допущениях) единственный тип космологии, при котором может произойти бесконечное количество шагов вычисления, мы должны заключить, что наше действительное пространство-время должно иметь форму омега-точки. Поскольку всё вычисление прекратится, как только не останется переменных, способных переносить информацию, мы можем сделать вывод, что необходимые физические переменные (возможно, квантово-гравитационные переменные) действительно существуют вплоть до омега-точки.

Скептик мог бы сказать, что рассуждение такого рода содержит серьёзную и неоправданную экстраполяцию. У нас есть опыт «универсальных» компьютеров только в самой благоприятной среде, которая даже отдалённо не напоминает конечные стадии вселенной. И у нас есть опыт выполнения на этих компьютерах только конечного числа шагов вычисления при использовании только конечного объёма памяти. Как может быть обоснована экстраполяция от этих конечных чисел к бесконечности? Другими словами, как мы можем знать, что принцип Тьюринга в его сильной форме строго истинен? Какие существуют доказательства того, что реальность обеспечивает нечто большее, чем приблизительная универсальность?

Конечно, этот скептик — индуктивист. Более того, точно такой тип мышления (как я доказал в предыдущей главе) мешает нам понять и усовершенствовать наши лучшие теории. Что является «экстраполяцией», а что нет, зависит от того, с какой теории начинают. Если начать с какой-то неопределённой, но ограниченной концепции того, что является «нормальным» в возможностях вычисления, концепции, не подкреплённой лучшими из имеющихся объяснений этого предмета, то любое применение этой теории вне знакомых условий будет рассматриваться как «неоправданная экстраполяция». Но если начать с объяснений лучшей из доступных фундаментальных теорий, то сама идея о том, что в чрезвычайных ситуациях остаётся в силе некая призрачная «нормальность», будет неоправданной экстраполяцией. Чтобы понять наши лучшие теории, мы должны всерьёз принимать их как объяснения реальности, а не рассматривать их как простые обобщения существующих наблюдений.

Принцип Тьюринга — это наша лучшая теория основ вычисления. Конечно, нам известно лишь конечное количество примеров, которые его подтверждают — но это верно для любой научной теории. Остаётся и всегда будет оставаться логическая возможность того, что универсальность может быть только приблизительной. Однако не существует конкурирующей теории вычисления, которая заявляла бы это. И на то есть хорошая причина, ибо «принцип приблизительной универсальности» не имел бы объяснительной силы. Если, к примеру, мы хотим понять, почему мир кажется понятным, объяснение могло бы заключаться в том, что мир является понятным. Такое объяснение можно согласовать с другими объяснениями из других областей (на самом деле так и происходит). Но теория о том, что мир понятен наполовину, ничего не объясняет, и её, по-видимому, невозможно согласовать с объяснениями из других областей, если только они не объяснят её. Такая теория просто даёт новую формулировку проблемы и вводит необъяснённую константу «наполовину». Короче, допущение, что принцип Тьюринга в полной форме остаётся в силе в конце вселенной, оправдано тем, что любое другое допущение портит хорошие объяснения того, что происходит здесь и сейчас.