Чи дійсно ми живемо у гігантській симуляції: що нова теорія говорить про походження Всесвіту

Ідея про те, що наш світ насправді є складною комп’ютерною симуляцією, давно захоплює уяву не лише фантастів, а й серйозних науковців. Нещодавнє дослідження пропонує математично обґрунтовану відповідь на це питання.

Чи піддається Всесвіт алгоритмам?

Міжнародна група фізиків під керівництвом Міра Файзала з Університету Британської Колумбії в Оканагані (UBCO) представила докази того, що ідея про Всесвіт як комп’ютерну симуляцію є математично неможливою. Їхні висновки переносять це питання зі сфери філософії в площину точної науки, пише  ScienceAlert.

В основі дослідження лежить одна з найскладніших проблем сучасної фізики – об’єднання загальної теорії відносності, яка описує гравітацію та великомасштабну структуру Всесвіту, з квантовою механікою, що пояснює світ на рівні атомів та елементарних частинок. Вчені десятиліттями шукають так звану “Теорію всього”, яка б змогла гармонійно поєднати ці два, здавалося б, несумісні світи. Деякі з популярних підходів, як-от теорія струн, припускають, що простір і час не є фундаментальними, а виникають із чогось глибшого – чистої інформації.​ Саме тут і криється ключ до розгадки.

Команда Файзала в своїй статті на сторінках Journal of Holography Applications in Physics стверджує, що навіть якби наш Всесвіт базувався на інформації, цю інформаційну основу неможливо було б повністю описати за допомогою обчислень чи алгоритмів. Учені спиралися на фундаментальні математичні теореми, розроблені в XX столітті. Зокрема, на знамениті теореми про неповноту Курта Гьоделя, які доводять, що в будь-якій достатньо складній і несуперечливій системі (наприклад, математиці) завжди існують істинні твердження, які неможливо довести, користуючись лише правилами самої системи.​ Простий приклад такого твердження – фраза “Це твердження неможливо довести”. Якщо його можна було б довести, воно виявилося б хибним, що створило б логічне протиріччя. Якщо ж воно правдиве, то система, в якій ми працюємо, є неповною, бо не може довести власну істину. Аналогічні обмеження були показані в роботах Альфреда Тарського та Грегорі Чейтіна.​

Оскільки будь-яка комп’ютерна симуляція за своєю природою є алгоритмічною, тобто працює за чітко прописаними правилами та кроками, вона нездатна відтворити реальність, яка містить такі “необчислювані” істини. Дослідники пояснюють, що для повного опису фізичної реальності потрібне “неалгоритмічне розуміння” – щось, що виходить за межі будь-яких програмних кодів і є більш фундаментальним, ніж сам простір-час.​

Таким чином, якщо фундаментальний рівень нашої реальності не підкоряється алгоритмам, то і весь Всесвіт не може бути симуляцією.

Цей висновок не просто заперечує популярний сюжет наукової фантастики, але й вказує на глибинну природу реальності, яка, можливо, назавжди залишиться за межами можливостей будь-якого, навіть найпотужнішого, комп’ютера.​

Що ми знаємо про теорію Всесвіту-симуляції та хто її просуває?

Теорія, згідно з якою наш Всесвіт є комп’ютерною симуляцією, передбачає, що вся наша реальність, включно з нами самими, є штучно створеною моделлю, запущеною на величезному обчислювальному пристрої. Згідно з цією гіпотезою, всі матеріальні об’єкти, наші тіла та навіть свідомість можуть бути лише програмним кодом.​

Ідея про те, що ми можемо існувати в нереальному світі, має глибокі філософські корені, які сягають ще античності. Але в сучасному вигляді, пов’язаному з комп’ютерними технологіями, її окреслили двоє вчених. Спочатку гіпотезу симуляції вперше сформулював дослідник робототехніки Ганс Моравек у 1998 році, але найвідомішим автором і популяризатором цієї ідеї є філософ з Оксфордського університету Нік Бостром.

Його початковою ідеєю є те, що цю симуляцію створили самі люди майбутнього. Тобто цивілізація досягла такої технологічної зрілості, при якій володіє величезною обчислювальною потужністю, а тому хоче створювати симуляції минулого. Вона нібито створила одну з таких симуляцій, у якій і живемо ми. Там чином ми – не оригінальне людство, хоча є імовірність, що кожен з нас мав свій прототип у реальному світі минулого, який відтворили люди майбутнього.

Послідовники Бострома, яким сподобалася ця ідея, розвивали її, тому з часом з’явилися припущення, що нашу симуляцію створили не люди, а зовсім не схожа на нас раса іншопланетян.

Хто підтримує та просуває теорію сьогодні?

Гіпотеза симуляції залишається популярною як серед філософів, так і серед науковців та відомих особистостей.

• Ілон Маск. Одним із найвідоміших прихильників теорії є Ілон Маск, який неодноразово заявляв, що ймовірність того, що ми живемо в “базовій” реальності, вкрай мала.​
• Мелвін Вопсон. Фізик з Портсмутського університету активно розвиває цю ідею з наукової точки зору. У 2022 році він запропонував новий закон фізики – другий закон інфодинаміки. Цей закон стверджує, що ентропія (міра хаосу) в інформаційних системах з часом зменшується або залишається сталою, на відміну від фізичної ентропії, яка завжди зростає. Вопсон вважає, що це нагадує процеси оптимізації та стиснення даних у комп’ютері, що може бути доказом на користь симуляції. Він також стверджує, що симетрія, поширена у Всесвіті, та закономірності в генетичних мутаціях підкоряються цьому закону. Вчений шукає способи експериментально перевірити свою теорію.​
• Теоретики інформаційної фізики. Цю гіпотезу підтримують вчені, які вважають, що в основі Всесвіту лежить інформація, а реальність складається з бітів інформації, які можуть мати масу.

Водночас багато вчених ставлять до цього скептично й намагаються довести, що наш Всесвіт не може бути симуляцією.