Мы живем в Матрице: научное обоснование моделируемой Вселенной

Теория моделируемой Вселенной предполагает, что наша Вселенная со всеми ее галактиками, планетами и формами жизни является тщательно запрограммированной компьютерной симуляцией. В этом сценарии физические законы, управляющие нашей реальностью, являются просто алгоритмами. Все наши ощущения порождаются вычислительными процессами чрезвычайно совершенной системы.

Несмотря на свою спекулятивность, теория симулятивной Вселенной привлекла внимание ученых и философов благодаря своим интригующим последствиям. Эта идея нашла свое отражение в популярной культуре, в кинофильмах, телепередачах и книгах, в том числе в фильме 1999 года "Матрица".

Самые ранние упоминания о том, что реальность - это иллюзия, относятся к Древней Греции. Там вопрос "Какова природа нашей реальности?", заданный Платоном (427 г. до н.э.) и другими, положил начало идеализму. Античные мыслители-идеалисты, такие как Платон, считали разум и дух неизменной реальностью. Материя, по их мнению, была лишь проявлением или иллюзией.

В наше время идеализм превратился в новую философию. Это идея о том, что и материальный мир, и сознание являются частью смоделированной реальности. Это просто современное развитие идеализма, обусловленное последними технологическими достижениями в области вычислительной техники и цифровых технологий. В обоих случаях истинная природа реальности выходит за пределы физического.

В научном сообществе концепция симулированной Вселенной вызывает как восхищение, так и скептицизм. Некоторые ученые полагают, что если наша реальность является симуляцией, то в структуре Вселенной могут существовать глюки или закономерности, которые выдают ее симуляционную природу.

Однако поиск таких аномалий остается сложной задачей. Наше понимание законов физики продолжает развиваться. В конечном счете, у нас нет четкой схемы, позволяющей отличить смоделированную реальность от немоделированной.

Новый закон физики

Если наша физическая реальность является симуляцией, а не объективным миром, существующим независимо от наблюдателя, то как мы можем научно доказать это? В исследовании 2022 года я предложил возможный эксперимент, но он до сих пор остается непроверенным.

Однако надежда есть. Теория информации - это математическое исследование количественной оценки, хранения и передачи информации. Первоначально разработанная математиком Клодом Шенноном, она становится все более популярной в физике и используется во все большем числе областей исследований.

В своем недавнем исследовании, опубликованном в журнале AIP Advances, я использовал теорию информации для того, чтобы предложить новый закон физики, который я назвал вторым законом инфодинамики. И что очень важно, он, как оказалось, поддерживает теорию моделируемой Вселенной.

В основе второго закона инфодинамики лежит понятие энтропии - меры беспорядка, которая всегда возрастает со временем в изолированной системе. Если оставить на столе горячую чашку кофе, то через некоторое время она достигнет равновесия, имея одинаковую температуру с окружающей средой. Энтропия системы в этот момент максимальна, а ее энергия минимальна.

Второй закон инфодинамики гласит, что "информационная энтропия" (среднее количество информации, передаваемой событием) должна оставаться постоянной или уменьшаться со временем - вплоть до минимального значения при равновесии.

Таким образом, это полностью противоречит второму закону термодинамики (тепло всегда самопроизвольно перетекает от горячих областей вещества к холодным, а энторпия возрастает). Для остывающей чашки кофе это означает, что разброс вероятностей нахождения молекулы в жидкости уменьшается. Это происходит потому, что при тепловом равновесии уменьшается разброс доступных энергий. Поэтому информационная энтропия всегда уменьшается с течением времени, когда энтропия увеличивается.

Мое исследование показывает, что второй закон инфодинамики, по-видимому, является космологической необходимостью. Он универсален и имеет огромные научные последствия. Мы знаем, что Вселенная расширяется без потери или увеличения тепла, что требует, чтобы общая энтропия Вселенной была постоянной. Однако из термодинамики мы также знаем, что энтропия постоянно растет. Я утверждаю, что это свидетельствует о том, что должна существовать другая энтропия - информационная, которая уравновешивает этот рост.

Мой закон может подтвердить, как ведет себя генетическая информация. Но он также указывает на то, что генетические мутации на самом фундаментальном уровне не являются случайными событиями, как это предполагает теория Дарвина. Напротив, генетические мутации происходят в соответствии со вторым законом инфодинамики, причем таким образом, что информационная энтропия генома всегда минимальна. Этот закон может также объяснить явления в атомной физике и временную эволюцию цифровых данных.

Самое интересное, что этот новый закон объясняет одну из великих загадок природы. Почему во Вселенной преобладает симметрия, а не асимметрия? В моем исследовании математически показано, что предпочтительными являются состояния с высокой симметрией, поскольку такие состояния соответствуют наименьшей информационной энтропии. И, как диктует второй закон инфодинамики, система естественным образом будет стремиться именно к этому.

Я считаю, что это открытие имеет огромное значение для генетических исследований, эволюционной биологии, генной терапии, физики, математики, космологии и т.д.

Теория моделирования

Основным следствием второго закона инфодинамики является минимизация информационного содержания, связанного с любым событием или процессом во Вселенной. Это, в свою очередь, означает оптимизацию информационного содержания, или наиболее эффективное сжатие данных.

Поскольку второй закон инфодинамики является космологической необходимостью и, по-видимому, действует везде одинаково, можно сделать вывод, что это указывает на то, что вся Вселенная, по-видимому, является симуляцией или гигантским компьютером.

Такая сверхсложная Вселенная, как наша, если бы она была симуляцией, потребовала бы встроенной оптимизации и сжатия данных, чтобы уменьшить вычислительную мощность и требования к хранению данных для запуска симуляции. Именно это мы и наблюдаем вокруг себя, в том числе в цифровых данных, биологических системах, математических симметриях и во всей Вселенной.

Необходимы дальнейшие исследования, прежде чем мы сможем однозначно утверждать, что второй закон инфодинамики является таким же фундаментальным, как и второй закон термодинамики. То же самое можно сказать и о гипотезе моделируемой Вселенной.

Но если обе они выдержат проверку, то, возможно, впервые будут получены научные доказательства, подтверждающие эту теорию, о чем говорится в моей недавней книге М. М. Вопсон, «Перезагрузка реальности: научное обоснование моделируемой Вселенной».