Доцент МАИ Сошников: жизнь на симуляцию проверят двухщелевым экспериментом
,
Американские ученые приступили к серии экспериментов, чтобы доказать или опровергнуть тезис, что наша Вселенная — это симуляция, похожая на компьютерную игру. Физики возлагают надежды на усовершенствованный классический опыт квантовой физики с фотоном, который при наблюдателе и без ведет себя по-разному. Так же, как видеоигра не имеет смысла, если некому «видеть» придуманный мир. Доцент кафедры «Вычислительная математика и программирование» Московского авиационного университета Дмитрий Сошников в интервью «Газете.Ru» рассказал, сможет ли эксперимент ответить на главный вопрос жизни.
— Действительно ли мысль о том, что наша Вселенная может быть компьютерной игрой серьезно рассматривается учеными?
— Да, вы наверняка помните фильмы «Матрица» и «Тринадцатый этаж». Так вот, гипотеза о Вселенной-симуляции, обыгранная там, действительно кажется привлекательной. Как минимум потому, что она дает неожиданные ответы на фундаментальные вопросы бытия: откуда мы произошли, кто нас сотворил и так далее. Предлагаемые гипотезой симуляции ответы хорошо согласуются с естественнонаучным пониманием мира.
Системно к изучению вопроса симуляции подошел британский философ Ник Бостром, который в своей статье 2003 года «Are You Living in a Computer Simulation» («Живем ли мы в компьютерной симуляции») показал, что мы живем во Вселенной-симуляции с вероятностью, близкой к единице (то есть почти на все 100%), если выполняются три условия:
В статье приводятся правдоподобные аргументы, почему при выполнении этих условий мы, скорее всего, оказываемся заложниками виртуального мира. Эта статья и ряд дальнейших публикаций философа и его последователей — хорошее основание поверить в гипотезу симуляции.
— Ученые Калифорнийского политехнического университета сейчас запустили серию экспериментов, которые могут дать ответ на вопрос о симуляции. Но как это можно понять, ведь симулировать можно абсолютно все?
— Действительно, четкого способа это понять не существует, если представить, что вычислительные ресурсы бесконечны и позволяют симулировать реальность с высокой степенью разрешения.
Другое дело, если вычислительные ресурсы ограничены, и создатели симуляции пытаются их экономить. Это было бы логично. Если принять такое допущение, то можно себе представить, что не нужно симулировать то, что человек не видит, — нужно симулировать только ту реальность, которая развертывается перед глазами у человека, погруженного в симуляцию. Это достаточно понятная идея, она используется во всех компьютерных играх.
В целом, человек своими открытиями в физике все усложняет задачу создателям симуляции. Если во времена классической физики для симуляции полета мяча было достаточно простых уравнений движения, то по мере проникновения в микромир обнаруживается, что вселенная устроена далеко не так просто. Вообще говоря, весь квантовый мир как бы намекает нам, что у создателей симуляции просто не хватает разрешающей способности вычислительных устройств — отсюда и сложности с точным определением параметров элементарных частиц в микромире, и корпускулярно-волновой дуализм.
— Вы имеете в виду классический эксперимент квантовой физики с фотоном? Где фотон пролетает через две щели, и, если человек за ним наблюдает, то он видит через какую щель пролетает фотон, который оставляет на стене характерный след. А, если человек не наблюдает за прохождением фотона, то на стене остается интерференционная картина, характерная для волны?
— Да, классический двухщелевой эксперимент. Это выглядит очень странно, но свет (фотоны) может вести себя как волна, когда человек не наблюдает за точным прохождением фотонов сквозь щели — что дает нам на стене классическую картину интерференции, намекающую, что фотоны проходят одновременно через обе щели. Но если мы фиксируем путь прохождения фотона, и мы знаем, через какую из двух щелей он проходит, то интерференционная картина разрушается.
— Какие существуют объяснения этого феномена? Например, была высказана мысль о разных Вселенных. В нашей — фотон пролетает через одну щель. А в параллельной — он становится волной.
— Уравнения квантовой физики используют понятие волновой функции, что позволяет описать результаты эксперимента, но не объяснить его физический смысл. Существует три объяснения этого феномена, которые называют интерпретациями.
Классическая интерпретация квантовой механики, предложенная Нильсом Бором и Гейзенбергом во время их совместной работы в Копенгагене, говорит о том, что измерения, проводимые над частицами какими-либо приборами, оказывают на них влияние, из-за чего частицы начинают вести себя по-другому. Это называют «коллапсом волновой функции», когда у частицы становятся известны какие-то параметры (например, местоположение), ее волновая функция (показывающая вероятность пребывания частицы в том или ином месте) становится более определенной.
Позднее американские ученые Джон фон Нейман и Юджин Вигнер задумались о том, а действительно ли факт измерения влияет на коллапс волновой функции, или скорее тот факт, что параметры частицы становятся известны человеку, то есть тут вступает в игру понятие сознания. Но в целом интерпретация фон Неймана-Вигнера не получила большого распространения, поскольку проблема сознания физикой напрямую не изучается.
Альтернативное объяснение — та самая концепция мультивселенных Эверетта, когда любое измерение создает точку выбора, в которой происходит ветвление между несколькими альтернативными вселенными. В этом случае знание результата измерения просто «направляет» нас по одному из возможных путей в мультивселенной.
— А как это все связано с гипотезой о симуляции?
— Исследовать квантовые эффекты для подтверждения гипотезы симуляции предложил в своей статье бывший сотрудник NASA, физик Томас Кэмпбелл и его соавторы. Статья «On testing the simulation theory» («О проверке теории имитационного моделирования»), была опубликована еще в 2017 году. Основная идея статьи основана на предположении, что создатели симуляции будут экономить ресурсы, а значит параметры частиц, не наблюдаемых каким-либо участником симуляции, не будут рассчитываться вселенским компьютером.
В версии двухщелевого эксперимента, описанной в статье, предлагается осуществлять детекцию частиц на щелях, но игнорировать эту информацию и не доводить ее до наблюдателя-человека. Если при этом свет продолжит вести себя как волна, то есть коллапса волновой функции не произойдет, — это может служить доводом к тому, что мир — это «экономная» симуляция, которая не учитывает состояние системы, на которую в данный момент не смотрит «сознательный» наблюдатель.
Прошло семь лет, и вот ученые Калифорнийского политехнического университета решили провести этот эксперимент, а также еще несколько описанных в статье. С нетерпением будем ждать результатов!
— А с вашей точки зрения, может ли «несостыковка» с фотоном указывать на то, что мы находимся в симуляции?
— Для меня вообще вся квантовая физика «попахивает» симуляцией. В наблюдаемом нами мире мы не видим квантовых эффектов, но при попытке «углубиться в детали» мир начинает вести себя цифровым образом. На самом деле, это не обязательно означает, что мы живем в искусственной созданной кем-то симуляции — возможно, просто весь мир вокруг нас представляет собой гигантский компьютер, то есть устроен цифровым, вычислительным образом. Об этом говорит, например, Эд Фредкин в своей цифровой философии, хотя аналогичные идеи высказывались еще раньше Конрадом Цузе.
Но, возвращаясь к эксперименту, по моему мнению, он скорее может дать какие-то убедительные доводы «за» или «против» симуляции, нежели окончательно подтвердить или опровергнуть эту гипотезу — поскольку все рассуждения в статье строятся на предположении «экономной симуляции».
— Что же человечеству делать, если выяснится, что Вселенная — одна большая «игра»?
— На этот вопрос хорошо отвечает статья Робина Хэнсона «Как жить в симуляции», в которой описана самая большая опасность для человека в «игровом» мире и некоторые рецепты выживания в нем.
В частности, там указано: если мы осознаем, что живем в симуляции, самой большой опасностью будет вероятность того, что нас «отключат», удалят как персонажа игры для экономии ресурсов. А это может произойти, если мы будем неинтересны. Поэтому, советует Хэнсон, нужно стремиться либо занять важное место в обществе (чтобы наше исчезновение повлекло за собой большие изменения в системе), либо вести себя неадекватно, чтобы за нами было интересно наблюдать. Я, например, стараюсь, на всякий случай, следовать обоим принципам.
Что думаешь? Комментарии