Puzzle

Тима Классный, 2019

Часто можно услышать, как люди говорят: "Зачем нам тратить деньги на космос, если у нас столько проблем на Земле?". Люди не понимают, что существует задержка во времени между передовыми научными исследованиями и тем, как они изменят нашу жизнь в перспективе. Это настолько недальновидно, что может стать началом нашего конца. В этой книге вы не найдете научные теории или высказывания великих умов. Но она подарит почву для размышлений над простыми, казалось бы, вопросами. Предлагаю провести путешествие в мир науки и собрать все свои знания в единый пазл.

Наша жизнь всего лишь симуляция?

Первый в мире программируемый компьютер zuse z1 был в состоянии выполнить две операции с плавающей запятой в секунду. Спустя всего 79 лет, современные компьютеры делают это в двадцать семь триллионов раз быстрее. По оценкам ученых, в последующую сотню лет мощность вычислительных машин вырастет еще в несколько миллионов раз. Тяжело даже представить в каком мире будут жить наши дети и внуки. Уже сейчас виртуальные миры по типу gta шокируют своей детализацией, а через пятьдесят-сто лет они и вовсе могут стать неотличимы от реальности. По сути, мы сможем создать некую виртуальную вселенную, персонажи которой обретут разум, но не будут знать о том, что живут в симуляции. Это наталкивает на пугающие мысли: а что если мы и есть те самые персонажи? Что если весь мир, который вы видите за окном, симуляция?

То, что я поведаю вам дальше, вполне может кардинально перевернуть вашу картину мира. Гипотезу виртуальности нашего мира впервые представил широкой общественности, философ Ник Бостром в 2003 году. Суть ее заключается в том, что, если в нашей вселенной существует множество развитых цивилизаций, вполне вероятно, что они могут создавать симуляции подобные тем, в которые играете вы или ваши дети, сидя за компьютером, только уже в миллионы раз крупнее и реалистичнее. Это значит, что прямо сейчас мы с вами можем быть в роли npc в какой-нибудь инопланетянской песочницы, и чем дальше, тем больше людей начинают говорить об этом всерьез. К примеру, тот же Илон Маск в 2016 заявил, что “есть лишь один шанс из миллиарда, что наша реальность не подделка”.

Когда подобное слышишь от людей, вроде Илона, невольно сам начинаешь сомневаться и пытаться докопаться до истины. Это мы с вами сейчас и сделаем. Доказательства нашей виртуальности:

Gta5 является очень наглядным примером того, как все это может быть устроено. Находясь непосредственно в игре, на одной из улиц виртуального города вы видите очень знакомую картину: вокруг вас полно машин, спешащих куда-то вдаль, на тротуарах толпы людей, следующих по своим делам, в общем все то же самое, что и в жизни. При этом такая картина сопровождает вас все время, вне зависимости от гео-локации, свернув за угол вы видите все те же машины и все те же толпы прохожих. Таким образом, находясь на одной улице Лос-Сантоса вы думаете, что точно такая же история происходит и на других, что во всем городе, в любой его точке кипит жизнь. На самом деле это не так. Все, что вы видите — лишь иллюзия.

Пока вы находитесь на улице с условным названием А, на улице Б царит абсолютная пустота. Там ничего не происходит, но стоит вам там появится, как движок игры незаметно для вас прорисует вокруг всю ту же бурлящую жизнь, в то время как у лица А утонет в тишине. Все современные видеоигры работают по этому принципу: пока вас нет на определенной локации виртуального города, там нет абсолютно ничего, ни людей, ни машин, ни самого города. Таким образом разработчики оптимизируют игру с целью снижения нагрузки на компьютерное железо. Благодаря этому вы собственно и наслаждаетесь столь реалистичной графикой и физикой в современных шедеврах игровой индустрии. Если игрок, а точнее персонаж повернулся и что-то рассматривает, картинка перед ним становится максимально подробной, а все, что за спиной упрощается до полного исчезновения. Именно так можно получить отличную графику, при приемлемой нагрузке на игровую платформу.

Если в gta взглянуть на город с высоты, мы увидим, как по улицам несутся автомобили. Значит, мощности хватает для такой сложной подробной картинки? Не будем торопиться с выводами. У машин вдалеке физика, мягко говоря, не убедительна. Выпускаем ракеты с самолета в автомобиль, и она даже не разлетается, подлетаем поближе — бабах выглядит намного реалистичнее.

Следующий пример — civilization 5. Если резко сместить камеру в противоположный участок карты, локация станет подгружаться прямо на глазах. Почему не на пару секунд раньше? Движок не совершенен, поэтому мы можем заметить, как картинка откликается на наши действия, понимая, что ею заинтересовались. Игрок влияет на мир игры самим фактом наблюдения. Так и будут работать любые видеоигры будущего. Даже если сверхмощные компьютеры новых поколений смогут одновременно просчитывать все более-менее крупные объекты в большой локации, всегда останутся мелкие детали: мухи, травинки, да хоть микробы, которые подгрузятся только под взглядом наблюдателя-игрока. От оптимизации никуда не денешься.

Гипотеза симуляции — первое доказательство.

Вспомним про самый знаменитый опыт в истории физики: опыт Юнга. Именно он стал одной из причин переворота физики. Если в щит с прорезью метать твердые шарики, на экране за щитом останется одна полоска от ударов. Если в щите две полоски, то и полосок будут две. А как поведут себя волны? Они пройдут через прорезь и распространяться. Наибольшая сила удара придется именно на линию прорези, как и в случае шариками, но, если добавить вторую прорезь, все изменится: на проекционном экране будет ряд чередующихся интерференционных полос, что доказывает волновую теорию света. Будь вместо волн частицы-корпускулы, они бы вели себя как шарики, и экран, между полосками света соответствующий прорезям, оставался бы неосвещенным. Позже выяснилось, что электроны и протоны ведут себя точно так же.

Появилось предположение, что частицы бьются друг об друга и разлетаются в стороны. Физики попробовали выстреливать частицы поодиночке. И что вы думаете? Получился все тот же интерференционный рисунок, будто частица делилась на две, проходила через обе щели и ударялась об себя же. Физики попробовали выяснить, через какую прорезь проскакивает конкретная частица, и установили измерительный прибор. Но тут частицы оставили на экране след из двух четких полосок и никакой интерференции. Пришлось признать: факт наблюдения или измерения разрушил волновую функцию частицы. Электрон, под воздействием наблюдения, повел себя, как частица, пролетая через одну щель, а не через две.

Интерпретации.

Ну что, похоже на работу игрового движка? Можно подумать, что наш мир запущен на компьютере, мощности которого не хватает, чтобы просчитать движение каждой частицы, поэтому он выбирает упрощенный вариант, а если появляется наблюдатель, который не должен усомниться в реальности мира, применяются точные расчеты. Но подобные объяснения не могли прийти в голову людям прошлого. Результаты эксперимента Юнга опубликованы в 1803 году, когда о виртуальной реальности невозможно было и подумать. Опыт не давал и не дает покоя многим ученым.

Самая известная попытка уложить картинку в строенную теорию, копенгагенская интерпретация, была предложена в 1927 году в датской столице. Нильс Бор и Вильям Хайзенберг выдвинули гипотезу, что элементарные частицы — это одновременно еще и волны. Чтобы измерить электрон, надо его ударить об кванты измерительного прибора, тогда волновые функции схлопываются и остаются только свойства частиц. То есть, кванты прибора, а не факт наблюдения, влияют на результат опыта. Правда, если эта теория верна, то гипотеза матрицы ей не противоречит. К примеру, фотонная программа может распространяться в сети, как волна и перезапускаться, когда узел перегружен, превращаясь в частицу. Так можно объяснить и квантовые волны, и коллапс волновой функции.

Ещё одно предположение на этот счет — многомировая интерпретация. Если сильно упростить выглядит она так: можно предположить, что существуют параллельные вселенные, подчиняющиеся единым законам природы и при измерении квантового объекта, наблюдатель, как бы разделяется на несколько версий. Каждая версия видит свой результат измерения и действует в соответствии с ним в своей вселенной. Такая труднопредставимая, на взгляд обывателя, картинка. Какой теории доверять, каждый решает сам.

При опросе, который провели 20 лет назад на симпозиуме, 13 физиков выбрали копенгагенскую, 8 многомировую. Еще несколько предпочитали менее популярные варианты, а 18 участников не принимали ни одно существующую гипотезу. Спорят физики по сей день. В 2006 году ученые провели более изощренную версию эксперимента с отложенным выбором. Выглядело это так: частицы пропустили сквозь знаменитый щит с прорезями и измерили в момент, когда они миновали щит, но не долетели до экрана. Примерный аналог: наблюдатель, который открывает глаза только в определенный миг. И что же? Электроны вели себя, как частицы, словно они не проходили через две прорези и не изображали волну.

Следующем намеком, на существование матрицы, может быть максимальная скорость вселенной. Эйнштейн объяснил всем нам, что скорость света в вакууме — константа и превысить ее невозможно. Чем быстрее объект движется, тем сильнее замедляется его время, а на скорости в 300000 километров в секунду оно и вовсе останавливается. То есть, на космическом корабле, обладающим такой скоростью, можно домчаться до далёких галактик, скажем, за три миллиарда световых лет в мгновение ока, конечно по вашему времени, а для земного наблюдателя прошли бы те самые три миллиарда лет. Время фотона стоит на нуле. Сильнее ускориться он не может, для этого пришлось бы еще сильнее замедлять время, но уже не куда.

Но почему у скорости и времени такие отношения, почему взаимосвязаны пространство и время? Для виртуального мира ответ напрашивается сам: если скорость света — продукт обработки информации, то мир обновляется с определенной скоростью. Это в триллионы раз быстрее, чем любой супер-компьютер, но принцип тот же: время при росте скорости замедляется, ибо виртуальная реальность зависит от виртуального времени. Когда компьютер подвисает, игровое время тоже немного замедляется. В нашем мире, время замедляется с ростом скорости или рядом с массивными объектами, и этот процесс подозрительно похож. Можно допустить, что в корабле, который несется с огромной скоростью, циклы обработки системы подвисают ради экономии ресурсов.

Третье доказательство. Самое интересное доказательство гипотезы-симуляции — квантовая запутанность. Фотон, летящий в пространстве, можно считать вращающимся, то есть обладающим спином. Вообще-то фотоны не вращаются, но у нас ведь упрощенная модель. Физики считают, что до наблюдения у частицы не бывает конкретного спина. Пока на фотон никто не смотрит, он не может сам определить в какую сторону ему крутится, то есть пребывает в суперпозиции неопределенности. Кажется, будто природе сложно рассчитать вращение каждой частицы, и она использует для этого упрощенную схему. Но стоит появиться наблюдателю, и частица становится более сложной физически, а ее вращение просчитывается.

В предложенном Эйнштейном эксперименте, который должен был проверить на прочность копенгагенскую интерпретацию, получились очень любопытные результаты. Суть дела в следующем: если атом, к примеру цезия, испускает два фотона в разных направлениях, то, из-за закона сохранения импульса, их состояние будет взаимосвязано. Если один вращается снизу вверх, другой будет крутиться сверху вниз. Это и называется квантовая запутанность. Но ведь фотон, до проведения наблюдения, не знает куда ему вертеться. Если факт наблюдения заставил его выбрать один из вариантов, запутанный собрат должен сразу же закрутиться в другую сторону. То есть фактом наблюдения мы влияем на вращение фотона за которым не наблюдали, причем второму фотону требуется не только обрести спин, но и сделать это мгновенно, даже если фотоны разнесены на большое расстояние. То есть, если запутанные фотоны разбежались на разные концы вселенной — эта информация должна долететь до собрата в квадриллионы раз быстрее скорости света, чтобы он мгновенно обрел спин.

Это невероятно. К тому же, это нарушает законы физики, ведь ничто не может двигаться быстрее фотонов в вакууме. Однако второму фотону все-таки удается получить информацию в мгновенье ока. Но как он, с такой скоростью, узнает, что над собратом произвели наблюдение и он вращается в какую-то определенную сторону? Эйнштейн был уверен, что такая мгновенная связь невозможна и предполагал, что, когда запутанные фотоны вылетают из атома, они уже содержат информацию о спине и знают, как будут вращаться, если или когда над ними произведут наблюдения. То есть наблюдатель не меняет, а узнает спин частицы. Но через 17 лет, после смерти Эйнштейна, выяснилось, что гений в этом случае ошибся.

Чтобы доказать наличие или отсутствие у частицы информации о том, в какую сторону ей вращаться после наблюдения, ирландский физик Джон Бэл поставил весьма сложный и хитроумный эксперимент. В итоге Бэл доказал, что до наблюдения частица, даже запутанная, не знает как станет крутиться. Рандомный выбор спина получается строго после измерения. То есть запутанные частицы могут передавать друг другу информацию гораздо быстрее скорости света. Эксперимент преподнес больше новых вопросов, чем ответов.

В 2008 году группа исследователей из университета Женевы, решила уточнить скорость обмена информацией между запутанными частицами. Два запутанных фотона разместили на расстоянии 18 километров друг от друга. Измерили одну частицу и зарегистрировали, как быстро реагирует вторая. Технология позволила бы зафиксировать задержку в сто тысяч раз превышающую скорость света, но даже такой крошечной паузы не было. Получилось, что запутанные фотоны умеют передавать информацию, как минимум в 100000 раз быстрее скорости света, а может и вовсе моментально. Может Эйнштейн был прав говоря, что мгновенная связь в физическом мире невозможна.

Конец ознакомительного фрагмента.