Может ли гравитация быть ключом к разгадке одной из самых провокационных научных гипотез — идеи о том, что наша Вселенная является сложной симуляцией? Учёные утверждают, что гравитация может не просто притягивать объекты, а ещё и упорядочивать информацию, снижая её энтропию. Если это так, то мы стоим на пороге переосмысления не только физики, но и самой природы реальности.
От философии к науке
С древнегреческого философа Платона до Нео — героя антиутопического фильма «Матрица» — человечество не переставало задаваться вопросом о подлинной природе реальности. Можно ли на самом деле доверять тому, что мы видим, слышим, ощущаем на вкус, осязаем и обоняем? Или же мы до сих пор не осознали, насколько глубока «кроличья нора»?
В наше время эта идея получила форму гипотезы симуляции. Согласно ей, то, что мы воспринимаем как реальность, на самом деле представляет собой гиперреалистичную и невероятно сложную компьютерную симуляцию. Предположительно, её создали существа, чьё развитие намного превосходит наше собственное. Эту гипотезу впервые чётко сформулировал философ из Оксфорда Ник Бостром в 2003 году. С тех пор она обрела немало сторонников. Однако между философией и доказанной наукой лежит огромная пропасть. Чтобы её преодолеть, необходимо выстроить мост из надёжных эмпирических данных.
Гравитация и информационный порядок
Последние шесть лет физик Мелвин Вопсон из Портсмутского университета (Великобритания) занимается именно этим — он стремится заложить основу для научной проверки гипотезы симуляции. В своей новой научной работе, опубликованной в апреле в журнале AIP Advances, он рассматривает возможную ключевую роль гравитации. Согласно исследованию, гравитационное притяжение может снижать информационную энтропию. Иными словами, оно может навязывать упорядоченность информационному хаосу — подобно вычислительной системе.
Энтропия — это мера беспорядка в изолированной системе. Например, если в комнате порядок, то энтропия низкая. Но если не тратить энергию на уборку, со временем в комнате воцарится беспорядок, а уровень энтропии возрастёт. Этот же принцип, по словам Вопсона, можно применить к информации, но в противоположной форме.
«Если взять участок пространства с какими-либо объектами, то с ними будет связана информационная энтропия, — поясняет Вопсон. — Эта информация описывает свойства вещества: например, скорость или положение в пространстве». Информация обладает крайне малой массой, но, как утверждает учёный, она всё же измерима. Когда объекты под действием гравитации сближаются, информационная энтропия снижается. А это, в свою очередь, повышает уровень порядка в системе.
Информация как форма материи
Эти идеи тесно связаны с другим направлением исследований Вопсона, а именно — с представлением о том, что информация может быть пятой формой материи. Если его гипотеза окажется верной (а это, как признаёт сам учёный, огромное «если»), то её последствия могут изменить фундаментальные представления о природе Вселенной. В частности, она может пролить свет на такие явления, как тёмная энергия, квантовая гравитация и термодинамика чёрных дыр.
Переход от технологий к инфодинамике
Таким образом, новое исследование приближает науку ещё на шаг к возможности понять, действительно ли мы живём в симуляции. Сам Вопсон не сразу пришёл к этим идеям. До этого он специализировался в области физики твёрдого тела и технологий хранения данных. Он даже занимал пост старшего научного сотрудника по научным исследованиям и разработкам в американской компании Seagate, работающей в сфере цифрового хранения.
Вопсон не ставил перед собой цель изучать гипотезу симуляции. «Это было совершенно вне рамок моего мышления», — признаётся он. — «Работа в области физики твёрдого тела и цифровых технологий сформировала моё понимание информации и технологий. Думаю, я просто оказался в нужное время в нужном месте».
Новая научная гипотеза
Переломным моментом стал 2019 год. Тогда Вопсон, вдохновившись трудами Клода Шеннона — отца теории информации, — разработал принцип эквивалентности массы, энергии и информации. Позже он предложил и «второй закон инфодинамики». Как он сам признаёт, название слишком амбициозное. В то время как Второй закон термодинамики гласит, что энтропия любой замкнутой системы с течением времени либо остаётся неизменной, либо увеличивается, в случае информации всё иначе.
«Второй закон инфодинамики предполагает, что информационная энтропия должна уменьшаться. Это требует меньше вычислительных ресурсов и меньше объёма для хранения данных», — говорит Вопсон. — «Да, я был чересчур смел. Мы с коллегой выдвинули гипотезу, что это универсальный закон, но в качестве доказательства привели лишь два примера. С тех пор все мои усилия были направлены на поиск других систем, где это правило также работает».
Пандемия как научная возможность
Именно стремление найти такие доказательства привело Вопсона к научному исследованию гипотезы симуляции. Впервые его идеи начали подтверждаться в 2022 году — во время пандемии COVID-19. Анализируя доступные данные по мутациям вируса SARS-CoV-2, Вопсон заметил, что при мутациях вируса информационная энтропия снижалась. Если предположить, что наша Вселенная — это сверхсложная симуляция, то в ней должны быть встроены механизмы оптимизации и сжатия данных. А это необходимо для снижения сложности системы. С этой точки зрения мутации вируса могли бы быть доказательством работы таких механизмов оптимизации.
На грани науки
Вопсон опирается на теорию информации Шеннона и идеи физика Рольфа Ландауэра, который связывал термодинамику и информацию. В своей последней статье он также ссылается на концепцию «энтропийной гравитации», предложенную в 2011 году нидерландским физиком-теоретиком Эриком Верлинде. Согласно этой идее, гравитация — это не фундаментальная сила, а возникающее явление. Вопсон считает, что на самом деле гравитация — это следствие более глубоких процессов, таких как его Второй закон инфодинамики.
Несмотря на все эти смелые заявления, сделанные за шесть лет, Вопсон осознаёт, что его идеи пока далеки от доказанности. Он сам признаёт, что в названиях многих его публикаций стоят вопросительные знаки. Более того, в заключениях он всегда подчёркивает: гипотеза симуляции остаётся лишь гипотезой. По его словам, удивительно, но он сталкивается с очень небольшим количеством критики. Тем не менее, он открыт для любых замечаний и считает их важной частью научного процесса.
Цель — расширение знаний
Его конечная цель — расширить границы человеческого знания, даже если это приведёт к тому, что мы окончательно докажем: наша Вселенная реальна и несимулирована.
«Мы обязаны публиковать результаты, делиться идеями, выносить их в публичное пространство. Только тогда можно их обсуждать и опровергать», — говорит Вопсон. — «Иначе наука просто не будет двигаться вперёд».
