Файл: Дойч. Структура Реальности.doc

Таким образом, будущие перспективы поглощения квантовой фи­зикой не только теории вычисления, но и теории доказательства(у ко­торой есть альтернативное название «мета-математики») представля­ются мне свидетельством двух тенденций. Первая тенденция в том, что человеческое знание в целом продолжало принимать единую структу­ру, которой оно должно обладать, если оно понятно в том смысле, на который я надеялся. И вторая тенденция в том, что сама единая струк­тура должна состоять из непрерывно углубляющейся и расширяющейся теории фундаментальной физики.

Читатель узнает, что мое мнение насчет второй тенденции изме­нилось. Характер структуры реальности, которую я предлагаю сейчас, касается не только фундаментальной физики. Например, квантовая тео­рия вычисления была создана путем выведения принципов вычисления не только из квантовой физики. Она включает принцип Тьюринга, ко­торый уже был, под названием гипотезыЧерча-Тьюринга, основой те­ории вычисления. Его никогда не использовали в физике, но я доказал, что его можно должным образом понять только как физический прин­цип. Он находится на одном уровне с принципом сохранения энергии и другими законами термодинамики: то есть, он являет собой ограни­чивающее условие, которому, для пользы нашего знания, подчиняются все остальные теории. Но в отличие от существующих законов физики, он имеет исходящий характер, который обращается прямо к свойст­вам сложных машин и только косвенно к дробноатомным объектам и процессам. (Можно утверждать, что второй закон термодинамики — принцип увеличения энтропии — тоже имеет эту форму).

Точно так же, если мы понимаем знаниеиадаптациюкак струк­туру, которая тянется через множество вселенных, то мы ожидаем, что принципы эпистемологии и эволюции можно прямо выразить в ви­де законов о структуре мультиверса. То есть, они являются физичес­кими законами, но на исходящем уровне. Вероятно, квантовая теория сложности еще не достигла того уровня, где она может выразить в фи­зической форме высказывание о том, что знание может расти только в ситуациях, соответствующих модели Поппера, показанной на рисун­ке 3.3. Однако появления высказывания именно такого рода я ожидаю в появляющейся Теории Всего, объяснительной и предсказательной те­ории, объединяющей все четыре нити.

При таком положении вещей мнение о том, что квантовая физика поглощает другие направления, следует рассматривать как ограничен­ный взгляд физиков, испорченный, возможно, редукционизмом. Дей­ствительно, каждая из трех оставшихся нитей достаточно богато, что­бы сформировать целую основу мировоззрения некоторых людей почти так же, как фундаментальная физика формирует основу мировоззрения редукционистов. Ричард Доукинс считает, что «Если высшие создания из космоса когда-либо посетят Землю, их первым вопросом, для оценки уровня нашей цивилизации будет: «Они уже обнаружили эволюцию?»» Многие философы согласны с Рене Декартом, что эпистемология лежит в основе всего остального знания и что нечто подобное аргументу Де­карта cogito ergo sum —это наше самое основное объяснение. Многие специалисты по вычислительной технике были так поражены недавно открытыми связями между физикой и вычислением, что сделали вы­вод, что вселенная — это компьютер, а законы физики - программы, обрабатываемые этим компьютером. Но все это узкие взгляды на ис­тинную структуру реальности, которые даже вводят в заблуждение. Объективно новый синтез имеет свой собственный характер, который существенно отличается от характера любой из четырех объединяемых им нитей.

Например, я заметил, что фундаментальные теории каждой из че­тырех нитей подвергались критике, частично справедливой, за их «на­ивность», «ограниченность», «холодность» и т. д. Поэтому с точки зрения физика-редукциониста, подобного Стивену Хокингу, человеческая ра­са — это всего лишь астрофизически неважный «химический мусор». Стивен Вайнберг думает, что «Чем более понятной кажется вселенная, тем более бессмысленной она кажется. Но если в плодах нашего иссле­дования нет утешения, то, по крайней мере, некоторая доля утешения есть в самом исследовании». (The First. Three Minutes¹, стр. 154). Но любой, кто не связан с фундаментальной физикой, должен заинтересо­ваться, почему это происходит.

Что касается вычисления, специалист по вычислительной технике Томассо Тоффоли заметил, что «мы никогда не выполняем вычисление самостоятельно, мы просто подключаемся к великому Вычислению, ко­торое уже происходит». Для него это не вопль отчаяния — совсем на­оборот. Однако критики мировоззрения, основанного на теории вычис­лительных систем, не хотят видеть себя в виде чьей-то программы, обрабатываемой чьим-то компьютером. Теория эволюции, понимаемая в узком смысле, рассматривает нас как простые «средства» реплика­ции наших генов или мимов и отказывается отвечать на вопрос о том, почему эволюция стремилась создавать все большую адаптивную слож­ность, или на вопрос о роли, которую такая сложность играет в более широкой схеме всего. Подобным образом, (крипто-)индуктивистская критика эпистемологии Поппера заключается в том, что, формулируя условия роста научного знания, его эпистемология не объясняет, по­чемуэто знание растет — почему она создает теории, которые стоит использовать.

Как я уже объяснил, в каждом случае защита зависит от представ­ления объяснений других нитей. Мы не просто«химический мусор», потому что (например) макроскопическое поведение нашей планеты, звезды и галактики зависит от исходящего, но фундаментального физического свойства:знания вэтом мусоре. Создание полезного знания в процессе науки и адаптации в процессе эволюции следует понимать как исход самоподобности, подтвержденной физическим принципом, принципом Тьюринга. И т.д.

Таким образом, проблема принятия одной из этих фундаменталь­ных теорий за основу мировоззрения состоит в том, что каждая из них является редукционистской. в широком смысле этого слова. То есть, они обладают монолитной объяснительной структурой, в которой из нескольких чрезвычайно глубоких идей следует все остальное. Но это оставляет аспекты самого предмета полностью необъясненными. На­против, объяснительная структура, которую они совместнопредостав­ляют для структуры реальности, не является иерархической: каждая из четырех нитей содержит принципы, которые «исходят» из перспектив трех других, но, тем не менее, помогают объяснить их.

Кажется, что три нити из четырех исключают людей с их ценнос­тями из фундаментального уровня объяснения. Четвертая нить, эпистемология, выдвигает знание на передний план, но не дает причины рас­сматривать саму эпистемологию как имеющую значимость за предела­ми психологии нашего вида. Знание кажется ограниченной концепцией, пока мы не рассматриваем его с перспективы мультиверса. Но если зна­ние обладает фундаментальной важностью, мы можем спросить, какая же роль в единой структуре реальности кажется естественной для су­ществ, создающих знание, таких, как мы сами. Этот вопрос изучил космолог Фрэнк Типлер. Его ответ, теория омега-точки, —отличный пример теории, которая, если соотнести ее с этой книгой, рассказывает о структуре реальности в целом. Она не укладывается в рамки ни одной из нитей, но неприводимо принадлежит всем четырем. К сожалению, книга ТиплераThe Physics of Immortality²⁷содержит преувеличенные притязания на его теорию, из-за которых большинство ученых и фи­лософов сразу же отвергло ее, тем самым упустив ценную основную идею, которую я сейчас объясню.

С моей точки зрения, простейшая точка входа в теорию омега-точки — принцип Тьюринга. Универсальный генератор виртуальной реальности физически возможен. Такая машина способна передать как любую физически возможную среду, так и определенные гипотетичес­кие и абстрактные категории с любой желаемой точностью. Следовательно, его компьютер имеет потенциально неограниченное требование дополнительной памяти и может выполнить неограниченное количест­во этапов. Тривиально было встраивать это в классическую теорию вычисления, поскольку универсальный компьютер считался абстрак­цией в чистом виде. Тьюринг просто постулировал ленту с бесконечно долгой памятью (с самоочевидными, на его взгляд, свойствами), совер­шенно точный процессор, не требующий ни мощности, ни обслужива­ния, и неограниченное время. В том, чтобы сделать эту модель более реалистичной, разрешив периодическое обслуживание, нет принципи­альной проблемы, но три остальных требования — неограниченная ем­кость памяти, неограниченное время обработки и энергоснабжение — проблематичны в свете существующей космологической теории. В не­которых современных космологических моделях вселенная после Боль­шого Сжатия повторно разрушится через конечное время и будет так­же пространственно конечной. Вселенная имеет геометрию «3-х мерной сферы», трехмерного аналога двухмерной поверхности сферы. В этой связи такая космология наложила бы конечный предел как на емкость памяти, так и на количество этапов обработки, которые смогла бы осу­ществить машина до конца вселенной. Это сделало бы универсальный компьютер физически невозможным, и принцип Тьюринга был бы на­рушен. В других космологических моделях вселенная продолжает веч­но расширяться и является пространственно бесконечной, что, на пер­вый взгляд, может предоставить неограниченный источник материала для создания дополнительной памяти. К сожалению, в большинстве по­добных моделей плотность энергии, доступной мощности компьютера, уменьшалась бы с расширением вселенной, и ее пришлось бы собирать очень далеко от Земли. Из-за того, что физика налагает на скорость абсолютный предел — скорость света, — доступ к памяти компьюте­ра пришлось бы замедлить, и, в конечном итоге, мы снова пришли бы к выполнению только конечного числа этапов вычисления.

Ключевое открытие теории омега-точки — это открытие класса космологических моделей, в которых, несмотря на конечность вселен­ной как в пространстве, так и во времени, емкость памяти, количест­во возможных этапов вычисления и снабжение эффективной энерги­ей неограниченны. Эта мнимая невозможность может произойти из-за чрезвычайной силы конечных моментов разрушения Большого Сжатия вселенной. Сингулярности пространства-времени, подобные Большому Взрыву и Большому Сжатию, редко бывают спокойными местами, но это гораздо хуже большинства из них. Форма вселенной изменится от трехмерной сферы на трехмерный аналог поверхности эллипсоида. Сте­пень деформации увеличится, потом уменьшится, потом снова увели­чится еще быстрее по отношению к другой оси. Как амплитуда, так и частота этих осцилляции будет безгранично увеличиваться по ме­ре приближения к конечной сингулярности, так что буквально беско­нечное количество осцилляции произойдет, даже если конец наступит за конечное время. Материя, как мы знаем ее, не выживет: вся ма­терия, и даже сами атомы, будет разорвана гравитационными силами сдвига, вызванными деформированным пространством-временем. Од­нако эти силы сдвига также обеспечат неограниченный источник до­ступной энергии, который в принципе можно будет использовать для питания компьютера. Как в таких условиях может существовать ком­пьютер? Единственным «материалом», который останется для создания компьютеров, будут элементарные частицы и сама гравитация, пред­положительно в каких-то в высшей степени экзотических квантовых состояниях, существование которых мы (все еще не имея адекватной теории квантовой гравитации) сейчас не можем ни подтвердить, ни опровергнуть. (Вопрос об их экспериментальном наблюдении, конечно, не стоит). Если подходящие состояния частиц и гравитационного поля существуют, то они также обеспечат неограниченную емкость памяти, и вселенная будет сжиматься так быстро, что бесконечное количество доступов к памяти станет осуществимым за конечное время до кон­ца вселенной. Конечную точку гравитационного разрушения, Большое Сжатие этой космологии, Типлер называет омега-точкой.

Принцип Тьюринга означает, что не существует верхней границы количества физически возможных этапов вычисления. Таким образом. при условии, что космология омега-точки — это (при правдоподобных допущениях) единственный тип космологии, при котором может про­изойти бесконечное количество этапов вычисления, можно сделать вы­вод. что наше действительное пространство-время должно иметь фор­му омега-точки. Поскольку все вычисление прекратится, как только не останется переменных, способных переносить информацию, мож­но сделать вывод, что необходимые физические переменные (возмож­но, квантово-гравитационные переменные) действительно существуют прямо до омега-точки.

Скептик мог бы поспорить, что рассуждение такого рода содержит громоздкую и неоправданную экстраполяцию. У нас есть опыт «уни­версальных» компьютеров только в самой благоприятной среде, кото­рая даже отдаленно не напоминает конечные стадии вселенной. И у нас есть опыт выполнения на этих компьютерах только конечного коли­чества этапов вычисления, при использовании только конечного объема памяти. Как может быть обоснована экстраполяция от этих конечных чисел к бесконечности? Другими словами, как мы можем знать, что принцип Тьюринга, в его самой жизнестойкой форме, строго истинен? Какие существуют свидетельства того, что реальность подтверждает нечто большее, чем приблизительнуюуниверсальность?

Конечно, этот скептик — индуктивист. Более того, точно такой тип мышления (как я доказал в предыдущей главе) мешает нам по­нять и усовершенствовать наши лучшие теории. «Экстраполяция» за­висит или не зависит от того, с какой теорииначинают. Если начать с какой-то неопределенной, но ограниченной концепции того, что яв­ляется «нормальным» в возможностях вычисления, концепции, не обла­дающей лучшими из имеющихся объяснений этого предмета, толюбое применение этой теории вне знакомых условий будет рассматривать­ся как «неоправданная экстраполяция». Но если начать с объяснений лучшей из доступных фундаментальных теорий, то сама идея о том, что в чрезвычайных ситуациях остается в силе некая неясная «нор­мальность», будет выглядеть как неоправданная экстраполяция. Что­бы понять наши лучшие теории, мы должны всерьез принимать их как объяснения реальности, а не как простые обобщения существую­щих наблюдений. Принцип Тьюринга — это наша лучшая теория основ вычисления. Конечно, нам известно лишь конечное количество приме­ров, которые его подтверждают — но это касается любой научной тео­рии. Остается, и всегда будет оставаться, логическая возможность то­го, что универсальность может быть только приблизительной. Однако не существует конкурирующей теории вычисления, которая заявляла бы это. И на то есть хорошая причина, ибо «принцип приблизительной универсальности» не имел бы объяснительной силы. Например, если мы хотим понять, почему миркажетсяпонятным, объяснение могло бы заключаться в том, что мирявляетсяпонятным. Такое объясне­ние можно согласовать с другими объяснениями из других областей (на самом деле так и происходит). Но теория о том, что мир понятеннаполовину,ничего не объясняет, и ее невозможно согласовать с объ­яснениями из других областей, если толькоонине объяснят ее. Такая теория просто дает новую формулировку проблемы и вводит необъясненную константу: наполовину. Короче, допущение, что принцип Тью­ринга в полной форме остается в силе в конце вселенной, оправдывает то, что любое другое допущение портит хорошие объяснения того, что происходит здесь и сейчас.