Доцент кафедры физики Портсмутского университета (Великобритания) полагает, что гравитацию можно объяснить процессами снижения объёма информации в вычисляемой или смоделированной Вселенной.
Доктор Мелвин Вопсон (Melvin Vopson) в последние годы не раз попадал в заголовки новостей благодаря своим масштабным и, если верными, крайне значимым идеям о природе нашего мира. В частности, он заявлял, что нашёл (предварительные) доказательства гипотезы о том, что Вселенная на самом деле является симуляцией. Одно из наиболее обсуждаемых исследований Вопсона касалось анализа эволюции вируса SARS-CoV-2, вызвавшего пандемию COVID-19 — именно тогда он увидел возможные признаки «искусственности» устройства реальности.
В своей новой работе Вопсон объясняет, почему он считает, что ещё и гравитация может указывать на то, что мы живем внутри вычисляемой модели. В основе его рассуждений лежит понятие энтропии в теории информации — это признанный и полезный способ описания устройства Вселенной. Несмотря на сходство с привычной термодинамической энтропией, информационная энтропия имеет свои особенности.
«Физическая энтропия системы измеряет число всех возможных микросостояний, соответствующих её макросостоянию, — объяснял Вопсон в одной из своих прошлых работ. — Речь идёт о состоянии системы без учёта какой-либо информации. Но если мы создаём в этой системе N информационных состояний (например, записывая в неё цифровые биты), то появляются дополнительные информационные микросостояния. Энтропия, связанная с ними, называется информационной энтропией.»
Обычно со временем энтропия возрастает. Однако, по мнению Вопсона, информационная энтропия, напротив, стремится к уменьшению. Эту закономерность он называет «вторым законом инфодинамики». Примером может служить тепловая смерть Вселенной — момент, когда температура во всех её частях выравнивается. Физическая энтропия тогда достигает максимума, но информационная — наоборот, падает: возможности для событий становятся минимальными, а значит, информации становится меньше.
«Поскольку второй закон инфодинамики действует повсеместно и неизменно, можно сделать вывод, что вся Вселенная — это своего рода вычисляемая конструкция или гигантский компьютер», — пояснил Вопсон в статье для издания The Conversation.
«Если бы сложнейшая Вселенная вроде нашей была симуляцией, в ней обязательно должны быть механизмы оптимизации и сжатия данных, чтобы уменьшить требования к вычислительным ресурсам и объему памяти. Именно это мы и наблюдаем повсюду — от цифровых данных и биологических систем до математических симметрий и устройства самой Вселенной.»
В новой работе Вопсон сосредоточился на гравитации. Как и в случае с биологическими системами и симметриями, он предположил, что гравитация может быть способом уменьшения информации и экономии вычислительных ресурсов.
«Результаты моего исследования поддерживают идею о том, что Вселенная функционирует как гигантский компьютер, или что наша реальность — это симуляция, — заявил Вопсон. — Точно так же, как компьютеры стараются сжать данные и работать эффективнее, возможно, и Вселенная делает то же самое. Это новый взгляд на гравитацию: она может быть не просто притяжением, а проявлением стремления Вселенной поддерживать порядок.»
Читать ещё: Как проверить, живём ли мы в компьютерной симуляции.
По его гипотезе, гравитация возникает из энтропийных сил: когда несколько объектов притягиваются друг к другу, описание всей системы становится проще, а значит — требуется меньше вычислительных затрат.
«Проще говоря, намного эффективнее отслеживать движение одного большого объекта, чем множества маленьких. Следовательно, гравитационное притяжение можно рассматривать как механизм оптимизации в вычислительном процессе, целью которого является сжатие информации», — объяснил Вопсон.
«Выведя закон всемирного тяготения Ньютона через принципы теории информации, я пришёл к выводу, что гравитация — это проявление фундаментального стремления к снижению информационной энтропии во Вселенной», — добавил он в своей научной статье.
«Будет ли доказано, что Вселенная действительно является вычисляемой конструкцией, — вопрос открытый. Однако энтропийная природа гравитации свидетельствует о том, что информация — это базовый элемент физической реальности, а процессы сжатия данных — движущая сила развития Вселенной. Будущие исследования должны сосредоточиться на уточнении этой модели, её применении в контексте релятивистской и квантовой гравитации и поиске экспериментальных подтверждений.»
Впрочем, хотя гипотеза о симуляции набрала популярность в эпоху компьютеров, работа Вопсона не предлагает явных доказательств или новых направлений научных исследований. Она также страдает от тех же философских проблем, что и все подобные теории: даже если предположить, что мы живем в симуляции, «реальные» законы физики остаются за пределами нашего понимания. Учёные на протяжении веков стремятся объяснить природу гравитации, и «мы просто в симуляции» выглядит не как научный ответ, а как уход от объяснения. И хотя нельзя полностью исключать такую возможность, определить её изнутри симуляции — а тем более выйти за её пределы — скорее всего невозможно.
Исследование было опубликовано в журнале AIP Advances.
