Noc w obserwatorium: granice algorytmów kontra rzeczywistośćTeleskop i gwiazdy: gdzie kończy się obliczanie, a zaczyna fizyka

Zespół fizyków kierowany przez Mira Faizala (UBC Okanagan) przedstawił argument, który podcina korzenie „hipotezy symulacji”. W skrócie: jeśli fundament rzeczywistości nie jest algorytmiczny, to żadna komputerowa symulacja – z definicji algorytmiczna – nie może odtworzyć naszego Wszechświata. Autorzy wspierają ten wniosek twierdzeniami Gödla, Tarskiego i Chaitina oraz proponują „Meta-Teorię Wszystkiego” (MToE), w której nad warstwą obliczeniową działa głębsza, niealgorytmiczna zasada. Praca ukazała się jako artykuł naukowy i preprint; to gorący temat w świecie fizyki teoretycznej.

O co toczy się gra: między Einsteina czasoprzestrzenią a światem kwantów

Fizyka od dekad próbuje pożenić ogólną teorię względności z mechaniką kwantową w jedną spójną Teorię Wszystkiego. W wielu nurtach (np. w podejściach „it-from-bit”) zakłada się, że czasoprzestrzeń i pola kwantowe wyłaniają się z informacji, którą można przetwarzać algorytmicznie. Nowa analiza mówi: nie tak prędko. Istnieją fundamentalne granice obliczalności, które sprawiają, że w pełni algorytmiczna ToE jest niemożliwa.

Klucz argumentu: matematyczne granice poznania

Autorzy odwołują się do trzech filarów logiki matematycznej:

  • Niezupełność Gödla – w każdym spójnym systemie są prawdziwe zdania, których nie da się w nim dowieść;
  • Niedefiniowalność Tarskiego – system arytmetyczny nie potrafi w pełni zdefiniować własnej prawdy;
  • Niezupełność informacyjna Chaitina – istnieje górny limit złożoności, którą opisze formalny system algorytmiczny.

Wniosek: pełen opis natury nie może być czysto obliczeniowy. A skoro symulacja to nic innego jak algorytm realizowany na maszynie, Wszechświat nie jest symulacją.

„Meta-Teoria Wszystkiego” zamiast „Teorii Wszystkiego”

Faizal i współautorzy proponują MToE – ramę, w której warstwa algorytmiczna (to, co umiemy liczyć) współistnieje z warstwą niealgorytmiczną (to, co wyznacza prawdę i spójność „z zewnątrz” systemu). Taka metawarstwa ma pomóc zmierzyć się z problemami, gdzie czysto obliczeniowe podejścia się załamują, np. z paradoksem informacji czarnej dziury. Brzmi śmiało? Tak – ale stoi na ramionach dobrze ugruntowanej logiki matematycznej.

A co z hipotezą symulacji?

Tu autorzy są bezkompromisowi: „Każda symulacja jest algorytmiczna i musi trzymać się zaprogramowanych reguł. Skoro fundament rzeczywistości jest niealgorytmiczny, Wszechświat nie może być symulacją” – podsumowuje Faizal. Wypowiedź i zarys pracy potwierdzają komunikaty prasowe i omówienia przygotowane przez UBC Okanagan oraz serwisy naukowe.

Dlaczego to ważne (i co dalej)?

  • Przesuwa poprzeczkę: zamiast szukać jednej „równania-klucza”, trzeba uwzględnić mechanizmy niealgorytmiczne w fundamentach fizyki.
  • Porządkuje język: rozdziela to, co da się policzyć, od tego, co musi zostać ustalone na poziomie meta.
  • Rozkręca debatę: wynik jest kontrowersyjny i będzie testowany – ale już teraz wyznacza kierunek, w którym warto patrzeć, łącząc fizykę i logikę matematyczną.

Na marginesie: jeśli liczyłeś na „Matrixa”, wygląda na to, że czerwona pigułka jednak nie istnieje. Za to istnieje matematyka, która mówi „sprawdzam”.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Journal of Holography Applications in Physics .

Udostępnij