Υπάρχει ένα ερώτημα που βασανίζει τους φυσικούς του τελευταίου αιώνα, αλλά και το κοινό. Ζούμε σε μια προσομοίωση; Τώρα καταφέραμε να δώσουμε μια οριστική απάντηση στο ερώτημα, που έχει ξεσπάσει πολλές θεωρίες συνομωσίας, ιδιαίτερα μετά την ταινία Matrix.
Σε μια νέα και λεπτομερή ανάλυση της τρέχουσας θεωρίας, μια ομάδα φυσικών με επικεφαλής τον Mir Faizal από το Πανεπιστήμιο του British Columbia, έδειξε πως δεν υπάρχει καθολική «Θεωρία των Πάντων», που να συμβαδίζει άψογα με την γενική σχετικότητα και τη κβαντομηχανική, τουλάχιστον όχι μία αλγοριθμική θεωρία.
Μια φυσική συνέπεια αυτού είναι πως το Σύμπαν δε μπορεί να είναι μια προσομοίωση, καθώς οποιαδήποτε αντίστοιχη προσομοίωση θα πρέπει να λειτουργεί αλγοριθμικά.
«Έχουμε δείξει ότι είναι αδύνατο να περιγράψουμε όλες τις πτυχές της φυσικής πραγματικότητας χρησιμοποιώντας μια υπολογιστική θεωρία της κβαντικής βαρύτητας», λέει ο Faizal.
«Επομένως, καμία φυσικά ολοκληρωμένη και συνεπής θεωρία των πάντων δεν μπορεί να προκύψει μόνο από υπολογισμούς. Αντίθετα, απαιτεί μια μη αλγοριθμική κατανόηση, η οποία είναι πιο θεμελιώδης από τους υπολογιστικούς νόμους της κβαντικής βαρύτητας και επομένως πιο θεμελιώδης από τον ίδιο τον χωροχρόνο».
Ένα από τα πιο ολέθρια αγκάθια στην κατανόησή μας για το πώς λειτουργούν τα πάντα είναι η άλυτη σχέση μεταξύ της ομοιόμορφης δομής του χωροχρόνου και της ασαφούς δυαδικότητας της κβαντομηχανικής. Γνωρίζουμε ότι το Σύμπαν λειτουργεί , αλλά τα μαθηματικά που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν κάθε βασίλειο καταρρέουν όταν εφαρμόζονται στα άλλα. Δηλαδή δε μπορούμε να εξηγήσουμε την κβαντομηχανική με τα μαθηματικά της γενικής σχετικότητας.
Εδώ και καιρό οι φυσικοί προσπαθούν να βρουν μια μαθηματική λύσης, την λεγόμενη Θεωρία των Πάντων ή την κβαντική βαρύτητα, δηλαδή κάτι που θα επιτρέπει να γίνει ομαλά η μετάβαση μεταξύ της γενικής σχετικότητας και της κβαντικής θεωρίας, ενοποιώντας πρακτικά τις δύο θεωρίες.
Ο Faizal και η ομάδα του τόνισαν πως υπάρχουν δημοφιλείς προσπάθειες για την επίλυση των προβλημάτων αυτής της μετάβασης, όπως η θεωρία χορδών, που αν και δίνουν αποτελέσματα που μπορούμε κατά κάποιο τρόπο να δούμε, δεν έχουν αποδειχθεί πειραματικά.
Σύμφωνα με αυτές τις θεωρίες, ο χωροχρόνος και τα κβαντικά πεδία προκύπτουν από μια βάση καθαρής πληροφορίας, πέρα από την οποία δεν υπάρχει τίποτα, όπως περιγράφεται συνοπτικά από τον Αμερικανό θεωρητικό φυσικό John Wheeler ως το να «πάρεις το it από το bit». Η ομάδα όμως πίσω από τη μελέτη λέει πως υπάρχουν βάσιμοι λόγοι για τους οποίος δε συμβαίνει αυτό.
«Βασιζόμενοι σε μαθηματικά θεωρήματα που σχετίζονται με την ατέλεια και την αοριστία, αποδεικνύουμε ότι μια πλήρως συνεπής και ολοκληρωμένη περιγραφή της πραγματικότητας δεν μπορεί να επιτευχθεί μόνο μέσω υπολογισμών», εξηγεί ο Faizal.
«Απαιτεί μη αλγοριθμική κατανόηση, η οποία εξ ορισμού υπερβαίνει τον αλγοριθμικό υπολογισμό και ως εκ τούτου δεν μπορεί να προσομοιωθεί. Ως εκ τούτου, αυτό το Σύμπαν δεν μπορεί να είναι μια προσομοίωση».
Υποστηρίζοντας ότι οι πληροφορίες από τις οποίες προκύπτει η πραγματικότητα θα έπρεπε να είναι ταυτόχρονα θεμελιώδεις και πεπερασμένες, οι φυσικοί στράφηκαν στους μαθηματικούς Kurt Gödel, Alfred Tarski και Gregory Chaitin για να διερευνήσουν την υπόθεσή τους.
Αυτοί οι τρεις μαθηματικοί του περασμένου αιώνα, έδειξαν ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλον, πως υπάρχουν αυστηρά όρια στην ικανότητά μας να κατανοήσουμε το Σύμπαν.
Τα διάσημα θεωρήματα μη πληρότητας του Gödel του 1931 έδειξαν ότι οποιοδήποτε συνεπές μαθηματικό σύστημα θα περιέχει αληθείς προτάσεις που παρόλα αυτά δεν μπορούν να αποδειχθούν χρησιμοποιώντας τους δικούς του κανόνες. Το θεώρημα μη ορισμού του Tarski του 1933 έδειξε ότι ένα αριθμητικό σύστημα δεν μπορεί να ορίσει τη δική του αλήθεια.
Η ΔΕΗ ανακοινώνει internet σε όλους με τιμή που μοιάζει σαν ένα μεγάλο ψέμα
Τέλος, το θεώρημα μη πληρότητας του Chaitin, το οποίο είναι παρόμοιο με το έργο του Gödel, δείχνει ότι υπάρχει ένα αυστηρό ανώτατο όριο στην πολυπλοκότητα που μπορεί να περιγράψει ένα τυπικό αλγοριθμικό σύστημα.
Με βάση τα θεωρήματα μη πληρότητας των μαθηματικών λοιπόν, οι φυσικοί διαπίστωσαν πως η ίδια η φυσική δε μπορεί να είναι πλήρως υπολογίσιμη. Για αυτό προτείνουν έναν μη αλγοριθμικό επίπεδο, πάνω από το αλγοριθμικό, σαν τον μόνο τρόπο να λυθεί η Θεωρία των Πάντων. Με αυτό τον τρόπο ελπίζουν πως θα δημιουργηθεί μία Μεταθεωρία των Πάντων ή MToE (MetaTheory of Everything).
Αυτό το επίπεδο θα μπορούσε να προσδιορίζει τι ισχύει εκτός του μαθηματικού συστήματος, ώστε να μπορούν οι επιστήμονες να διερευνήσουν φαινόμενα όπως το παράδοξο πληροφοριών της μαύρης τρύπας, χωρίς να παραβιάζουν τους μαθηματικούς κανόνες.
Και, φυσικά, θέτει τέλος στο ενοχλητικό πρόβλημα του αν είμαστε όντως «αληθινοί».
«Κάθε προσομοίωση είναι εγγενώς αλγοριθμική – πρέπει να ακολουθεί προγραμματισμένους κανόνες», λέει ο Faizal. «Αλλά επειδή το θεμελιώδες επίπεδο της πραγματικότητας βασίζεται σε μη αλγοριθμική κατανόηση, το σύμπαν δεν μπορεί να είναι, και δεν θα μπορούσε ποτέ να είναι, μια προσομοίωση».
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Journal of Holography Applications in Physics.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
