Да открием Матрицата

В края на ХХ век братя Уашовски предлагат на човечеството две хапчета. Синьото – и всичко остава, както си е. Червеното – и разбираш колко дълбока е заешката дупка.

Придобиваш способност да летиш, да се измъкваш от куршуми и да правиш каквото си искаш. Вярно – в свят, който не съществува. В свят, който е само капан, детайлизиран от симулация, която се разгръща в недрата на невероятен суперкомпютър, за който реалните хора служат само като евтин източник на захранване.

Къде е истината? Какво ни заобикаля – реален свят или виртуалност? През 2003 година шведският трансхуманист Ник Бостром развива тази идея в известната статия Живеем ли в компютърна симуляция?. В нея философът спекулира с това, че ако човечеството в обозримо бъдеще все пак не загине от само себе си, то рано или късно ще се развие в толкова мощна цивилизация, че ще бъде способно да моделира реалност в големи мащаби. И което е доста вероятно – нашата сегашна реалност е продукт на такова умело моделиране.

Идеите на Бостром нееднократно са подлагани на критика – детайлен „разгром“ на неговите доводи може да се открие в статията на Данила Медведев Живеем ли в спекуляция на Ник Бостром?. Но възможно ли е да погледнем този проблем от строга гледна точка и да открием сериозни експериментални доказателства, че нашият свят все пак е реален? Всъщност – напълно.

Първите подобни опити са направени още преди Бостром – през 2001 година изследователят от MIT Сет Лойд опитва да установи изчислителните ресурси, необходими да се симулира Вселена в мащабите на пространството и времето, достъпни за нашето наблюдение, и стигнал до извода, че такова нещо е невъзможно по принцип.

Лойд оценява какво количество операции ще се наложи да проведе компютърът, за да моделира цялата Вселена, започвайки от Големия взрив, с всяко събитие, случило се с всяка елементарна частица за изминалите почти 14 млрд. години.

Тук е важна не толкова самата цифра, колкото нейният мащаб – енергията, необходима за провеждането на такива изчисления, се оказва повече от енергията на самата моделирана Вселена. „Такъв компютър трябва да бъде по-мощен от целия свят и за работата му ще отиде повече време, отколкото за живота на света – резюмира Лойд. – На кой изобщо може да му хрумне да се заеме с това?“

Изглежда, точката била поставена. Но само на пръв поглед. В края на краищата наши свръхпотомци, изкуствена Матрица, суперцивилизация на извънземни или който вероятно може да моделира сегашната реалност, изобщо не са длъжни да правят този модел идеален.

Спомнете си триизмерните модели на света в съвременните компютърни игри – те са доста натуралистични, при все че се явяват едва близък модел, достъпен за възпроизвеждане от процесора на обикновен настолен компютър. Не е ли способен някакъв суперкомпютър така да възпроизведе и нашата реалност?

Да допуснем, че нашата планета и Слънчевата система могат да се изобразят с максимална резолюция, далечните звезди – с по-лоша, а най-далечните галактики се „обновяват“ само от време на време. Случващото се на достъпно за нас макрониво може да се моделира доста качествено, а микронивото – доста грубо (неслучайно квантовият свят ни удивлява с доста условна приблизителност и вероятност на своите причинно-следствени връзки).

Всъщност съвременните суперкомпютри и математични методи на квантовата хромодинамика вече позволяват да се възпроизведе поведението на Вселената на много малки мащаби от пространство-времето. Това, разбира се, е досатъчен обем протичащото в неговите предели наистина с нищо да не се отличава от реалността, съществуваща независимо от нас и нашето съзнание.

Ако изчислителните мощности растат по същия начин, както досега (известно е, че един съвременен смартфон превъзхожда по производителност всички възможности на компютрите на НАСА, използвани за реализацията на „лунната“ програма Apollo), не е толкова трудно да си представим, че възможностите на техниката за моделиране ще се увеличават и в края на краищата ще станат достатъчни за моделиране на цялата ни разумна цивилизация. Простата екстраполация показва ,че при съхраняване на тези темпове моделиране с размери 1:1 ще стане възможно след 140 години.

Американският физик Сайлъс Бийн, който се занимава с моделиране на взаимодействието на протоните и неутроните в ранната Вселена, смята, че в пределите на близкото столетие подобни модели ще бъдат още по-съвършени и ще може да включват и разумни същества. И те, населяващи такъв модел, може би ще си задават въпроса: реален ли е нашият свят, или ние сме само продукт на моделиране?

Ако това е така, то Матрицата може да се прояви, ако ние наистина открием недостатъци на модела, участъци, където тя започва да се „бъгва“. През 2007 година тази идея изказва кеймбриджкият професор по математика Джон Бароу. Според него тези проблеми могат да се проявят в малки неточности в стойностите на фундаменталните константи, които трябва да остават строго постоянни – такива като скоростта на светлината във вакуум.

Интересно е, че когато през 1999 г. Матрицата на братя Уашовски вижда бял свят, се появяват първите свидетелства, че фундаменталните константи не са толкова постоянни. Учените тогава заявяват, че преди 10 млрд. години константата на фината структура е била леко – с хилядна от процента – по-голяма от сега. Вярно, допълнителни проверки досега не са потвърдили този факт, но шансът си остава. Възможно е просто програмистите на Матрицата да са успели да поправят този „бъг“.

През 2012 година Бийн и колегите му предлагат и по-ясен подход за проверка на Матрицата. Всеки компютърен модел подразбира разбиване реалността на участъци, в пределите на които протичат изчисленията и след това съединяване на тези участъци. Например изображението на екрана се състои от пиксели – стига да приближиш очи достатъчно, за да ги видиш. Проблемът е само в това как да разгледаме тези „пиксели на реалността“.

Според британските учени движението на частиците, моделирани в рамките на виртуална решетка, ще се определя от големината на нейните клетки. Колкото по-малки са тези клетки, толкова по-високо енергийно ниво ще заемат. Разбира се, астрономическите наблюдения показват, че енергията на на космическите лъчи, идващи към нас от най-далечните галактики, наистина се прекъсва на определено ниво.

Тази граница е известна като предел на Грайзен–Зацепин–Кузмин и изчисленията показват, че ако тя говори за съществуването на Матрицата, то съвършенството ѝ е изключително високо – размерите на такъв модел ще бъдат 10¹¹ пъти по-малки, отколкото „пикселите“, с които изчисляват своите модели съвременните физици. Такава Матрица е прекалено съвършена, за да я видим с такъв подход.

Има и друг потенциално наблюдаван ефект от съществуването на решетка, в рамките на която се моделира реалността. Ако тъканта на пространство-времето е гладка и няма „слепвания“, то движещите се по нея частици, включително и въпросните космически лъчи, ще пътешестват по гладки траектории.

Ако решетката на Матрицата съществува, изчисленията показват, че „лепилото“ на нейните клетки ще кара моделираните частици буквално ще се плъзгат и ще проявяват симетрия, присъща на началния модел. Ако да речем решетката е съставена от кубове, ще се проявява кубична симетрия.

Но как да се проверят тези твърдения, още е неясно. А главното е, че не е ясно главното – струва ли си да ги проверяваме? Не е ли по-добре да изберем червеното хапче – и нека всичко остане на обичайните си места?