КАТАЛОГ СТАТЕЙ.
Авто и Мото (2082)
Бизнес (6345)
Дом, семья, дети (4269)
Досуг и Юмор (674)
Еда (832)
Здоровье (3964)
Искусство (1676)
Компьютеры и Интернет (4285)
Мода, стиль (1655)
Образование (1346)
Общество (3045)
Окружающий мир (794)
Промышленноcть, оборудование (1974)
Связь (479)
Секс, любовь, отношения (960)
Спорт (935)
Справочная информация (270)
Страны, путешествия (1843)
Строительство и ремонт (7579)
Транспорт и логистика (467)
Вселенная глазами Необога
Категория: Наука
| Автор: Геннадий Карнасюк
| Опубликовано: 18.12.2008
Но еще сорок лет назад выдающийся польский писатель и философ Станислав Лем (1921—2006) нашел другой путь: он высказал мысль о создании модели Вселенной в компьютере (см. книгу "Summa techologia", которая издана в 1964 году в Кракове и вышла в русском переводе в Москве в 1968 г.). В этой книге писатель предположил, что человечество однажды сможет построить в компьютере модель Вселенной, в которой разовьются жизнь, разум и цивилизация. При этом С. Лем полагал, что конструктор такого мира примет меры к тому, чтобы населяющие его разумные существа не могли догадаться о своей искусственности, дабы они не чувствовали себя узниками модели.
Автор этой статьи, не согласившись с фантастом в том, что касается забот конструктора оградить существ, населяющих искусственную Вселенную, от знания об их "ненастоящести", в то же время взял идею искусственности мира на вооружение, и, вывернув ее наизнанку, поставили вопрос: "А не является ли наша собственная Вселенная моделью в Компьютере?" Если Создатель не ставит рогатки на пути к обнаружению искусственного характера нашей Вселенной, то не исключено, что соответствующие доказательства найти можно.
Так появились семь аргументов, которые "льют воду на мельницу" идеи об искусственности нашей Вселенной.
Два из них касаются вопроса о делимости материи, пространства, времени и движения.
Компьютеры работают в дискретном режиме и информация в них представлена дискретно, в отдельных ячейках памяти. Следовательно, континуальность пространства, времени, материи и движения говорили бы против нашей гипотезы, а дискретность — за. Память и скорость работы компьютеров ограничены, а потому бесконечности в компьютерах непредставимы. Поэтому, если бы материя, пространство, время и движение были делимы бесконечно, "компьютерная гипотеза" не имела бы смысла, но если только до определенного предела — это была бы гирька на чашу весов в пользу того, что наша Вселенная — модель в Компьютере.
Что касается дискретности материи, то все очевидно: она не "размазана" по пространству равномерно, а сконцентрирована в виде тел, атомов, нуклонов, электронов, кварков, глюонов... Физические поля, которые во многих теориях считаются непрерывными в противовес частицам, при более детальном рассмотрении тоже оказываются квантованными.
А как обстоят дела с пределами делимости материи, пространства, времени и движения? Древние греки Левкипп и Демокрит говорили, что существуют неделимые атомы. Атом разделили. Но разве наш атом — это тот атом, который имели в виду древние философы? И не существует ли то, что можно было бы назвать, транслитерируя побуквенно с греческого, "атомосом", который абсолютно неделим?
В 1899 году Макс Планк в выступлениях на заседании Академии наук в Берлине, а потом — на заседании Общества испытателей природы в Мюнхене выдвинул идею о фундаментальной длине и фундаментальном промежутке времени и рассчитал их величины, которые оказались равными, соответственно, =1,6-10 35 м и =5,4-10"44 с. Эти величины (так же, как и некоторые другие, например величина максимальной температуры) называются теперь планковскими и считаются предельными для нашего Мира, то есть пространство и время имеют минимальные порции; ход времени и перемещение в пространстве не непрерывны, а скачкообразны. Время идет прыжками от момента к моменту, между которыми никакого времени не существует, не существует даже самого этого "между". Насколько малы эти прыжки, можно составить себе представление из следующих рассуждений (см., напр.: Розенталь И.Л. Вселенная и частицы. — М.: Знание — 1990. — 64 С). Если поставить на бумаге "точку" (диаметром примерно 0,1 мм = 10 м), то эта "точка" будет в 10 раз меньше диаметра Вселенной (диаметр Вселенной — порядка 1026 м). Если же теперь Вселенную уменьшить до размера "точки" и во столько же раз уменьшить "точку", то она еще будет в 10 раз больше планковской длины.
Да что там "точка"! Даже диаметр протона (101 м) в 1019 (единицас 19 нулями!) раз больший, чем планковская длина. То есть протон — это огромнейшее образование, которое состоит из 10°' (десять в пятьдесят седьмой степени!) планковских ячеек.
А теперь вернемся к атомам Левкип-па и Демокрита (к "атомосам"). Они неделимы. Ведь принципиально нельзя разделить то, что имеет наименьшую длину 1,6x10 ° м.
Итак, Материя, пространство, время и движение не непрерывны (континуальны), а квантованы (дискретны, порционны).
Материя, пространство, время и движение делимы не до бесконечности, а имеют пределы делимости.
И именно эти, а не противоположные свойства можно запрограммировать в компьютере.
А как обстоит дело со скоростью движения?
До середины XIX ст. в физике происходили споры между сторонниками так называемого "дальнодействия" и "близкодействия". Дальнодействие состоит в мгновенной (без посредников, через пустоту) передаче воздействия (например, гравитационного или электрического) одного тела на другое, как бы далеко эти тела ни были расположены друг от друга, то есть принцип дальнодействия признает существование бесконечно большой скорости. Сторонники же "близкодействия" полагали, что тела взаимодействуют только с конечными скоростями и при непосредственном контакте либо же через физические поля (гравитационное, электромагнитное и пр.) — через посредников, которые, в конечном итоге, тоже взаимодействуют непосредственно с телом, их излучающим, и с телом, их поглощающим.
Сторонниками дальнодействия были выдающиеся ученые, в частности, Ампер и Кулон. И только Фарадей твердо встал на позицию близкодействия, а окончательно закрепил эту позицию Максвел, создав в середине XIX века математически совершенную теорию электромагнитного поля, в которой доказал конечность скорости передачи взаимодействия.
Бесконечности — в том числе и бесконечные скорости — запрограммировать в компьютере невозможно, потому победа сторонников "близкодействия" означает прибавление еще одной гирьки на чашу весов в пользу искусственного происхождения нашей Вселенной.
Но есть и еще более жесткие условия для того, чтобы Вселенную можно было запрограммировать в Компьютере. Среди конечных скоростей должна быть наибольшая — такая, быстрее которой двигаться невозможно. Из-за конечности памяти компьютера в нем можно запрограммировать только конечное количество скоростей. А среди конечного количества конечных чисел должно быть наибольшее. Можно говорить даже о существовании одной единственной скорости. Это — принцип изотахии, введенный в обиход древнегреческим философом Эпикуром. Согласно этому принципу, все атомосы имеют одну и ту же по величине скорость, но направление ее меняется при столкновениях, и потому итоговая скорость тела, состоящего из этих частиц, может быть как угодно малой.
Так вот, в нашей Вселенной наибольшая (не превышаемая никакой другой) конечная скорость есть. Это — скорость света, с =» 300 000 км/с (точнее: с = 299792458 м/с в вакууме).
Итак:
Не существует бесконечно большой скорости; все скорости конечны.
Среди конечных скоростей сущее твует самая большая, то есть такая, выше которой скоростей нет.
Оба эти свойства (в отличие от противоположных) согласуются с гипотезой об искусственности Вселенной.
Четыре изложенных выше аргумента можно назвать физическими — они еще не затрагивают Вселенную как целое. Три следующих аргумента имеют космологический характер. Они касаются раз-меров, границ и поведения Вселенной.
До начала XX столетия Вселенная считалась бесконечной. "Открылась бездна, звезд полна; Звездам числа нет, бездне дна", — поэтически выразил в середине XVIII века М.В.Ломоносов обще-принятый тогда взгляд. Признание конечности Вселенной породило бы казавшуюся тогда неразрешимой проблему границы Вселенной: если граница есть, то что за той границей? Если что-то есть, то это не граница Вселенной, а если ничего нет, то как с ничем можно граничить?
Но это — псевдопроблема, она не возникает, если не отождествлять понятия "конечность" и "ограниченность".
Первый, кто пошел именно по такому пути, был Альберт Эйнштейн. В 1917 году он создал гипотетическую модель, в которой Вселенная конечная, но неограниченная: эта Вселенная помещается в искривленном, неевклидовом пространстве, которое представляет собой трехмерную поверхность четырехмерного шара. Вслед за моделью Эйнштейна (она квазистационарная) появились модели В. Де Ситтера (Willem de Sitter), А.А.Фридмана, католического священника Ж. Ле-метра (Georges Lemaitre), в которых Вселенная уже расширялась (либо сжималась, в зависимости от параметров); такие модели продолжают создаваться и теперь. Сторонники конечности Вселенной считают, что ее диаметр порядка 1,53х1026 м (расстояние до горизонта Вселенной 13,7 млрд. световых лет).
Опять-таки, вспомним, что в компьютерах бесконечности непредставимы, так как память компьютеров ограничена. А потому конечность Вселенной — еще одна альтернатива в дилемме "бесконечность или конечность", которая согласуется с гипотезой о том, что наша Вселенная — модель в Компьютере.
Чтобы не было границы у Вселенной, которая существует "сама по себе", а не смоделирована в компьютере, необходимо, чтобы пространство было неевклидовым. Однако же кривизну пространства до сих пор обнаружить не удалось.
Если же Вселенная является моделью в Компьютере, то Программу можно составить так, чтобы ни на одном из тактов ни один фрагмент материи при правилах функционирования Программы (законах физики — с точки зрения обитателей модельного мира) не требовалось переместить в ячейку пространства, которой нет. Проблема границы с "ничто" могла бы в случае такой программы возникнуть только при наличии ошибки в программе — ошибки, при которой на некотором временном шаге фрагмент материи "выписывается" из существующей ячейки пространства и "переписывается" в несуществующую, т.е. попросту никуда не переписывается, — это "чудо исчезновения материи". В случае безошибочной программы "чуда" не произойдет: Вселенная в Компьютере может быть одновременно конечной, евклидовой и безграничной.
Но для этого недостаточно отсутствия бесконечной скорости и наличия верхнего предела среди конечных скоростей. В стационарной Вселенной при наличии бесконечной скорости "чудо исчезновения материи" происходит уже на первом такте работы модели (I), при отсутствии бесконечной скорости "чудо" все равно произойдет, хотя и не сразу (II). Чтобы избежать "чуда", необходимо еще расширение Вселенной: введение все новых и новых ячеек пространства по периферии Вселенной (III).
Такова и есть наша Вселенная (как видно, Бог не любит чудес) — в 1929-1931 гг. Эдвин Хаббл опубликовал результаты своих астрономических наблюдений: галактики разбегаются. Вселенная расши-ряется! Разбегание галактик — еще один аргумент в пользу того, что Вселенная — модель в Компьютере.
Заметим, что между разбеганием галактик и расширением Вселенной нет полного тождества. Если материя помещена в некоторой части пространства, то до определенного шага времени про-странство можно не наращивать — пока рассеивание материи будет происходить, не требуя новых ячеек. В этом случае раз-бегание галактик (разлетание материи) происходит без расширения Вселенной, то есть без добавления новых ячеек пространства. Расширение Вселенной (расширение в прямом смысле слова) начнется с того момента, когда начнут добавляться новые ячейки пространства. Отсюда следует: чтобы избежать противоречий в Программе, необходимо при каждом шаге времени добавлять по обводу пространства один слой новых ячеек пространства. Расширение Вселенной (не вполне тож-дественное разбеганию галактик!) должно происходить со скоростью света.
Итак,
Вселенная конечна.
Вселенная безгранична.
Вселенная расширяется. Именно такое сочетание свойств
Вселенной дает возможность запрограммировать ее в Компьютере.
А как же быть с теориями, согласно которым Вселенная может не только расширяться, но и сжиматься (тогда галактики "сбегались" бы)? Да пусть себе сжимается! Но при этом пусть... "расширяется"! Процесс должен быть двойным: сжатие (изъятие ячеек пространства) — внутри пространства, расширение (добавление новых ячеек) — по периферии. Если прибавляться будет больше ячеек, чем изыматься, Вселенная суммарно будет расширяться, если наоборот — будет сжиматься. (Вопрос о добавлении ячеек пространства не только по периферии, ради краткости, не рассматриваем.)
Подводя общий итог, приходим к выводу: во всех семи рассмотренных альтернативах реализуется тот из двух противоположных вариантов, который не противоречит гипотезе об искусственности нашей Вселенной.
Так существует ли наша Вселенная, если она — всего лишь модель? Конечно, существует! Но в компьютерной "коробочке"у Бога.
В заключение публикации коснемся вопросов о тактовой частоте Господнего Компьютера и о Начале и Конце Мира.
О свойствах Господнего Компьютера узнать мы можем немного, не больше, чем существа, которых смоделировали бы мы — о нашем компьютере. (Дополнительная информация может быть получена только путем, который религии называют "Божественным Откровением"; этого вопроса мы здесь касаться не будем.)
И все-таки кое-что мы знаем.
Например, о мощности Компьютера можно сказать без расчетов: она огромна.
Можно, кроме того, оценить нижнюю границу тактовой частоты Компьютера. Если 5,4x10 -44 с — это и есть длительность одного такта (точнее: промежуток между двумя соседними тактовыми им-пульсами), то значение, обратное данной величине и есть частота Компьютера, т.е. =1,85x10 43 тактов в секунду .
Но, возможно, эта оценка занижена. Она может быть близкой к истине только в том случае, если Компьютер работает полностью в режиме параллельных вычислений, то есть если все расчеты для каждого шага в работе Модели, осуществляются за один такт работы, без каких-либо последовательных расчетов. Однако не исключено, что в действительности один временной шаг в нашей Вселенной — то есть расчет состояния Вселенной для последующего момента по его состоянию в настоящий момент — требует последовательных (и, возможно, в большом количестве) вычислений, которые выполняются более чем за один такт работы Компьютера. И, кроме того, количество тактов от хода к ходу, от итерации к итерации, может быть разным в зависимости от состояния Вселенной в соответствующие моменты времени — например, оно зависит от количества ячеек пространства, которые в данный момент определяют размер Вселенной, или от правил перехода (законов Природы — с нашей, внутренней относительно Вселенной, точки зрения), которые действуют при том или ином, разном для разных моментов, состоянии материи.
Таким образом, можно считать, что частота Господнего Компьютера превышает 1,85х104 тактов в секунду (имеется в виду секунда нашего времени), а численное отношение длительностей в Господнем Компьютере (назовем эту длительность Истинным Временем) и в нашей Вселенной (назовем эту длительность нашим временем) не является константой.
Что касается Начала, то современные теории являются вариантами теории Большого Взрыва. Одни из них кладут Начало в единственную точку, в которой плотность материи была бы бесконечно велика; так получается математически, но из-за того, что математическое описание эволюции Вселенной, вероятно, отклоняется от физической реальности вблизи Начала — это та зона времени, в которой теория не срабатывает. Согласно другим теориям, Вселенная началась с элементарной ячейки пространства с объемом »4,1х10-105 м3. Гипотеза красивая, нотогда можно рассчитать, что в ячейке помещается не больше чем =2,2х10 -5г материи, что на 60 порядков меньше, чем в современной Вселенной. Чтобы спасти гипотезу, допускают, что 2,2x10 -5 г — это масса Вселенной для внешнего наблюдателя, а для внутреннего она в 1060 раз большая; или постулируют возникновение новых порций материи в процессе течения времени.
Не исключено, что количество материи в Начале было таким же, как и теперь, а Вселенная никогда не была сконцентрирована в одной элементарной ячейке пространства. Вселенная, запрог-раммированная как клеточный автомат, представляла собой мозаику пустых и заполненных материей ячеек пространства. Путь развития Вселенной зависит от начального распределения этих ячеек и от правил "Игры", то есть (с нашей, внутренней точки зрения) от законов физики.
Вероятно, Тот, Кто запрограммировал Компьютер, проводит серию экспериментов, меняя правила игры и — при одних и тех же правилах — меняя количество и распределение пустых и заполненных ячеек пространства в Начале. Если это так, то серия для человеческого разума необозримо велика, ведь вероятность именно такого, как в нашей Вселенной, сочетания параметров почти нулевая, 10"100.
Тепер о Конце. Если плотность вещества во Вселенной ниже критической, то расширение будет "вечным". Но вечна ли эта "вечность"? Вряд ли. Ведь Тот, Кто Запрограммировал Компьютер, сделал это, по всей видимости, с какой-то целью. И когда эта цель будет достигнута, наступит "Конец Света". Это будет вовсе не тот Армагеддон, которым пугают нас время от времени. Здесь не уместна и аналогия с индивидуальной смертью, которая зачастую представляет собой длительный и мучительный процесс. В случае со Вселенной после некоторого временного шага следующий шаг не рассчитывается; он просто не наступит, вот и все. Конец.
Так ли это? Так. Но есть одно "но". У Господа нет Компьютера, т.к. Бог бесконечен — и Компьютеру уже некуда поместиться. Неужели приведенные выше рассуждения из-за этого гибнут? Отнюдь нет. Вспомним о часто используемых аналогиях между работой компьютера и человеческого мозга. От этого один шаг до аналогии между образом в человеческом мозгу — и образом в Божественном Сознании. Автор склоняется к мысли, что именно так и есть в действительности. При этом все приведенные выше аргументы сохраняют силу.
В свете этих рассуждений и материалисты и идеалисты неправы. Идеалисты считают, что Мир материален, а Бог — нет; материалисты считают, что Мир материален, а Бога нет. Но если Мир — только образ в Сознании Бога, то материальнее всего Бог, а Мир только кажется материальным его обитателям, и еще менее материальны образы в сознании обитателей искусственного мира или в созданных ими компьютерах…
AstroERA.net - это новейшие научные теории о космосе, астрономиии и Вселенной Журнал "Вселенная. Пространство. Время"
