Nieciągłe kwanty

Nieskończona rozdzielczość powoduje wszelkiego rodzaju załamania znanych praw fizyki, w tym implozję materii do czarnych dziur w subplanckowych skalach, czego nigdy nie zaobserwowano. Nie można także pogodzić ogólnej względności z mechaniką kwantową. Preferowane obecnie teorie materii i energii (teoria strun) i próby pogodzenia teorii względności z mechaniką kwantową (pętlowa grawitacja kwantowa) zakładają minimalną długość skali.³

Ponadto dowody wspierają tezę mówiącą, że stany kwantowe są cyfrowe w tym sensie, że wartości spinu są skwantowane i nie mają stanów pośrednich, co jest anomalne w ciągłej czasoprzestrzeni. Jak stwierdził renomowany fizyk John Wheeler, „każda fizyczna ilość wywodzi swoje ostateczne znaczenie z bitów – binarnych wskazań tak-lub-nie”.⁴

 

Rozważania filozoficzne

W swojej Hipotezie Symulacji oksfordzki filozof Nick Bostrom zaproponował, że jest możliwe, iż żyjemy w symulacji. Wynika to z faktu, że wkrótce osiągniemy etap „postludzki”, w którym stworzymy wiele symulacji wcześniejszych etapów, co uprawdopodobnia stwierdzenie, że obecnie znajdujemy się w symulacji poprzedzającej etap „postludzki”. Jak podpowiada logika, w tym wypadku są trzy możliwości:⁵

1. Rzeczywiście znajdujemy się na etapie przed-postludzkim, ale ponieważ jest bardzo małe prawdopodobieństwo zaistnienia ery postludzkiej, musimy najpierw zniszczyć samych siebie, aby przejść do niej.

2. W tym wariancie także znajdujemy się na etapie przed-postludzkim, ale świadomie nie będziemy dążyć do realizacji symulacji postludzkich;

3. Znajdujemy się w symulacji postludzkiej. Możliwość numer 2 powinna zostać wykluczona, ponieważ nigdy nie rezygnowaliśmy z opracowania jakiejś technologii (np. nuklearnej, nano, klonowania) w obawie przed związanym z nią ryzykiem. Technologia symulacji zdaje się nie nieść ze sobą zbyt wielkiego ryzyka, więc jest jeszcze mniej prawdopodobne, że świadomie zrezygnowalibyśmy z jej rozwijania. Wręcz przeciwnie, przyjemność związana z symulacjami fantasy prowadzi do coraz bardziej rozwiniętych form rozrywki online w rodzaju gier MMORPG⁶, zaś technologia wirtualnej rzeczywistości przeżywa drugą młodość wraz z rozwojem gogli VR.

 

Materia jako dane

W starożytnej Grecji Demokryt przedstawił teorię, według której obiekty stałe są zbudowane z atomów ściśle ze sobą związanych, jak w przypadku ciał stałych, lub oddzielonych pustką (przestrzenią). Sądzono, że atomy to niewielkie, niepodzielne, przypominające kule bilardowe obiekty zbudowane z pewnego rodzaju „budulca”. Jeśli się nad tym trochę zastanowimy, to zobaczymy, że jeśli atomy byłyby kuliste i stłoczone w optymalny sposób, to materia stanowiłaby 74 procent przestrzeni, którą zajmuje, natomiast reszta byłaby pusta. Tak więc na przykład sztabka złota byłaby w najlepszym razie tylko w 74 procentach złotym „budulcem”.

Ten pogląd na materię został odświeżony przez Johna Daltona na początku XIX wieku i zrewidowany ponownie, gdy J.J. Thomson odkrył elektrony. W tym momencie sądzono, że atomy wyglądają jak śliwkowy pudding z elektronami osadzonymi w protonowym puddingu.

Mimo to gęstość „budulca” nie zmieniła się, przynajmniej do początku XX wieku, kiedy Ernest Rutherford odkrył, że atomy są złożone z gęstego jądra i powłoki elektronów. Dalsze pomiary wykazały, że te subatomowe cząsteczki (protony, elektrony i neutrony) są bardzo małe w porównaniu z całym atomem i że większość atomu to pusta przestrzeń. Ten model, w połączeniu ze świadomością, że atomy w ciele stałym muszą znajdować się w pewnej odległości od siebie, całkowicie zmienił nasz pogląd na gęstość materii. Okazało się, że w naszej sztabce złota tylko jedna część na 10¹⁵ to „budulec”.

Tak było przynajmniej do połowy lat 1960., kiedy przedstawiono teorię kwarków, zgodnie z którą każdy proton i neutron jest zbudowany z trzech kwarków. Ponieważ teoria kwarków jest obecnie powszechnie akceptowana i dokonano pewnych pomiarów ich wielkości, można było wykonać niektóre obliczenia. Kwarki są od tysiąca do miliona razy mniejsze od subatomowych cząstek, które tworzą, co oznacza, że obecnie materia jest od 10⁹ do 10¹⁸ razy rzadsza, niż wcześniej sądzono. Stąd obecnie nasza sztabka to tylko jedna część na 10³⁰ (plus minus kilka rzędów wielkości) „budulca”, zaś reszta to pusta przestrzeń. Dla porównania w objętości Ziemi można by zmieścić około 10³² ziaren piasku, co oznacza, że materia jest w przybliżeniu tak gęsta pod względem zawartego w niej „budulca”, jak jedno ziarnko piasku w stosunku do całej naszej planety.

Obecnie mamy teorię strun, która głosi, że wszystkie subatomowe cząstki składają się tak naprawdę z drobnych strun wibrujących z określonymi częstotliwościami i że każda z nich ma prawdopodobnie szerokość równą długości Plancka. Jeśli tak jest, to subatomowe cząstki byłyby niemal w 10³⁸ pustą przestrzenią, a nasza sztabka złota zawierałaby tylko jedną część na 10⁵² „budulca”.

Robi się ciekawie, prawda? Czy widzicie, w jakim kierunku to zmierza?

Jeśli cząsteczki są złożone ze strun, to do czego potrzebna jest nam idea „budulca”? Czy nie wystarczy zdefiniowanie poszczególnych rodzajów materii za pomocą pojedynczych liczb – częstotliwości, z jaką wibruje struna?

Czym właściwie jest materia? To liczba przypisana do typu obiektu, która wskazuje, jak obiekt zachowuje się w polu grawitacyjnym. Innymi słowy, to po prostu informacja.

Tak naprawdę nie doświadczamy materii. To, czego doświadczamy, to promieniowanie elektromagnetyczne, na które wpływa jakiś obiekt, który nazywamy (widzialną) materią, oraz efekt siły elektromagnetycznej powstałej na skutek odpychania ładunków pomiędzy powłokami elektronów atomów w naszych palcach i powłokami elektronów atomów (namacalnego) obiektu. Innymi słowy, reguły.

Jeśli ekstrapolujemy nasze naukowe postępy poprzez wykreślenie ewolucji teoretycznej gęstości materii (patrz poniższy wykres), to z łatwością zauważymy, że stosunek fizycznego „budulca” do przestrzeni, którą on zajmuje, zmierza w miarę poznawania jego struktury ku zeru.

To oznacza, że ostatecznie materia to prawdopodobnie jedynie dane, a siły, które sprawiają, że doświadczamy jej w znany nam sposób, to po prostu reguły dotyczące interakcji danych ze sobą. Jest również uderzające, że równania termodynamiczne i równania informacyjnej entropii mają taką samą formę, co wspiera koncepcję mówiącą, że materia/energia to informacja.

 

 

 

 

Równania tworzące rzeczywistość

O równaniach matematycznych myślimy przeważnie jak o narzędziach, które pomagają nam empirycznie opisać zachowania, które obserwujemy w świecie przyrody. Czy istnieje jednak jakiś dowód na to, że nasz świat jest zbudowany z algorytmów i równań? Jednym z wielu przykładów może być wykazanie, że ujemne częstotliwości rozwiązań równań Maxwella ujawniają się w elementach składowych światła.⁷ Gdyby nasza rzeczywistość była tym, czym się zdaje, wówczas rozwiązania równań miałyby sens jedynie w kontekście opisywanej rzeczywistości. Jednak w niektórych przypadkach zdaje się być na odwrót. Dane i reguły nie wyłaniają się z rzeczywistości, ale ją tworzą.