Mit o multiverzumu i dilema za kvantno računanje

Multiverzum nije progresivna znanost. Lažne alternative mogu biti pogubne za kvantno računanje.

Fotografiju Luca Baggio na Unsplash

NISAM MATEMATIK, fizičar ili čak kozmolog, ali znam logiku. Provodim dosta vremena razmišljajući o složenim problemima i nešto se ne slaže sa nekim. Ono što se ne zbroji je moderan pojam da postoji multiverse. Osim što nije znanstvena, znanstvena alternativa multiverzumu može imati drastične posljedice na održivost kvantnog računanja.

Pa što je multiverse?

Idemo s definicijom kozmologa Maksa Tegmarka. Prema Tegmarku, postoje četiri razine multiverzuma:

  • razina 1: naš svemir izvan onoga što se može promatrati
  • razina 2: ostali svemiri s različitim fizičkim konstantama
  • razina 3: interpretacija kvantne mehanike u mnogim svjetovima
  • razina 4: zbirka svih svemira

Mogu razumjeti multiverse razine 1, jer zbog brzine svjetlosti i neprekidnog širenja svemira možemo samo promatrati "Hubble volumen" našeg svemira. Pomislite na to kao na sličan gubitak u magli. Možete vidjeti, reći pet metara u svim smjerovima, i dok se krećete ta se sfera vidljivosti kreće s vama. Isto je i sa promatranjem svemira iz neke točke u svemiru, ali učinak se rađa ekspanzijom nasuprot brzini svjetlosti.

Ja se iz više razloga borim sa raznim nivoima 2, 3 i 4 razine. Da bismo razumjeli zašto se borim s tim, moramo se vratiti nekim osnovama, naime onome što je dobra znanost.

Ludost oslanjanja na matematiku samo je što možemo završiti u dilemi gdje teorija funkcionira matematički, ali ne postoji način da se opažanje dokaže ili opovrgne hipotezu.

Dobra i loša znanost

Da bi nauka napredovala, moramo imati testirajuću hipotezu, onu u kojoj se znanost temelji na promatranju. Matematika je izvrstan alat za kodiranje promatranja i izradu predviđanja; međutim, matematika sama po sebi nije jednaka promatranju. Ludost oslanjanja na matematiku samo je što možemo završiti u dilemi gdje teorija funkcionira matematički, ali ne postoji način da se opažanje dokaže ili opovrgne hipotezu. Slučaj multiverzuma temelji se na neosporivoj hipotezi.

Pa koji su argumenti za multiverse? Široko spadaju u dvije kategorije:

  • Antropski princip
  • Postojanje univerzalne valne funkcije u kvantnoj mehanici

Antropski princip nastoji objasniti zašto je svemir fino podešen za podršku životu. Princip dolazi u dva oblika; jak i slab. Jaki antropski princip kaže da je svemir primoran stvoriti svjestan i sapiran život. Slabi antropski princip kaže da je naš svemir stvorio život kao rezultat „preciznog prilagođavanja“. Ova „precizna prilagodba“ jedna je od mnogih mogućih kombinacija uvjeta koji postoje u cjelini svih multiverseja razine 2. Stoga se slabi antropski princip koristi za podupiranje multiverzuma razine 2. Unutar beskonačne kolekcije svemira, postojat će jedan s preciznim podešavanjem koje imamo u našem svemiru.

Zatim se koristi kvantna mehanika za objašnjenje multiverzuma razine 3. Opažanja u kvantnoj mehanici se ne mogu apsolutno predvidjeti; umjesto toga, ishod postoji kao vjerojatnost (ili val vjerojatnosti). Mjerenje ne uzrokuje kolaps valne funkcije. Umjesto toga, svaka se vjerojatnost odvojila (tj. Postojanje univerzalne valne funkcije) kako bi stvorili vlastiti svemir 3 razine s vlastitom poviješću.

Multiverse nivoa 4 tada ga dovodi do krajnosti. Osim što je zbirka svih svemira od razine 1 do razine 3, multiverzum razine 4 u Tegmarkovoj teoriji konačan je ansambl koji nije definiran matematikom, već matematikom. Matematičko postojanje je fizičko postojanje.

Dokazivanje multiverzuma

Pa kako ćemo dokazati postojanje multiverzuma? Pa, u tome je poteškoća, ne možemo. To je istražna ulica Drugi svemiri od razine 2 pa nadalje nemaju uzročno djelovanje na naš svemir, pa to nikada nećemo znati. Iako multiverzum mnogi smatraju znanošću, u stvarnosti to je samo mit koji se temelji na filozofskom gledištu. Pa kako objasniti opažene činjenice koje multiverzalni „mitimatici“ pokušavaju objasniti i što bi moglo predstavljati dobru filozofiju?

Multiverseri pokušavaju napredovati do jedinstvene teorije svega (ToE) objašnjavanjem problema s mjerenjima u kvantnoj mehanici i promičući svoje uvjerenje da je svemir matematički. Kao filozofsku pričuvu koriste slab antropski princip zajedno s Occamovom britvicom. Već sam raspravljao o znanosti, ili bolje rečeno o nedostatku znanosti da bih objasnio multiverse. S filozofske strane, slabi antropski princip, poput multiverse, je neustavljiva teorija koja ne daje lažna predviđanja, stoga, iako postavlja temeljna pitanja „zašto mi i zašto ovaj svemir?“, On ne bi trebao biti dio znanosti i trebao bi treba misliti kao razmatranje, a ne kao princip. Occamova britva je princip da je najjednostavnije rješenje obično ispravno. Iako multiverzum ne zvuči kao jednostavno rješenje, njegove pristalice tvrde da je to jednostavnije od pokušaja objašnjavanja antropskog principa na bilo koji drugi način. To je diskutabilno u oba smjera; međutim, Occamova britva treba se koristiti samo kao vodič, a ne kao arbitar i, kao što smo vidjeli, antropski princip nije princip, već razmatranje.

Alternativa

… Da li je to ispravno ili pogrešno, to je lažno i može se koristiti kao dnevni red da se znanost usmjeri naprijed, a ne da nas uništi u slijepe krajeve.

Da bismo to poništili, moramo se vratiti nekim osnovnim načelima. Pejzaž u kojem djeluju multiverseri jedan je od nepromjenjivih zakona, stvorenih matematikom koji postoje od rođenja našeg svemira, tj. Matematičke strukture. Suprotno gledištu bilo bi da su se zakoni našeg svemira s vremenom razvijali i da matematika može kodificirati te zakone, ali matematika ih ne stvara. Ovo alternativno stajalište koje su zagovarali filozofi poput Roberta Ungera i fizičara poput Lee Smolina, pomiješalo se s glavnom strujom što sugerira da postoji samo jedan jedinstveni svemir i nije matematički.

Prednost ovog alternativnog gledišta, bilo da je to ispravno ili pogrešno, je to što je lažna i može se koristiti kao dnevni red za usmjeravanje znanosti, umjesto da nas vodi u slijepe krajeve. Ovaj jedinstveni univerzum možda je jedan od mnogih u nizu (ili odskokova), rođen iz kolapsa, potom ponovnog rođenja, ali da bismo znanstveno napredovali, trebali bismo nastojati dokazati / opovrgnuti sve što apsolutno možemo u ovom svemiru.

Da bismo razradili taj jedinstveni svemir, umjesto da se zakoni fizike pokreću matematikom, zakoni se mogu smatrati kao da se razvijaju. Kad se tijekom vremena dogodilo dovoljno scenarija slične složenosti, razvio se zakon. Zakon nije apsolut, već je približan granularnosti opažanja. Ova se procedura raspada na kvantnoj razini jer zakon nije apsolutno pravilo za sve pojedine komponente, već je statistička aproksimacija za ponovljivi ishod.

Implikacije za kvantno računanje

Ovaj novi problem koji postavlja kvantna mehanika može imati potencijalno katastrofalne posljedice za budućnost kvantnog računanja. Mnoge kvantne teorije predložene su kako bi se objasnio kršenje zakona na kvantnoj razini. Multiverzatori tvrde da sve vjerojatnosti postoje, iako postoje u različitim svemirima razine 3. Međutim, kao dio jedinstvene teorije svemira imamo pravu interpretaciju ansambla. Ovo tumačenje pretpostavlja da kvantna dinamika vrijedi samo za sustave koji imaju kopije i zato kvantnu dinamiku promatramo samo u vrlo malom, s puno primjeraka. Kad se povećaju, makroskopska tijela kvantna mehanika ne opisuju jer nisu dio cjeline primjeraka.

... vrijeme je da nauku vratimo na dnevni red i radimo s onim što imamo u našem svemiru.

Dilema kvantnog računanja je da pretpostavljamo valjanost teorija koje se ne mogu testirati. Ako je multiverzalna teorija pogrešna i teorija jedinstvenog svemira ispravna zajedno s stvarnom interpretacijom ansambla, to može značiti da nikada nećemo biti u stanju premašiti točku složenosti s kvantnim računalima. To je zato što kako složenost kvantnog računala povećava vjerojatnost postojanja točnih kopija konfiguracije drugdje u svemiru. Budući da je jedinstveni svemir lažna teorija, to bi sigurno trebalo biti fokus za istraživanje.

Mislim da je vrijeme da ponovo vratimo znanost na dnevni red i radimo s onim što imamo u našem svemiru da bismo napredovali koliko možemo znanstveno prije nego što se počnemo brinuti o drugim svemirima.

Za više informacija o kvantnom računanju, Adrian Fern je ovdje napisao izvrstan članak.