КВАНТОВЫЙ РЕАЛИЗМ 

Альтернативы физическому реализму

Брайан Витворт, Новая Зеландия

Перевод: Шухрат Хашимов (Supraman)

 
В этой статье рассматриваются некоторые альтернативы физическому реализму, которые были предложены. На основе онлайн-обсуждения с Томом Кэмпбеллом и Джоном Ринглендом в 2013 году.
 

ВСТУПЛЕНИЕ

Физика изучает физические системы, но такие науки, как вычисления, психология и социология изучают информационные, психологические и социальные системы, элементы которых вообще не являются физическими. 
 
Если реальным было только физическое, компьютерные ученые изучали бы только аппаратное обеспечение, но они также изучают программное обеспечение, взаимодействие человека с компьютером и социально-технические факторы (Whitworth & Ahmad, 2014). Множество областей науки показывают, что реальность имеет уровни.
   
Рисунок 1. Научные реальности возникают из физической реальности.

Рисунок 1. Научные реальности возникают из физической реальности.

Реальность имеет уровни

Если реальность – это то, что существует для наблюдателя, то наш взгляд на реальность это наша реальность. Более высокие уровни реальности появляются, когда мы видим реальность новым способом (рисунок 1). 
 
Физическое напряжение становится только информационным битом когда рассматривается как выбор, как указано в оригинальное определение Шеннона и Уивера. Таким же образом, человеческий смысл возникает из нейронной информации и социальные структуры возникают из человеческого смысла (Bone, 2005). 
 
Так физический уровень конечный в ряду реальности? Было бы так, если бы физика сегодня не была больше о призрачных квантовых состояниях, невидимых измерениях и мнимых частицах, чем физических вещах (Baggot, 2013). Следующие альтернативы физическому реализму предполагают наличие другой  реальности позади физической реальности, которую мы все принимаем как должное.
 

ВАРИАНТЫ РЕАЛЬНОСТИ

Исторически человечество использовало три подхода к реальности:

1. Физический реализм.
В монизме существует только одна реальность и физический мир это реальность, так что:
«Нет ничего вне физической вселенной» (Смолин, 2001).
 
Утверждение Бора о том, что «нет квантового мира» означает, что квантовые состояния – это фикция которая случайно работает, квантовая теория – это теория ничего, а свет – волна ничего:
«… Мы принимаем как несуществующую среду, которая движется, когда волны квантовой механики распространяются». (Laughlin, 2005) p56.
 
И все же многие физические эксперименты противоречат физическому реализму, например, что можно обнаружить объект, не касаясь его физически (Kwiat, Weinfurter, Herzog, Zeilinger и Kasevich, 1995), что фотон выбирает свой путь после своего прибытия, и что квантовые объекты могут мгновенно влиять друг на друга на любом расстоянии (Aspect, Grangier, & Roger, 1982).
 
Философские последствия.
Если все физическое, то второй закон термодинамики предсказывает, что наша вселенная закончится холодной, темной и безжизненной пустотой. В этом удручающем научном нигилизме мы являемся биологическими машинами с иллюзией свободного выбора, плавающего в обреченной вселенной, так что на самом деле ничего не имеет значения. Но если это так, зачем вообще заниматься наукой?
 
2. Дуализм.
Декартский дуализм признает, что физическое тело реально, но добавляет надежду нефизическому разуму или духу. Это позволяет науке сосуществовать с религией, но сегодня делит ученых на атеистов, которые верят только в физический мир, на теистов, которые также верят в загробный мир, и агностиков, которые не знают. Присвоение каждой неизвестной вещи высшему царству порождает Бога Пробелов, область которого сужается по мере расширения науки.
 
Философские последствия.
Дуализм не может объяснить, как взаимодействуют разные реальности. Если сферы разума и тела не взаимодействуют, то каждая из них не имеет отношения к другой – какая польза от ума, который видит тело, но не может на него повлиять? И наоборот, если они взаимодействуют, какой из них является первичным?
 
Если ум является побочным продуктом физического мозга, как пар, поднимающийся из горячего супа, это просто следствие, а не причина. Или, если разум контролирует тело, почему он не может вылечить рак?
И если разум и тело совместно влияют на результаты, почему конфликт еще не разрешен? Если небо и земля воюют, то почему небо уже не очистило землю или земля не испортила небо? И если это две стороны одной медали, что это за монета? Дуализм не отвечает на эти вопросы.
 
3. Виртуализм.
Представление о том, что физический мир генерируется по требованию неким «другим» миром. Как и в игре, когда мы смотрим влево, появляется левый вид, а когда мы смотрим вправо, появляется правый вид. Подразумевается, что:

Ничто в физическом мире не существует объективно, т.е. само по себе.
 
Это не отрицает науку, потому что, если некоторые персонажи Sims начнут думать, они смогут проверить теории, как мы, с помощью информации из их мира. Если бы они нашли мир пикселей, где изгибы времени и пространственные кривые, которые начались в прошлый момент, как у нас, они могли бы вывести что их мир виртуальный. Эквивалентный аргумент для нас приведен в Части I этой книги.
 
В остальной части этой статьи рассматриваются последствия различных форм виртуализма.

 

Физический виртуализм (Вариант Матрица)

Рисунок 2. Физическая реальность возникает из другой физической реальности

 
С этой точки зрения физический мир возникает из другой физической реальности (рис. 2). В фильме «Матрица» машины ИИ в постядерном мире держали людей в чанах и передавали им данные о городе, который они считали реальным. Это возможно, так как мы только «видим» нервную информацию в любом случае. Проблемы, с которыми сталкивается эта точка зрения:
 
а. Производительность.
Чтобы рассчитать квантовую активность даже нескольких молекул:
«… Потребовалось бы больше места в памяти, чем атомов во вселенной в целом, и потребовалось бы больше времени для выполнения задачи, чем нынешний возраст вселенной».
(Lloyd, 2006) p53.)

Поскольку для этого потребуется физический компьютер, неизмеримо больше, чем наша вселенная чтобы сделать то, что описывает квантовая теория, эта теория требует, чтобы моделирование было «только для нас».
 
б. Квантовая совместимость.
Квантовые состояния приходят и уходят так, как физические состояния не могут, взаимодействуют  быстрее, чем скорость света, и проходить через барьеры, которые никакая частица не может пройти. То что описывает квантовая теория физически невозможно, поэтому физичность не может быть ее основой.
 
в. Регрессия. 
Если другой физический мир порождает наш, он также может быть виртуальным, поскольку обработка стеков, что дает вероятную регрессию (Bostrom, 2002).
 
г. Сознание. 
Сознание жителей Матрицы пришло от людей в другом мире, который переносит вопрос о сознании на физический мир, который мы не можем видеть.
 
д. Тестируемость. 
Чтобы объяснить квантовую теорию в физических терминах, требуется теория многих миров (Everett, 1957), что каждый квантовый выбор создает другую вселенную, давая мультивселенной машину которая не делает выбора. Эта непроверенная теория сначала считалась абсурдной, так она есть, но физики сегодня предпочитают ее как 3: 1 по сравнению с другими теориями (Tegmark & ​​Wheeler, 2001) p6.
Заводная мультивселенная – это реинкарнация теория зомби1 заводной вселенной, сказка о том, что квантовая теория разрушила столетие назад.
 
Философские последствия. 
Если наш мир представляет собой виртуальную реальность, созданную машинами, инопланетянами или нами из будущего, зачем они заморачивались? Атомные электростанции дают больше энергии с меньшими издержками, чем люди в чанах. Или, если это обучение с подведением итогов (судный день), а затем вознаграждение (рай), повтор (перевоплощение) или каторга (ад), для чего нужно обучение?

1 Теорию зомби нельзя убить, потому что она не является «живой» с научной точки зрения, то есть она не предсказывает ничего.
 

Информационный виртуализм (Вариант симуляции)

Рисунок 3. Физическая реальность возникает из информационной реальности

 
С этой точки зрения физическая вселенная является результатом универсальной программы (рис. 3), как предполагает Уилер – «Это из Бита».
 
Проблемы в этом случае:
 
а. Производительность
Классические программы могут симулировать квантовые логические элементы, так что они могут вызвать квантовый коллапс, но для вычисления квантового коллапса одного электрона, чья квантовая волна распространилась по галактике, сегодня недоступен всем компьютерам на Земле2.

б. Квантовая совместимость
Классический бит – это выбор между двумя физическими состояниями, в то время как кубит включает в себя вариант обоих состояний одновременно, поэтому классическая обработка может эмулировать квантовую обработку, но не может быть ей, поскольку они работают по-разному.
 
в. Регрессия
Классический бит по определению – это физическое состояние относительно состояния, которое не выбрано, и поэтому должно иметь физический контекст (McCabe, 2005). Изображение на рис. 3 имеет физический уровень ниже, что позволяет текущую регрессию.
 
г. Сознание
В многопользовательских играх персонажи, которыми  не играют люди, являются неигровыми персонажами (NPC от англ. Non-Player Character — «персонаж, управляемый не игроком»). Если жизнь многопользовательская игра, то какие жители являются NPC, то есть пустыми пикселями? Если люди игроки, как насчет собак, растений или камней?
 
Неорганические материалы развились в первую клетку, растения, животных и нас в непрерывной цепочке, и одна яйцеклетка делится становясь   человеком, так когда же добавляется сознание? Это всего лишь пиксели, или кто-то должен был «играть» в роли камня в течение миллиона лет?
 
д. Тестируемость
Симулятор мира должен объяснить всю основную физику, включая пространство, время, свет, энергию, материю, спин и заряд. Так как наука не проверяет теории с помощью подходящих удобных случаев (Wolfram, 2002), эта теория не прошла требование тестируемости.
 
Философские последствия. 
Если реальность – многопользовательская операционная система, была ли наша вселенная бета-версией, например, более поздние версии не вознаграждают зло? Симуляция подразумевает, что кодер (программист) должен написать программу, правильно установить некоторые параметры (Davies, 2006), а затем загрузить ее в момент большого взрыва.
 
Неужели Великий Кодер бездельничал и наблюдал, как разворачивается творение, как, например, окончательный вуайерист, или уходил на другую работу, как отсутствующий родитель, на 14 миллиардов лет? Поскольку даже как хороший симулятор – он все еще подделка, это эксперимент или, что еще хуже, развлечение?
 

2Объем Млечного Пути 1,6 x 1060 кубических метров, разделенный на объем Планка 4,2 x 10–105 кубических метров, составляет около 551 бит, что в течение 10-43 секунд по планковскому времени превышает 5 x 1045 Гц вычислительной мощности для одного квантового события. Наши лучшие суперкомпьютеры только преодолевают барьер PetaHertz (1015Hertz).
 

Виртуализм разума (вариант  Универсальный Разум)

Рисунок 4. Физическая реальность возникает из универсального разума

 
С этой точки зрения универсальный разум имеет мульти-галлюцинацию, которая питает многие пользовательские (игроков) сновидения (Рисунок 4). 
 
Возникающие проблемы:
 
а. Производительность. 
Великий разум, имеющий множество снов, это мульти-мысленность в невероятных пропорциях. И если я сновижу, то почему мое сновидение такое скучное?
 
б. Квантовая совместимость. 
Если универсальный разум может сказать «буть», и это так, то зачем нужна сложность квантовых состояний? Сновидящие не нуждаются в этой детали.
 
в. Регрессия
Разум, который думает, нуждается в мозге для обработки информации, которая подразумевает физические состояния. Если мы похожи на ТВ  приемники универсального вещания, где находится передающая станция? Ум с физическим уровнем – это снова регресс.
 
г. Сознание
Если мы все являемся частью одного ума, почему он говорит сам с собой?
 
д. Тестируемость
Если мы сновидим, то возможно все, поэтому нет способа проверить это.
 
Философские последствия. 
Зачем великому уму сновидеть кошмарную жизнь убийц и наркоманов? Если мы сновидим, то нет никакого реального мира, кроме как космический директор адаптирующий сновидения, чтобы обмануть нас – маловероятный антропоморфизм3.
 

3 Антропный принцип, согласно которому вселенная, в которой мы находимся, должна быть совместима с людьми, – это трюизм, но сказать, что то, что мы видим, должно быть объективно реальным, потому что мы это видим, то это антропоморфное заблуждение.
 

Чистый виртуализм (вариант  Квантовый Реализм)

Рисунок 5. Физическая реальность возникает из квантовой реальности

 
С этой точки зрения не существует мульти-вселенной, космической программы или универсального разума, только квантовая реальность, создающая интерфейс физической реальности. Действительно, существует одна реальность, но это не физический мир. Это не игра, симуляция или сновидение, потому что есть еще реальный мир там – это не тот, который мы видим. То, что мы видим, просто опосредует реальный (квантовый) мир. 
 
Теперь квантовые события предсказывают физические события, потому что они их вызывают, и физические события действительно генерируются только тогда, когда мы смотрим так, как говорит квантовая теория. Если физический мир – это просто другой взгляд, то физика – это просто другая интерпретация реальности, ничем не отличающаяся от других наук (рис. 5).
 
Поскольку каждое физическое наблюдение требует наблюдателя и наблюдаемое, то либо:
 
а. Наблюдаемая (материя) реальна, и поэтому она создает наблюдателя, или
б. Наблюдатель действителен, и поэтому наблюдаемое является производной.

Рисунок 6. Квантовая реальность наблюдает себя

 
Физический реализм предполагает первое, дуализм пытается сделать правдой оба варианта, а квантовый реализм заключается в том, что наблюдатель реален, а наблюдаемый – нет. Это не солипсизм, где жизнь – это сновидение, потому что все наблюдает за всем остальным.
 
Прецедент – индуистское «Ты есть То» (Тат Твам Аси), подразумевает что «Ты» и «То» имеют один и тот же источник. С точки зрения обработки (процессинга), квантовый мир является одновременно «стоком» и «источником» взаимодействия физических событий (рис. 6).
 
Это решает предыдущие проблемы следующим образом:
 
а. Производительность
Квантовый компьютер размером с нашу вселенную может создать физическую вселенную как виртуальную реальность.
 
б. Квантовая совместимость. 
Если квантовая волна представляет собой квантовую обработку (процессинг), распространяющуюся по сети, квантовый коллапс – это перегрузка узла, которая приводит к перезагрузке и перезапуску распределенной обработки в точке, как говорит квантовая теория. Уравнения остаются прежними, но теперь они описывают реальные события, а не какую-то математическую выдумку.
 
в. Регрессия
Квантовая обработка не зависит от контекста, поскольку кубит включает все параметры. Квантовая реальность, которая существует не являясь физической, не предполагает регрессии.
 
г. Сознание
Теорема о свободной воле Конвея гласит: Если какая-то часть вселенной имеет свободную волю, то она есть у всех, но если какая-то часть не имеет ее, то ни одна из них не имеет (Conway & Koch, 2006). Так что, если электрон механический, мы тоже, или если мы обладаем сознанием, то и электрон обладает. Это единственные варианты, поэтому в квантовом реализме все сознательное, даже фотон. Виртуальная реальность требует, чтобы наблюдатель существовал до ее начала, поэтому квантовый реализм требует, чтобы сознание существовало до первого события.
 
Мы развили такие мысли, как «Я»4, но полагать, что сознание требует наличие интеллекта, является ошибкой. Подумайте, если мы более в сознании, чем дети? Если дети в сознании, то как же собаки? Если собаки в сознании, то как же птицы? Если птицы в сознании, то как ящерицы, или рыбы, и т. д. до растений и бактерий, пока кому-то не придется  провести произвольную линию или сказать, что «камни в сознании». 
 
Квантовый реализм не проводит никаких линий в эволюции. В этом космическом пантеизме5 вся вселенная «живая» в смысле способности свободно выбирать и наблюдать. Только физический мир, зафиксированный в одном направлении, «мертв».
 
д. Тестируемость
Обратное проектирование (инжиниринг) физического мира может объяснить наше пространство и время (Whitworth, 2010), как ведет себя свет (Whitworth, 2014) и предложить альтернативу стандартной модели (Whitworth, 2015). Он предсказывает, что экстремальный свет столкнется чтобы создать материю, что противоречит правилу стандартной  модели, согласно которому бозоны не могут сталкиваться (Whitworth, 2015). Когда физики начнут сталкивать свет, эта теория будет проверена.
 
 
Философские последствия
 
У этой теории:
 
I. Нет рая 
Не существует «другого» места для игроков, программ или умов, кроме вечного присутствия здесь и вечного сейчас.
 
II. Нет сингулярности большого взрыва. 
Физическая вселенная, которая начиналась как сингулярнсть, немедленно образовала бы черную дыру, и никакой «взрыв» не мог бы объяснить, как расширяется само пространство. В этой модели небольшой разрыв в оригинальной квантовой ткани дал один фотон в одном объеме пространства, и все из этого получилось.
 
III. Нет центрального контроля. 
Как оркестр без дирижера или Интернет, каждый квантовый узел свободно делает свое дело, без центрального направления.
 
IV. Нет ошибок. 
Выбор варианта, который потерпел неудачу, является ошибкой, но квантовая волна использует все возможные пути к физическому событию, поэтому квантовая эволюция не делает ошибок.
 
Квантовые объекты странным образом туннелируют, запутывают и накладывают друг на друга, но при наблюдении за ними, они создают физическое событие. Как наблюдение превращает квантовую реальность в физическую реальность?
 
Если физический мир представляет собой виртуальную реальность, запрос квантовой реальности дает физическое событие, как клик мышью открывает новый вид. И так же, как правила виртуальной реальности не определяют то, что ее генерирует, так и квантовая теория игнорирует физические законы. Квантовая теория описывает правила квантовой реальности, которая порождает физическую реальность.
 

4 Эго, как наша идея о себе, полностью воображаемо. Наше истинное я или сознание не является идеей.
5 Пантеизм используется в смысле ответа Спинозы на дуализм Декарта.
 

КВАНТОВЫЙ РЕАЛИЗМ

 
Квантовый реализм как альтернатива физическому реализму логичен и совместим с наукой. Обратный инжиниринг физической реальности генерирует проверяемое предсказание, которому противоречит текущая физика. Таблица 1 сравнивает квантовый реализм с другими теориями по ключевым вопросам. Физический реализм требует, чтобы физические события имели физические причины, а ортодоксальная наука – его голос.
 
Дуализм добавляет божественные причины, и ортодоксальная религия является его голосом. Квантовый реализм дает каждому физическому событию нефизическую причину (квантовый коллапс), и эзотерическое меньшинство всегда считало, что физический мир является отражением большей реальности6.
 
У этого взгляда нет высшего наблюдателя, но все наблюдает за всем остальным, поэтому ничего не скрыто. У него нет записей о делах в небесной книге, но физический мир является системной базой данных, поэтому ничего не потеряно. Два великих человеческих начинания, религия и наука, задают великие вопросы «Кто я?» внутреннего мира (Махарши, 2004) и «Что такое реальность?» внешнего мира.
 
Если одна реальность лежит в основе видящего и видимого, то это один и тот же вопрос, а сознание является задним входом к входной двери физической реальности. Квантовый реализм состоит в том, что то, что говорит нам квантовая теория, верно, что реальность является квантовой.
 

6В гностицизме изначальная полнота (Pistis Sophia) породила чудовищного демиурга (меньшего бога), породившего наш ложный физический мир, в Ведах мир – это майя или иллюзия Брахмы, в буддизме это мираж ума, в даосизме – это ложное проявление и в суфизме «Нет реальности, кроме Бога», который вообще не физический.
 
 
 
Таблица 1. Сравнение представлений о реальности по ключевым вопросам
 
 

Ортодоксальные взгляды

Варианты виртуализма

Вопросы

Физический Реализм

Дуализм

Матрица

Симуляция

Универсальный Разум

Квантовый Реализм

Физический мир реален?

Да

Да

Нет

Нет

Нет

Нет

Есть 2 реальность?

Нет

Да

Нет

Нет

Нет

Нет

Есть ли квантовый мир?

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Да

Реальность это информация?

Нет

Нет

Да

Да

Нет

Нет

Есть ли что-то нефизическое?

Нет

Да

Да

Да

Да

Да

Реальность сновидение?

Нет

Нет

Нет

Нет

Да

Нет

Электроны наблюдают?

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Да

Физическая реальность подделка?

Нет

Нет

Да

Да

Да

Нет

Теория проверяема

Да

Нет

Нет

Нет

Нет

Да

 

ССЫЛКИ И УПОМИНАНИЯ

  • Aspect, A., Grangier, P., & Roger, G. (1982). Experimental Realization of Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm
  • Gedankenexperiment: A New Violation of Bell’s Inequalities. Physical Review Letters, 49(2), 91–94.
  • Baggot, J. (2013). Farewell to Reality: How fairytale physics betrays the search for scientific truth. London:
  • Constable.
  • Bone, J. (2005). The social map and the problem of order: A re-evaluation of “Homo Sociologicus.” Theory &
  • Science, 6(1).
  • Bostrom, N. (2002). Are you Living in a Computer Simulation? Philosophical Quarterly, 53(211), 243–255.
  • Conway, J., & Koch, S. (2006). The free will theorem. Found. Phys., 36(10), arXiv:quant–ph/0604079v1.
  • Davies, P. (2006). The Goldilocks Enigma. Penguin Books.
  • Everett, H. (1957). “Relative state” formulation of quantum mechanics. Rev. of Mod. Phys., 29, 454–462
  • Kwiat, P. G., Weinfurter, H., Herzog, T., Zeilinger, A., & Kasevich, M. A. (1995). Interaction-free Measurement. Phys. Rev. Lett., 74, 4763. 
  • Laughlin, R. B. (2005). A Different Universe: Reinventing physics from the bottom down. New York: Basic Books. 
  • Listverse. (2014). 10 reasons why our universe is a virtual-reality. Retrieved from http://listverse.com/2014/11/26/10-reasons-why-our-universe-is-a-virtual-reality/ 
  • Maharshi, R. (2004). The Spiritual Teaching of Ramana Maharshi. Shambala. 
  • McCabe, G. (2005). Universe creation on a computer. Stud.Hist.Philos.Mod.Phys.36:591-625. 
  • Smolin, L. (2001). Three Roads to Quantum Gravity. New York: Basic Books. 
  • Tegmark, M., & Wheeler, J. A. (2001). 100 Years of the Quantum. Scientific American, (Feb), p68–75. 
  • Whitworth, B. (2010a). Simulating space and time. Prespacetime Journal, 1(2), 218–243, latest version at http://listverse.com/2014/11/26/10-reasons-why-our-universe-is-a-virtual-reality/ 
  • Whitworth, B. (2010b). The emergence of the physical world from information processing. Quantum Biosystems, 2(1), 221–249. Latest version at http://listverse.com/2014/11/26/10-reasons-why-our-universe-is-a-virtual-reality/ 
  • Whitworth, B. (2014). The Light of Existence. Retrieved from http://listverse.com/2014/11/26/10-reasons-why-our-universe-is-a-virtual-reality/ 
  • Whitworth, B. (2015). The Matter Glitch: An alternative to the standard model. Retrieved from http://listverse.com/2014/11/26/10-reasons-why-our-universe-is-a-virtual-reality/ 
  • Whitworth, B., & Ahmad, A. (2013). The Social Design of Technical Systems: Building technologies for communities. The Interaction Design Foundation. 
  • Wolfram, S. (2002). A New Kind of Science. Wolfram Media