Смотри здесь звітність ФОП Біла Церква.

Является ли Вселенная компьютером?

Роберт Райт

1. Полет соло.
2. Мозаичная Вселенная.
3. Вершина совершенства.
4. Миг за мигом, точка за точкой.
5. Deus ex machina.
 Вернуться

МОЗАИЧНАЯ ВСЕЛЕННАЯ

По мнению Фредкина, первичную движущуюся силу, основной принцип, которому подчиняется Вселенная, нужно отнести к той категории компьютерных программ, которая известна как “клеточные автоматы”.

Клеточный автомат был изобретен в начале 50-тых годов Джоном фон Нейманом, одним из архитекторов информатики и творческим мыслителем в ряде других научных областей. Слово “клеточный” здесь употребляется не в биологическом смысле. Им обозначают расположенные рядом одна с другой пространственные клетки, которые вместе образуют определенную структуру. Сегодня такие структуры-изображения можно увидеть на любом компьютерном дисплее, но во время Неймана компьютеров не было, и ему приходилось ограничиваться рисованием клеток на листке бумаги.

В некоторых отношениях клеточные автоматы напоминают те прекрасные графические изображения, которые можно иногда наблюдать на стадионах, когда патриотичные массы или большие группы болельщиков одновременно, как по команде, поднимают руки с разноцветными флажками, из которых образуется портрет национального лидера или название футбольной команды. Еще более впечатляет это тогда, когда такой портрет сразу исчезает и на его месте вдруг появляется другой. Это эффектная демонстрация точности исполнения и планирования.

Предположим, что планирования нет. Предположим, что вместо предварительно установленной последовательности поднятия флажков каждый участник руководствуется только каким-то правилом, в соответствии с которым решает, какой флажок поднять. Например, в одной группе людей, чьи флажки только двуцветные — синие и белые — каждый человек получил распоряжение сначала посмотреть на четырех своих соседей (слева, справа, впереди и сзади) и только потом поднять такой флажок, какой подняли большинство его соседей в прошедшем кадре. Или наоборот, распоряжение может заключаться в том, чтобы поднять флажок такого цвета, который противоположен цвету флажков, поднятых соседями. В обоих случаях результатом будет последовательность не из заранее задуманных изображений, а абстрактных, непредсказуемых цветовых сочетаний.

Это открывает огромное разнообразие возможностей. Существует множество способов для определения “окрестности”, а у любой “окрестности” может быть множество различных правил поведения, большинство из которых более сложные, чем слепой конформизм или непримиримое “диссидентство”. В общем, число возможных правил представляет показательную функцию от числа соседних клеток; группа фон Неймана состоит из пяти клеток и имеет 232 или приблизительно четыре миллиарда возможных правил. Но какие бы “окрестности” и правила не программировались для компьютера, для клеточных автоматов всегда важны две вещи: все клетки руководствуются одним и тем же правилом, которое определяет их будущее поведение на основе прошлого поведения окрестности; все клетки подчиняются правилу одновременно и неизменно столько раз, сколько они приведены в действие.

В конце 50-тых годов, после знакомства с теорией клеточных автоматов, Фредкин начинает заниматься правилами, выбирая сильные и интересные и отбрасывая слабые и неинтересные. Он открывает, например, что никакое правило, которое требует чтобы при четырех зажженных соседних клетках в следующий момент зажглась и клетка в середине, не могло бы обеспечить продолжительный свет всех пяти клеток; даже одна единственная не зажженная клетка непременно “умножится”, и в конце концов погасит весь дисплей компьютера. Но подобные простые правила могут создать и много сложных ситуаций. Первое такое правило, открытое Фредкиным, требует “включения” клетки, если включено нечетное число из ее фон Неймановой окрестности, и “выключения” во всех других случаях. После “засевания” поля беспорядочной пестротой из горячих и темных клеток, подчиняющихся этому хорошему, сильному правилу, Фредкин наблюдает появление огромного разнообразия сложных сочетаний, некоторые из которых “застывают” после их оформления, другие быстро распадаются,

третьи проявляют цикличный характер формирования и распада. Один коллега Фредкина, после того, как наблюдал это правило в действии, предложил ему продать программу какому-нибудь дизайнеру персидских ковров.

Сегодня новые правила для клеточных автоматов формулируются и проверяются группой информационной механики, созданной Фредкиным в рамках Лаборатории информатики МТИ. Ядро группы составляют два физика-иностранца — Томазо Тофоли из Италии и Норман Марголис из Канады. Они с разной степенью серьезности относятся к физической теории Фредкина, но оба они согласны с ним, что исследование связи между информатикой и физикой заслуживает внимания и приложения усилий. Оба они уделяют много времени моделированию физических процессов при помощи клеточных автоматов.

Фредкин считает, что клеточные автоматы будут отражать действительность точнее, если применяются к более фундаментальным ее уровням и при условии, что будут открыты правила, необходимые для моделирования движения молекул, атомов, электронов и кварков. Он считает так же, что на самом фундаментальном уровне (какой этот уровень — все еще не установлено) автоматы будут описывать физический мир с абсолютной точностью, так как Вселенная на этом уровне представляет собой клеточный автомат с тремя измерениями — кристаллическую структуру из логически взаимодействующих единиц, каждая из которых невообразимо много раз в секунду “решает” быть ли ей “включенной” или “выключенной” в каждый последующий момент. Этот вид информации, говорит Фредкин, есть ткань действительности, та субстанция, из которой возникают материя и энергия. Электрон во Вселенной Фредкина не что иное, как один из информационных “узоров”, а движущийся по орбите электрон не что иное, как движущийся информационный “узор”. В сущности даже это движение в известном смысле иллюзорно: биты информации, которые образуют узор, находятся в полном покое, как не меняют своих мест люди на стадионе, когда от них требуют сдвинуть “портрет” чуть левее или правее. Каждый бит остается неподвижным и ограничивает свою “активность” единственно “включением света” и его “выключением”. “Надо сказать вам, что я не верю в существование таких объектов, как протоны и электроны и в то, что вещи таковы, какими выглядят — говорит Фредкин. — Я убежден, что существует лишь информационный процесс, и что биты, распределенные в определенной конфигурации, являются перед нами в форме электронов, водородных атомов и так далее”.

В большинстве традиционных физических теорий интуитивно подразумевается, что реален только континуум — что не существует такой вещи, как “мгновенье” во времени, что оно течет непрерывно, как и пространство не разделено на маленькие “кусочки”, а абсолютно “монолитно”. С точки зрения теории Фредкина как пространство, так и время имеют зернистую структуру, причем зернышки нельзя раздробить на более мелкие зернышки; люди и собаки, деревья и океаны в своей глубочайшей сущности похожи скорее на мозаику, чем на живописную картину, суть времени олицетворяется лучше цифровыми часами, чем часами со стрелками.

Неизбежный вопрос состоит в том: почему пространство и время выглядят непрерывными, если они не такие? Очевидный ответ: потому что “кубики” пространства и времени чрезвычайно маленькие — время выглядит непрерывным по той же самой причине, по которой выглядит непрерывным и движение пленки фильма, хотя она состоит из отдельных кадров, а иллюзия пространственного континуума близка по характеру к выглядящим целостными оттенкам газетных фотографий, которые в действительности составлены из множества крошечных точек.

Но очевидный ответ, говорит Фредкин, это не полный ответ. Иллюзия непрерывности в нашем случае еще глубже. Даже если бы тиканье вселенских часов было бы медленным в некотором абсолютном смысле, время для нас все равно выглядело бы непрерывным, так как наше восприятие измерения в этом базовом ритме процессов не может быть раздроблено на более маленькие единицы. То же самое относится и к пространственному восприятию: могут ли глаза, составленные из самых маленьких единиц во Вселенной, видеть эти единицы? Может ли сам информационный процесс воспринимать мельчайшие составляющие его элементы? Самое существенное, что базовые единицы времени и пространства во Вселенной Фредкина не просто исключительно маленькие. Поскольку в этой Вселенной существуют создания, которые не в состоянии воспринимать реальность, единицы времени и пространства должны быть незаметно маленькими.

Далее
к началу страницы