Структура реальности

С моей точки зрения, простейшая точка входа в теорию омега-точки – это принцип Тьюринга. Универсальный генератор виртуальной реальности физически возможен. Такая машина способна воспроизвести как любую физически возможную среду, так и определенные гипотетические и абстрактные сущности с любой желаемой точностью. Следовательно, его компьютер имеет потенциально неограниченное требование дополнительной памяти и может выполнить неограниченное количество шагов. Это было тривиально – встроить в классическую теорию вычисления, пока универсальный компьютер считался абстракцией в чистом виде. Тьюринг просто постулировал бесконечно длинную ленту памяти (с самоочевидными, на его взгляд, свойствами), совершенно точный процессор, не требующий ни мощности, ни обслуживания, и неограниченное время. В том, чтобы сделать эту модель более реалистичной, разрешив периодическое обслуживание, нет принципиальной проблемы, но три остальных требования – неограниченная емкость памяти, неограниченное время обработки и энергоснабжение – проблематичны в свете существующей космологической теории. В некоторых современных космологических моделях вселенная через конечное время испытает повторный коллапс в виде Большого сжатия и является пространственно конечной. В них вселенная имеет геометрию гиперсферы, трехмерного аналога двухмерной поверхности сферы. На первый взгляд, такая космология накладывает конечный предел как на емкость памяти, так и на количество шагов обработки, которые машина смогла бы осуществить до конца вселенной. Это делает универсальный компьютер физически невозможным, и принцип Тьюринга нарушается. В других космологических моделях вселенная продолжает вечно расширяться и является пространственно бесконечной, что как будто может предоставить неограниченный источник материала для создания дополнительной памяти. К сожалению, в большинстве подобных моделей плотность энергии, доступной для питания компьютера, уменьшается с расширением вселенной, и ее приходится собирать со все большей площади. Из-за того, что физика налагает на скорость абсолютный предел – скорость света, – доступ к памяти компьютера будет замедляться, и в конечном итоге мы снова приходим к тому, что можно выполнить только конечное число шагов вычисления.

Ключевое открытие теории омега-точки – это открытие класса космологических моделей, в которых, несмотря на конечность вселенной как в пространстве, так и во времени, емкость памяти, количество возможных шагов вычисления и эффективное снабжение энергией не имеют ограничений. Эта кажущаяся невозможность может произойти из-за исключительных условий в последние моменты коллапса вселенной в Большом сжатии. Сингулярности пространства-времени, подобные Большому взрыву и Большому сжатию, редко бывают спокойными местами, но этот момент должен быть гораздо хуже прочих. Изменится форма вселенной – из гиперсферы она превратится в трехмерный аналог поверхности эллипсоида. Степень деформации увеличится, потом уменьшится, а потом увеличится еще быстрее, но по отношению к другой оси. Как амплитуда, так и частота этих осцилляций будет безгранично увеличиваться по мере приближения к конечной сингулярности, так что произойдет буквально бесконечное количество осцилляций, при том что конец наступит за конечное время. Материя, какой мы знаем ее, не выживет: все вещество, и даже сами атомы, будет разорвано гравитационными силами сдвига, вызванными деформированным пространством-временем. Однако эти силы сдвига также обеспечат неограниченный источник доступной энергии, который в принципе можно будет использовать для питания компьютера. Но как в таких условиях может существовать компьютер? Единственным «материалом», который останется для создания компьютеров, будут элементарные частицы и сама гравитация, предположительно в каких-то в высшей степени экзотических квантовых состояниях, существование которых мы (все еще не имея адекватной теории квантовой гравитации) сейчас не можем ни подтвердить, ни отвергнуть. (Вопрос об их экспериментальном наблюдении, конечно, не стоит.) Если подходящие состояния частиц и гравитационного поля существуют, то они также обеспечат неограниченную емкость памяти, и вселенная будет сжиматься так быстро, что бесконечное количество доступов к памяти станет осуществимым за конечное время до конца вселенной. Конечную точку гравитационного коллапса, Большое сжатие этой космологии, Типлер называет омега-точкой.

Итак, принцип Тьюринга означает, что не существует верхней границы количества физически возможных вычислительных шагов. Таким образом, при условии, что космология омега-точки – это (при правдоподобных допущениях) единственный тип космологии, при котором может произойти бесконечное количество шагов вычисления, мы должны заключить, что наше действительное пространство-время должно иметь форму омега-точки. Поскольку все вычисление прекратится, как только не останется переменных, способных переносить информацию, мы можем сделать вывод, что необходимые физические переменные (возможно, квантово-гравитационные переменные) действительно существуют вплоть до омега-точки.

Скептик мог бы сказать, что рассуждение такого рода содержит серьезную и неоправданную экстраполяцию. У нас есть опыт «универсальных» компьютеров только в самой благоприятной среде, которая даже отдаленно не напоминает конечные стадии вселенной. И у нас есть опыт выполнения на этих компьютерах только конечного числа шагов вычисления при использовании только конечного объема памяти. Как может быть обоснована экстраполяция от этих конечных чисел к бесконечности? Другими словами, как мы можем знать, что принцип Тьюринга в его сильной форме строго истинен? Какие существуют доказательства того, что реальность обеспечивает нечто большее, чем приблизительная универсальность?

Конечно, этот скептик – индуктивист. Более того, точно такой тип мышления (как я доказал в предыдущей главе) мешает нам понять и усовершенствовать наши лучшие теории. Что является «экстраполяцией», а что нет, зависит от того, с какой теории начинают. Если начать с какой-то неопределенной, но ограниченной концепции того, что является «нормальным» в возможностях вычисления, концепции, не подкрепленной лучшими из имеющихся объяснений этого предмета, то любое применение этой теории вне знакомых условий будет рассматриваться как «неоправданная экстраполяция». Но если начать с объяснений лучшей из доступных фундаментальных теорий, то сама идея о том, что в чрезвычайных ситуациях остается в силе некая призрачная «нормальность», будет неоправданной экстраполяцией. Чтобы понять наши лучшие теории, мы должны всерьез принимать их как объяснения реальности, а не рассматривать их как простые обобщения существующих наблюдений.

Принцип Тьюринга – это наша лучшая теория основ вычисления. Конечно, нам известно лишь конечное количество примеров, которые его подтверждают – но это верно для любой научной теории. Остается и всегда будет оставаться логическая возможность того, что универсальность может быть только приблизительной. Однако не существует конкурирующей теории вычисления, которая заявляла бы это. И на то есть хорошая причина, ибо «принцип приблизительной универсальности» не имел бы объяснительной силы. Если, к примеру, мы хотим понять, почему мир кажется понятным, объяснение могло бы заключаться в том, что мир является понятным. Такое объяснение можно согласовать с другими объяснениями из других областей (на самом деле так и происходит). Но теория о том, что мир понятен наполовину, ничего не объясняет, и ее, по-видимому, невозможно согласовать с объяснениями из других областей, если только они не объяснят ее. Такая теория просто дает новую формулировку проблемы и вводит необъясненную константу «наполовину». Короче, допущение, что принцип Тьюринга в полной форме остается в силе в конце вселенной, оправдано тем, что любое другое допущение портит хорошие объяснения того, что происходит здесь и сейчас.

Но оказывается, что тип осцилляции пространства, который приводит к омега-точке, в высшей степени неустойчив (наподобие классического хаоса) и исключительно силен. Сила и неустойчивость этих осцилляций неограниченно увеличиваются по мере приближения омега-точки. Любое небольшое отклонение от правильной формы будет быстро увеличено до такой степени, что условия продолжения вычисления будут нарушены, так что Большое сжатие произойдет после конечного количества вычислительных шагов. Следовательно, чтобы удовлетворить принципу Тьюринга и достичь омега-точки, вселенную следует постоянно «направлять» на правильные траектории. Типлер в принципе показал, как это можно сделать, манипулируя гравитационным полем над всем пространством. Предположительно (нам опять же нужна квантовая теория гравитации, чтобы убедиться в этом) технологию, используемую для стабилизации механизмов и хранения информации, придется постоянно совершенствовать – в действительности совершенствовать бесконечное число раз, – по мере того как плотность и напряжения будут расти все более и более, беспредельно. Это потребует непрерывного создания нового знания, которое, как гласит эпистемология Поппера, требует присутствия рациональной критики, а потому – разумных существ. Таким образом, из принципа Тьюринга и некоторых других независимо подтверждаемых допущений мы пришли к выводу, что разум выживет и что знание будет непрерывно создаваться до конца вселенной.

Процедуры стабилизации и сопровождающие их процессы создания знания должны будут постоянно ускоряться, пока в конечном безумии в конечное время не произойдет бесконечное количество того и другого. Мы не знаем такой причины, по которой не должно существовать физических ресурсов осуществления этого, но можно поинтересоваться, почему обитатели должны будут приложить такие усилия. Почему они должны продолжать столь аккуратно направлять гравитационные осцилляции во время, скажем, последней секунды вселенной? Если вам осталось жить всего одну секунду, почему бы, наконец, просто не откинуться на спинку стула и не отнестись ко всему этому спокойно? Но это, конечно, неправильное представление ситуации. Вряд ли можно было бы придумать в большей степени неправильное представление. Дело в том, что разум этих людей будет работать, как компьютерная программа в компьютерах с безгранично увеличивающейся физической скоростью. Их мысли так же, как и наши, будут результатами виртуальной реальности, полученными этими компьютерами. Действительно, в конце этой последней секунды весь сложный механизм будет разрушен. Но мы знаем, что субъективная длительность ощущения виртуальной реальности определяется не временем от начала работы, а вычислениями, выполненными за это время. В бесконечном количестве этапов вычисления есть время для бесконечного количества мыслей – предостаточно времени для тех, кто мыслит, чтобы поместить себя в любую виртуальную среду, которая им понравится, и ощущать ее столько, сколько им этого захочется. Устав от нее, они могут переключиться на любую другую среду или на любое количество других сред, которое они позаботятся создать. Субъективно они окажутся не на конечных стадиях своей жизни, а на самых начальных. Они не будут спешить, ибо субъективно они будут жить вечно. Когда останется одна секунда или одна микросекунда, они тем не менее будут иметь «всё время в мире», чтобы сделать больше, испытать больше, создать больше – бесконечно больше, – чем кто-либо в мультиверсе сделал до этого времени. Поэтому у них есть множество стимулов уделить внимание управлению своими ресурсами. Занимаясь этим, они просто подготавливают свое собственное будущее, открытое, бесконечное будущее, которое они будут полностью контролировать и в которое в любой заданный момент времени они будут лишь вступать.

Мы можем надеяться, что разум в омега-точке будет состоять из наших потомков. Точнее говоря, из наших интеллектуальных потомков, поскольку наши нынешние физические формы не смогли бы выжить вблизи омега-точки. На некоторой стадии человеческим существам придется перевести компьютерные программы, которыми является их разум, в более прочное «железо». На самом деле в конечном итоге это придется сделать бесконечное количество раз.

Механика «направления» вселенной к омега-точке требует осуществления определенных действий во всем пространстве. Следовательно, разум должен будет вовремя распространиться по всей вселенной, чтобы сделать первые необходимые настройки. Это один из ряда контрольных сроков, которым, как показал Типлер, нам придется удовлетворить – и он также показал, что удовлетворить любому из них с точки зрения нашего настоящего знания физически возможно. Первый срок (как я отметил в главе 8) наступит примерно через пять миллиардов лет от сегодняшнего момента, когда Солнце, если оставить его на произвол судьбы, станет красной гигантской звездой и сотрет нас с лица земли. До этого момента мы должны научиться управлять Солнцем или покинуть Солнечную систему. Затем мы должны заселить нашу галактику, потом местное скопление галактик, а потом и всю вселенную. Мы должны делать все это достаточно быстро, чтобы удовлетворить соответствующему сроку, но мы не должны продвигаться вперед так быстро, что израсходуем все необходимые ресурсы прежде, чем создадим новый уровень технологии.

Я говорю, что «мы должны» делать все это, однако это всего лишь допущение, что именно мы будем предками разума, который будет существовать в омега-точке. Нам не нужно играть эту роль, если мы не хотим этого. Если мы решим не играть ее, но принцип Тьюринга все же верен, то мы можем быть уверены, что ее сыграет кто-то другой (предположительно какой-то внеземной разум).

Тем временем в параллельных вселенных наши двойники делают тот же самый выбор. Преуспеют ли все они? Другими словами, обязательно ли кто-то преуспеет в создании омега-точки в нашей вселенной? Это зависит от одной тонкой детали принципа Тьюринга. Он гласит, что универсальный компьютер физически возможен, а «возможный» обычно означает «действительный в этой или какой-то другой вселенной». Требует ли принцип, чтобы универсальный компьютер был построен во всех вселенных, или только в некоторых, или, может быть, «в большинстве»? Мы еще недостаточно хорошо понимаем этот принцип, чтобы сделать вывод. Некоторые принципы физики, например, принцип сохранения энергии, остаются в силе только в группе вселенных, а в отдельных вселенных при некоторых обстоятельствах могут нарушаться. Другие принципы, например, принцип сохранения заряда, остаются в силе строго в каждой вселенной. Две самые простые формы принципа Тьюринга были бы следующими:

1) универсальный компьютер существует во всех вселенных;

или

2) универсальный компьютер существует по крайней мере в некоторых вселенных.

Версия «во всех вселенных» представляется слишком сильной, чтобы выразить интуитивную идею о том, что такой компьютер физически возможен. Но версия «по крайней мере в некоторых вселенных» кажется слишком слабой, поскольку ясно, что если универсальность остается в силе только в очень немногих вселенных, то она теряет свою объяснительную силу. Наконец, версия «в большинстве вселенных» потребовала бы, чтобы принцип точно определил их конкретное процентное соотношение, скажем, 85 %, что кажется весьма невероятным. (Есть такое предположение, что в физике не существует «естественных» констант, кроме нуля, единицы и бесконечности.) Следовательно, в действительности Типлер отдает предпочтение версии «всех вселенных», и я согласен, что это самый естественный выбор при том немногом, что нам известно.