Чело-Век. Путь за завесу

Что-то странное происходит с миром

Всё, что мы называем реальным, состоит из вещей, которые нельзя считать реальными.

Нильс Бор

Когда мир кажется ненастоящим

Представьте: посреди обычного дня с вашим восприятием вдруг что-то происходит. Мир перестаёт казаться настоящим. Вы чувствуете свои руки и ноги, но они словно чужие — как хорошо сделанные протезы. Лица близких людей выглядят странно незнакомыми, а время и пространство будто растягиваются и сжимаются. Реальность становится далёкой, плоской, как будто вы смотрите на неё через стекло или оказались во сне, из которого не можете выбраться.

Психиатры называют это состояние дереализацией. Кратковременные её эпизоды знакомы очень многим людям — обычно в моменты сильной усталости, стресса или недосыпа. Описать их трудно: в языке словно не хватает слов. Человек видит и слышит то же, что и всегда, — это не галлюцинация, — но мир теряет яркость и эмоциональный вес, становится похожим на декорацию. Часто рядом идут дежавю — чувство, что это уже было, — и его противоположность, жамевю, когда хорошо знакомое место вдруг кажется увиденным впервые. Обычно всё быстро проходит, и пугаться этого не нужно.

Именно с такого чувства начинается история Нео в «Матрице». «Ты здесь, потому что кое-что знаешь, — говорит ему Морфеус. — Ты не можешь это объяснить, но чувствуешь. Всю жизнь ты чувствовал, что с миром что-то не так». Только у Нео причина была внешней: его мир действительно оказался симуляцией, созданной машинами.

Меня всегда интересовало, почему этот фильм так попал в нерв. Спустя четверть века его по-прежнему пересматривают, разбирают на цитаты, спорят о смысле. До 1999 года мало кто слышал о гипотезе симуляции, а после — о ней заговорили все, словно эта мысль давно висела в воздухе и кто-то наконец решился произнести её вслух. Может быть, именно потому, что каждый хотя бы раз ловил себя на том самом ощущении: с миром что-то не так.

Древние называли это Майей. Сегодня некоторые физики и философы говорят о симуляции. Давайте посмотрим, что они имеют в виду, — и почему этот разговор не так фантастичен, как кажется.

Край нарисованного мира

Ещё в 1964 году американский писатель Дэниел Галуйе написал роман «Симулакрон-3» — одно из первых описаний виртуальной реальности. По нему сняли фильм «Тринадцатый этаж», вышедший в том же 1999 году, что и «Матрица». Его самая запоминающаяся сцена — герой едет туда, куда раньше никогда не ездил, и оказывается буквально на краю света: дальше мир не прорисован, вместо пейзажа — каркасная сетка.

Представьте, что вы — персонаж компьютерной игры. Как бы вы догадались, что ваш мир ненастоящий? Первое, что приходит в голову, — найти его границу. Но хорошие игры продуманнее: в одной популярной игре, если долго плыть прочь от берега, герой просто погибает от усталости, так и не найдя края карты. А если каким-то образом обойти это ограничение и плыть месяцами, игровой движок начинает «сходить с ума»: персонаж раздваивается, размазывается по пространству. Это ещё не доказательство, что мир — программа. Но это первая монетка в копилку подозрений.

А что в нашем мире? Есть ли у него свои «странности на краю»? Физики говорят: есть. И самые удивительные из них связаны с чёрными дырами.

Космонавт, который и жив, и мёртв

Представьте космонавта, который падает в огромную чёрную дыру. У каждой такой дыры есть горизонт событий— граница, пересечь которую можно лишь в одну сторону: обратно не вырваться, как бы сильно ни разгонялся корабль. Что почувствует космонавт на этой границе? Согласно общей теории относительности — ничего особенного. Он даже не заметит, что пересёк точку невозврата: вокруг будет та же невесомость, что и везде в открытом космосе. Беда придёт позже, ближе к центру, где чудовищная гравитация разорвёт его на части.

А теперь посмотрим на то же самое со стороны, в телескоп. Мы никогда не увидим, как космонавт пересекает горизонт: из-за замедления времени он будет двигаться всё медленнее и медленнее, пока не застынет у самой границы. Но физик Леонард Саскинд, один из создателей теории струн, в книге «Битва при чёрной дыре» описывает и кое-что ещё. С точки зрения внешнего наблюдателя, приблизившись к горизонту, космонавт встречает раскалённую «огненную стену» квантового излучения — и сгорает дотла.

Две истории — и обе, по мнению Саскинда и нидерландского нобелевского лауреата Герарда ’т Хоофта, верны одновременно. Это называют принципом дополнительностичёрных дыр. Противоречия не возникает лишь потому, что две точки зрения невозможно сопоставить: космонавт не выберется наружу, чтобы рассказать, что жив, а внешний наблюдатель не успеет догнать его внутри, чтобы сообщить, что тот погиб. Физика словно оберегает реальность от парадокса.

Но само безумие ситуации никуда не девается: два противоположных описания одного события одновременно истинны. Саскинд пишет, что в мощном гравитационном поле чёрной дыры размывается сама объективность событий. И, что ещё удивительнее, похожая картина возникает на краю нашей наблюдаемой Вселенной. Из-за её расширения каждого из нас окружает свой космологический горизонт— граница, за которой галактики удаляются быстрее скорости света и уже никогда не смогут послать нам сигнал. Каждый из нас живёт словно внутри собственной вывернутой наизнанку чёрной дыры.

Мир как голограмма

Из этой истории Саскинд и ’т Хоофт сделали далеко идущий вывод. Если с точки зрения внешнего наблюдателя ничто не попадает «внутрь» чёрной дыры, то всё, что в неё упало, должно быть записано на её поверхности — в виде битов информации. А поскольку при достаточном сжатии чёрной дырой может стать что угодно, то же самое справедливо для любой области пространства.

Так родился голографический принцип. «Трёхмерный мир нашего обыденного опыта, — пишет Саскинд, — Вселенная, заполненная галактиками, звёздами, планетами, домами, камнями и людьми, — это голограмма, образ реальности, закодированной на далёкой двумерной поверхности». Это не маргинальная фантазия: голографический принцип — одно из самых обсуждаемых направлений современной теоретической физики.

Почему же мы не чувствуем себя «нарисованными на плоскости»? По той же причине, по которой космонавт не чувствует огненной стены: изнутри мир выглядит цельным и объёмным.

Биты? Кодировка? Мы вообще говорим о реальных вещах или о программе? Именно этот вопрос всерьёз задавал себе один из самых влиятельных физиков XX века — Джон Арчибальд Уиллер, соавтор Нильса Бора и учитель целого поколения учёных, человек, который дал чёрным дырам их название. На закате жизни он сформулировал идею, которую называл «всё из бита»: в основе реальности лежат не вещество и не энергия, а информация— ответы «да» или «нет» на вопросы, которые природа задаёт сама себе. Физик Брайан Грин в книге «Скрытая реальность» вспоминает, как спросил Уиллера, что станет главной темой физики в ближайшие десятилетия. Уиллер долго молчал, а потом произнёс одно слово: «Информация».

Вселенная, которая умеет считать

С этого момента разговор о симуляции перестал быть только темой для фантастов. Стивен Вольфрам и Эдвард Фредкин рассматривают Вселенную как своего рода клеточный автомат — огромный вычислитель, в котором простые правила порождают всю сложность мира. Физик Дэвид Дойч, один из пионеров квантовых вычислений, обратил внимание на поразительное свойство нашего мира: его законы допускают существование устройств, способных моделировать любую его часть. Ваш телефон — такое устройство. И ваш мозг — тоже: стоит вам вспомнить свою школу, и одна часть Вселенной — ваша голова — запускает модель другой её части.

Дойч идёт дальше: сама жизнь — это способ, которым Вселенная моделирует себя. Гены хранят «описание» среды, в которой живёт организм: глядя на рыбу, мы понимаем, что её стихия — вода, глядя на птицу — небо. «Жизнь, — пишет Дойч, — это средство, с помощью которого виртуальная реальность впервые была воплощена в природе».

В 2003 году оксфордский философ Ник Бостром опубликовал статью «Живёте ли вы в компьютерной симуляции?», которая стала одной из самых обсуждаемых философских работ нашего века. Его рассуждение простое. Если цивилизации вроде нашей не погибают раньше, чем научатся создавать реалистичные симуляции, и если они не запрещают себе это делать, то симулированных миров со временем станет неизмеримо больше, чем настоящих. А значит, шансы, что мы живём в «базовой» реальности, ничтожно малы. Именно эту мысль популяризировал Илон Маск, заявив, что вероятность жить в настоящем, несимулированном мире — «один на миллиарды». Астроном Дэвид Киппинг, пересчитав аргумент строже, получил более скромную оценку — примерно пятьдесят на пятьдесят. Но и это немало. А нобелевский лауреат, астрофизик Джордж Смут, изучавший реликтовое излучение — «эхо» Большого взрыва, — прочитал публичную лекцию с вызывающим названием «Вы в симуляции, и физика может это доказать».

Зачем вообще кому-то запускать столько симуляций? Ответ прост: ради исследований. Уже сегодня физики, биологи и социологи запускают на компьютерах миллиарды моделей — пусть пока грубых. С ростом вычислительных мощностей они будут всё больше походить на реальность. Историк, который захочет понять, как рождаются и гибнут цивилизации, запустит не одну, а тысячи моделей с миллиардами людей. Брайан Грин подсчитал, что будущему квантовому компьютеру размером с ноутбук хватило бы доли секунды, чтобы промоделировать все мысли всех людей за всю историю человечества.

И это уже не только философия. Журнал The New Yorkerписал, что многие в Кремниевой долине буквально одержимы гипотезой симуляции, а двое технологических миллиардеров будто бы тайно финансируют учёных, которые ищут способ «выбраться» из неё. Но прежде чем выбираться, нужно хотя бы убедиться, что мы внутри. Как это можно проверить?

Есть подсказка, которая знакома каждому, — сон. «Ты похож на человека, который ничему не удивляется, потому что считает происходящее сном и верит, что вот-вот проснётся», — говорит Морфеус Нео. Во сне мир кажется абсолютно настоящим, пока мы не проснёмся. Сновидение — самый древний и самый личный опыт «подключения» к иной реальности.

Пиксели пространства

Если мир — симуляция, у него должны быть ограничения, как у любого компьютера. Например, при достаточно сильном увеличении пространство должно оказаться не непрерывным, а «зернистым», состоящим из конечного числа точек — как изображение на экране, в котором при внимательном взгляде видны пиксели.

Вспомним древний парадокс Зенона: летящая стрела в каждый отдельный момент времени покоится — как же тогда она движется? Если пространство и время состоят из мельчайших «кадров», парадокс исчезает: стрела просто мгновенно переходит из одного положения в следующее, а между ними нет ничего — как между кадрами фильма или тактами процессора. Плавность движения может оказаться иллюзией, как в кино.

Многие физики, в том числе Брайан Грин, допускают, что мир на самом глубоком уровне дискретен. Есть даже предложения проверить это экспериментально: в 2012 году группа физиков из Вашингтонского университета — Сайлас Бин, Зохре Давуди и Мартин Сэвидж — описала, какие следы такая «сетка» могла бы оставить в спектре сверхэнергичных космических лучей. Пока вопрос открыт.

Скорость света как предел процессора

Есть в нашем мире ещё одна загадочная константа — скорость света, 299 792 458 метров в секунду. Это не просто скорость света, а предельная скорость любого взаимодействия во Вселенной. Почему она именно такая? Никто не знает: её значение не выводится ни из каких более глубоких законов. А с точки зрения гипотезы симуляции объяснение напрашивается само: это предел скорости обработки данных.

Ещё удивительнее, что скорость света одинакова для всех наблюдателей. Если мимо вас почти со скоростью света пролетит корабль и включит фары, его пилот измерит у своего луча ровно те же 299 792 458 метров в секунду, что и вы — у своего фонарика. Чтобы это было возможно, мир вынужден «подстраиваться»: время на быстро движущемся корабле замедляется, а пространство по направлению его движения сжимается. Это не фантазия, а экспериментально проверенные эффекты теории относительности. При скорости, равной половине световой, расстояния по ходу движения сокращаются примерно на 13 %, а при скорости, предельно близкой к световой, путь до ближайшей звёзды можно преодолеть за мгновения собственного времени — тогда как на Земле пройдут годы.

Давайте разберём это на простом мысленном эксперименте. Вы неподвижно парите в космосе недалеко от Земли. Мимо вас на огромной скорости — скажем, девяносто девять процентов от скорости света — проносится космический корабль. В тот момент, когда он с вами поравнялся, вы оба включаете фонари и начинаете измерять, за какое время свет пройдёт 299 792 458 метров. Здравый смысл подсказывает: свет корабельных фар должен лететь почти вдвое быстрее вашего — ведь к его скорости прибавляется скорость корабля. Но нет. Каждый из вас получит одно и то же значение. Как такое возможно?

Ответ звучит безумно: для вас время на корабле течёт медленнее. Вы закончите своё измерение раньше, а пилот — позже, но каждый получит одну и ту же скорость. Если корабль потом вернётся, окажется, что его часы действительно отстали — при этом сам пилот не заметил в полёте ничего необычного. А для пилота сжимается пространство: всё расстояние по направлению его движения становится короче. Вдумайтесь: вся Вселенная сжимается в направлении того, кто движется. Даже когда вы просто идёте в магазин, — только на таких скоростях эффект настолько мал, что его не заметить. Как это уложить в голове?

Чем ближе скорость к световой, тем сильнее эффект. При скорости, предельно близкой к скорости света, расстояние до ближайшей к нам звёзды — Проксимы Центавра, свет от которой идёт больше четырёх лет, — для путешественника сократится до какой-то тысячи километров, и он преодолеет его за доли секунды. А на Земле за это время пройдут годы.

Сторонники гипотезы симуляции предлагают для этого простую аналогию. Представьте гоночный симулятор, в котором ресурсов компьютера не хватает, чтобы одинаково плавно просчитывать всё сразу. Быстро движущаяся машина начинает «подтормаживать» — со стороны её часы будто замедляются. Но водитель этого не замечает: его восприятие тоже просчитывается тем же компьютером, и для него время течёт как обычно. Конечно, это лишь аналогия. Но она удивительно точно ложится на то, что мы наблюдаем.

Мир, который отрисовывается под взглядом

«Я считаю материю производной от сознания», — сказал однажды Макс Планк, один из основателей квантовой физики. И у этой мысли есть неожиданная перекличка с компьютерными играми. Чтобы не перегружать систему, игра не просчитывает весь мир сразу: то, на что игрок не смотрит, не отрисовывается. Брайан Грин замечает, что и симуляция нашего мира могла бы экономить ресурсы, показывая звёзды только тогда, когда на них кто-то смотрит, а атомы — только когда их изучают в лаборатории.

Звучит как фантазия, но квантовая физика даёт этой мысли пищу. Вспомним знаменитый опыт с двумя щелями. Если пытаться проследить, через какую щель пролетел фотон, он ведёт себя как частица и выбирает один путь. Если же за ним не наблюдать, он ведёт себя как волна вероятности, проходит «сразу везде», и на экране появляется интерференционный узор из множества полос.

Джон Уиллер предложил космическую версию этого опыта. Свет далёкого квазара, прежде чем дойти до нас, огибает массивную галактику, которая работает как гигантская линза: фотон может пройти слева или справа от неё. Решение, наблюдать ли за путём фотона, мы принимаем здесь и сейчас — а свет вышел в путь миллиарды лет назад. И всё же наш выбор определяет, будет ли у этого фотона «история» с определённым путём. Лабораторные версии эксперимента Уиллера с отложенным выбором многократно проводились — и подтверждали эту странность.

Уиллер нарисовал Вселенную в виде буквы U с глазом на одном конце: Вселенная растёт, рождает наблюдателя, а наблюдатель своим взглядом придаёт реальность даже её самым ранним дням. Физики Юджин Вигнер и Джон фон Нейман шли ещё дальше, считая, что именно сознание играет ключевую роль в превращении квантовых возможностей в определённую реальность. Большинство современных физиков с ними не согласны — но вопрос, что такое измерение и какую роль в нём играет наблюдатель, остаётся одной из главных загадок науки.

Ник Бостром описывает, как могла бы работать такая «экономная» реальность. Внутреннее строение Земли можно не моделировать в деталях. Далёкие звёзды и галактики можно сильно упростить. Точность нужна только там, куда мы можем заглянуть, — с поверхности нашей планеты или с космических аппаратов. Предметы вокруг нас придётся просчитывать постоянно, а вот микромир можно «достраивать» по мере необходимости — в тот самый момент, когда учёный наводит на него электронный микроскоп. И мы ничего не заподозрим, потому что никогда не видим ненаблюдаемого.

Звучит как фантастика? Возможно. Но удивительно, насколько хорошо эта фантастика ложится на то, что квантовая физика говорит о роли наблюдения. И ещё удивительнее, насколько она созвучна древней идее Майи: мир являет себя тому, кто на него смотрит.

Простота за сложностью

Можно возразить: даже со всеми хитростями смоделировать Вселенную, подобную нашей, немыслимо сложно. Но так ли это? Стивен Вольфрам считает, что вся наблюдаемая сложность мира может вырастать из нескольких простых правил. Макс Тегмарк пишет, что фундаментальные уравнения Вселенной могут оказаться удивительно короткими. А специалист по искусственному интеллекту Юрген Шмидхубер заметил парадокс: написать программу, порождающую всевозможные миры, проще, чем программу, создающую один конкретный.

Это хорошо видно на примере. Написать один шедевр мировой литературы чрезвычайно трудно. А написать все возможные тексты сразу — легко. В 1941 году Хорхе Луис Борхес придумал «Вавилонскую библиотеку», в которой хранятся все книги, какие только можно составить из двадцати пяти знаков. Большинство из них — бессмыслица, но среди них есть и всё, что человечество когда-либо написало, и всё, что ещё напишет, и всё, что не напишет никогда. Сегодня эта библиотека существует в виде сайта, созданного писателем и программистом Джонатаном Бейзилом: простой алгоритм «содержит» в нём больше книг, чем атомов в наблюдаемой Вселенной. Где-то там лежат сожжённые главы второго тома «Мёртвых душ», последние слова Эйнштейна, которые никто не понял, и даже этот абзац — задолго до того, как он был написан. Невообразимая сложность — из нескольких строк кода.

Прогулка по такой библиотеке вызывает странные чувства. Где-то на её полках лежит подробная биография каждого, кто жил и ещё родится. Где-то — рецепт лекарства от любой болезни и формула, над которой учёные бьются столетие. И всё это — вперемешку с бесконечными страницами бессмыслицы, так что найти нужное практически невозможно. По аналогии и наша Вселенная может оказаться одной из бесчисленных «книг», порождённых коротким кодом. «Создайте схемы, несущие правильную информацию, — пишет Брайан Грин, — и вы создадите параллельные реальности, столь же реальные для своих обитателей, как наша — для нас».

Задумайтесь: для персонажа такой реальности его мир ничем не хуже нашего. Он любит, страдает, ищет смысл. Вопрос только в том, есть ли в нём кто-то, кто всё это переживает. И к этому вопросу мы ещё вернёмся.

Странности, которые трудно объяснить

Есть в нашем мире и другие загадки, которые сторонники гипотезы симуляции охотно толкуют в свою пользу.

Первая — тёмная материя. Галактики вращаются так быстро, что видимого вещества в них не хватило бы, чтобы удержать звёзды на орбитах: по расчётам, массы должно быть в пять-шесть раз больше. Учёные назвали эту недостающую массу тёмной материей, но, несмотря на многолетние поиски, её частицы до сих пор не найдены. Наука ищет физическое объяснение. А любители гипотезы симуляции шутят, что создатели мира могли просто «сэкономить» на объектах, сохранив гравитацию, которую они должны создавать.

Вторая — проблема масштабов. Мы описываем мир разными законами на разных уровнях: физика, химия, биология, психология. И никто пока не умеет вывести свойства живой клетки из свойств её атомов. «Математика просто слишком сложна», — признаёт физик Сабина Хоссенфельдер. Квантовая механика и теория относительности, описывающие малое и большое, до сих пор не объединены и в некоторых местах противоречат друг другу — вспомните космонавта, который одновременно и жив, и мёртв. Брайан Грин замечает: если мир — симуляция, его создателям пришлось бы «сшивать» разные уровни описания, и на швах неизбежно возникали бы нестыковки.

Третья — неожиданная находка физика Джеймса Гейтса из Мэрилендского университета. Изучая уравнения суперсимметрии, он обнаружил в них математические структуры, похожие на коды исправления ошибок — те самые, что помогают компьютерам без сбоев передавать данные. «Откуда они в уравнениях, описывающих кварки и лептоны?» — удивлялся Гейтс.

Ни одна из этих странностей не доказывает, что мы живём в симуляции. Но вместе они показывают: реальность гораздо страннее, чем кажется из окна автобуса.

Главная загадка — вы сами

И всё же самым загадочным артефактом нашего мира многие считают не чёрные дыры и не тёмную материю, а сознание. Философ Дэвид Чалмерс сформулировал «трудную проблему сознания»: даже если мы до последнего нейрона поймём, как работает мозг, останется вопрос — почему вся эта обработка информации переживаетсяизнутри? Почему есть кто-то, кто видит красный цвет, чувствует боль, радуется и любит?

Представьте людей, погружённых в компьютерную игру. Они могли бы изучить её законы до последней строчки кода: погоду, воду, смену дня и ночи. Но нигде в этом коде не нашлось бы ни строчки о том, почему они самипринимают решения. Их свобода воли и их внутренний мир не выводились бы из законов игры. Может быть, с нашим сознанием та же история: оно не выводится из законов физики, потому что пришло из другого слоя реальности.

Брайан Грин честно признаёт: никто не знает, можно ли смоделировать сознание на компьютере, потому что никто не знает, что такое сознание. Возможно, для него нужен живой мозг, а не только связи между нейронами. А возможно, как утверждают все великие религии, разумная мысль по своей природе нефизична — и всегда будет оставаться за пределами любой технологии.

Чалмерс придумал для этого спора образ философского зомби— существа, которое внешне ничем не отличается от человека, ведёт себя как человек, говорит и даже морщится от боли, но внутри у него никого нет. Никто не переживает эту боль. Мысль о том, что рядом с нами могут жить такие «пустые оболочки», звучит пугающе. Но для нашей книги важнее обратное: если сознание действительно не сводится к механизму, значит, в каждом из нас есть нечто, чего не может создать никакая программа.

Что же из этого следует

Гипотеза симуляции пока остаётся предметом философских споров, а не доказанным фактом. И всё же стоит остановиться и вслушаться в то, что мы узнали. Древние мудрецы говорили: мир — это Майя, сон, покрывало. Современные физики говорят: мир может быть голограммой, информацией, вычислением. Это разные языки, но интуиция за ними одна и та же. То, что мы привыкли называть твёрдой реальностью, — лишь поверхность. За ней есть что-то ещё.

И если физика не может объяснить, кто смотрит на этот мир изнутри, значит, следующий шаг очевиден. Пора отвернуться от телескопа и заглянуть внутрь себя — туда, где мозг собирает картину мира, а сознание на неё смот

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.