Müüt multiversioonist ja kvantarvutuse dilemma

Multiverse ei ole edumeelne teadus. Võltsitavad alternatiivid võivad kvantarvutitele olla katastroofilised.

Foto autor Luca Baggio saidil Unsplash

Ma ei ole matemaatik, füüsik ega isegi kosmoloog, kuid tean loogikat. Veedan palju aega keerukate probleemide mõtestamisele ja miski ei anna midagi kokku. Mis aga ei lisa, on moes arusaam, et olemas on mitmeversioon. Lisaks teadusevälisele teadusele võib multiversumi alternatiiv avaldada drastilisi tagajärgi ka kvantarvutuste elujõulisusele.

Mis on multiverse?

Vaatame edasi kosmoloog Max Tegmarki määratlust. Tegmarki sõnul on multiversiooni neli taset:

  • 1. tase: meie universum, mis ületab vaadeldava
  • 2. tase: muud erinevate füüsikaliste konstantidega universumid
  • 3. tase: kvantmehaanika tõlgendamine paljudes maailmades
  • 4. tase: kõigi universumite kogu

Ma saan aru 1. taseme multiversumist, kuna valguse kiiruse ja universumi pideva laienemise tõttu võime meie universumi vaadelda ainult Hubble'i mahtu. Mõelge sellele, et see sarnaneb udus kadumisega. Näete, öeldes viis meetrit kõigis suundades, ja liikudes liigub nähtavussfäär teiega. Sama on universumi vaatlemisel kosmosepunktist, kuid efekt sünnib laienemisest ja valguse kiirusest.

See on 2., 3. ja 4. taseme multiverss, millega ma võitlen mitmel põhjusel. Mõistmaks, miks ma selle nimel vaeva näen, peame pöörduma tagasi põhitõdede juurde, nimelt selle juurde, mis moodustab hea teaduse.

Ainuüksi matemaatikale tuginemise rumalus on see, et võime jõuda dilemmani, kus teooria töötab matemaatiliselt, kuid hüpoteesi tõestamiseks või ümberlükkamiseks pole mingit võimalust tähelepanekut teha.

Hea ja halb teadus

Teaduse arenguks peab meil olema kontrollitav hüpotees, üks, kus teadus põhineb vaatlusel. Matemaatika on suurepärane vahend vaatluse kodeerimiseks ja ennustuste tegemiseks; aga matemaatika iseenesest ei võrdu vaatlusega. Ainuüksi matemaatikale tuginemise rumalus on see, et võime jõuda dilemmani, kus teooria töötab matemaatiliselt, kuid hüpoteesi tõestamiseks või ümberlükkamiseks pole mingit võimalust tähelepanekut teha. Multiverse juhtum põhineb vaieldamatule hüpoteesile.

Millised on mitmeversiooni argumendid? Üldiselt jagunevad nad kahte kategooriasse:

  • Antropiline põhimõte
  • Universaalse lainefunktsiooni olemasolu kvantmehaanikas

Antropoloogiline printsiip püüab selgitada, miks universum on elu toetamiseks peenhäälestatud. Põhimõte on kahel kujul; tugev ja nõrk. Tugev antropiline põhimõte väidab, et universum on sunnitud looma teadlikku ja mahedat elu. Nõrk antropiline põhimõte väidab, et meie universum on loonud elu „peenhäälestamise” tulemusel. See “peenhäälestamine” on üks paljudest võimalikest tingimuste kombinatsioonidest, mis esinevad kõigis 2. taseme multiversioonides. Seetõttu kasutatakse 2. taseme multiversiooni toetamiseks nõrka antropoloogilist põhimõtet. Lõpmatus universumite kollektsioonis eksisteerib inimene täpse peenhäälestusega, mis meie universumis on.

Seejärel kasutatakse kvantmehaanikat 3. taseme multiverse selgitamiseks. Vaatlusi kvantmehaanikas ei saa absoluutselt ennustada; selle asemel eksisteerib tulemus tõenäosusena (või tõenäosuslainena). Mõõtmine ei põhjusta lainefunktsiooni kokkuvarisemist. Selle asemel jagunesid kõik tõenäosused (st universaalse lainefunktsiooni olemasolu), et luua oma 3. taseme universum, millel oleks oma ajalugu.

4. taseme multiversioon viib selle siis äärmusesse. Tegmarki teooria 4. taseme multiversioon on lisaks kõigi universumite kogumile 1. tasemest 3. tasemeni ka ülim ansambel, mida ei määratle matemaatika, vaid mis on matemaatika. Matemaatiline eksistents on füüsiline eksistents.

Multiverse tõestamine

Niisiis, kuidas tõestada multiversi olemasolu? Noh, see on keeruline, me ei saa. See on uurimise ummik. Teistel universumitel alates 2. tasemest pole meie universumile põhjuslikku mõju, nii et me ei saa kunagi teada. Ehkki paljud peavad multikeelt teaduseks, pole see tegelikult midagi muud kui filosoofilisel vaatel põhinev müüt. Niisiis, kuidas saaksime selgitada vaadeldud fakte, mida mitmekeelsed mütoloogid üritavad selgitada, ja mis kujutaks endast head filosoofiat?

Multiverserid üritavad liikuda ühtse teooria juurde kõigele (ToE), selgitades kvantmehaanika mõõtmisprobleeme ja edendades nende usku, et universum on matemaatiline. Filosoofiliseks varukoopiaks kasutavad nad koos Occami habemenuga nõrka antropoloogilist põhimõtet. Ma olen juba arutanud teaduse või pigem selle puudumise, et multiversiooni selgitada. Filosoofilisest küljest on nõrk antropiline printsiip, nagu ka multiverssid, vaieldamatu teooria, mis ei paku võltsitavaid ennustusi, seega, kuigi see tekitab põhimõttelisi küsimusi „miks just meie ja miks just see universum?“ see ei tohiks moodustada osa teadusest ja seda tuleks käsitleda pigem kaalutlusena kui põhimõttena. Occami habemenuga on põhimõte, et tavaliselt on kõige lihtsam lahendus. Ehkki multiversioon ei kõla lihtsa lahendusena, väidavad selle toetajad, et see on lihtsam kui üritatakse antropoloogilist põhimõtet muul viisil selgitada. See on vaieldav mõlemas suunas; Occami habemenuga tuleks siiski kasutada vaid juhisena, mitte vahekohtunikuna ja nagu me nägime, pole antropiline põhimõte mitte põhimõte, vaid kaalutlus.

Alternatiiv

… Kas see on õige või vale, on see võltsitav ja seda saab kasutada teaduse edasiliikumiseks mõeldud tegevuskava asemel, et meid ummikseisudelt maha võtta.

Selle märkimata jätmiseks peame tagasi pöörduma mõne põhiprintsiibi juurde. Maastik, milles multiverserid tegutsevad, on üks muutumatuid seadusi, mille on loonud matemaatika, mis on eksisteerinud alates meie universumi sünnist, st matemaatiline struktuur. Vastupidine seisukoht oleks, et meie universumi seadused on aja jooksul muutunud ja matemaatika võib neid seadusi kodifitseerida, kuid matemaatika neid ei loo. See alternatiivne vaade, mida propageerivad sellised filosoofid nagu Roberto Unger ja füüsikud nagu Lee Smolin, nõuavad peavoolu soovitusega, et on ainult üks ainsuse universum ja see pole matemaatiline.

Selle alternatiivse vaate eelis, olgu see siis õige või vale, on see, et see on võltsitav ja seda saab kasutada päevakorrapunktina teaduse edasiarendamiseks, mitte ummikseisu tõmbamiseks. See ainulaadne universum võib olla üks paljudest järjestuses (või põrkab), sündinud kokkuvarisemisest ja siis uuesti sündimisest, kuid teadusliku arengu saavutamiseks peaksime proovima tõestada / ümber lükata kõik, mida selles universumis absoluutselt suudame.

Selle ainsuse universumi läbitöötamiseks võib matemaatika juhitavate füüsikaseaduste asemel mõelda nende muutmisele. Kui aja jooksul on toimunud piisavalt sarnase keerukusega stsenaariume, on välja töötatud seadus. Seadus ei ole absoluutne, vaid lähenemisviis vaatluse detailsusele. See seadusloome laguneb kvanttasandil, kuna seadus ei ole kõigi üksikute komponentide absoluutne reegel, pigem statistiline lähend korduva tulemuse jaoks.

Mõju kvantarvutusele

Sellel uudsel kvantmehaanika probleemil on kvantarvutuste tulevikule potentsiaalselt katastroofilised tagajärjed. Seaduste jaotuse kvanttasandil selgitamiseks on tehtud palju kvantteooriaid. Multiverserid väidavad, et kõik tõenäosused on olemas, ehkki erineva 3. astme universumites. Kuid ainsuse universumi teooria osana on meil reaalne ansamblitõlgendus. See tõlgendus eeldab, et kvantdünaamika kehtib ainult süsteemide kohta, millel on koopiad, ja seetõttu jälgime kvantdünaamikat ainult väga väikestes, kus on palju koopiaid. Ulatusena ei kirjelda kvantmehaanikud makroskoopilisi kehasid, kuna need ei kuulu koopiate komplekti.

... on aeg panna teadus uuesti päevakorda ja töötada koos sellega, mis meil universumis on.

Kvantarvutuse dilemma seisneb selles, et eeldame nende teooriate kehtivust, mida ei saa testida. Kui multiverse teooria on vale ja ainsuse universumi teooria koos reaalse ansambli tõlgendusega õige, võib see tähendada, et me ei suuda kunagi ületada keerukuspunkti kvantarvutitega. Selle põhjuseks on asjaolu, et kvantarvuti keerukus suurendab mujal universumis olevate konfiguratsiooni täpsete koopiate olemasolu tõenäosust. Kuna ainsuse universum on võltsitav teooria, peaks see kindlasti olema uurimistöö keskpunkt.

Arvan, et on aeg panna teadus uuesti päevakorda ja töötada koos sellega, mis meil universumis on, et teaduslikult edasi areneda, enne kui hakkame muretsema teiste universumite pärast.

Lisateavet kvantarvutuste kohta on Adrian Fern kirjutanud siin suurepärase artikli.