Itin įdomi ir neeilinė fizikų hipotezė: nėra nei materijos, nei energijos, nei erdvės, nei laiko - yra tik ... bitai? (Video)

„Tai yra bitai.“ Ši fiziko Jphno Wheelerio frazė [it from bit], apima tai, kuo įsitikinę daugelis fizikų: apčiuopiamą fizinę realybę, „tai“, sudaro informacija, kitaip „bitai“.

Tokios sąvokos, kaip entropija termodinamikoje, netvarkos rodiklis, kurios neišvengiamas didėjimas charakterizuoja mūsų visatą, buvo žinomos gerokai anksčiau prieš sujungiant jas su informacija. Ne taip seniai pastangos apjungti bendrąjį reliatyvumą, erdvę ir laiką aprašančią teoriją, su kvantine mechanika, materiją ir daleles aprašančia teorija, nusitaikė į informaciją, kaip bendrą kalbą.

Bet kas ši informacija yra? Ar ji „ontologinė“ – realus dalykas, iš kurio randasi erdvė, laikas ir materija, kaip kad atomai randasi iš tokių fundamentalių dalelių, kaip elektronai, kvarkai ir gliuonai?? Ar ji „episteminė“ – tiesiog parodanti dabartinį tikrovės supratimo lygį?

Štai čia nuomonės išsiskiria. Kosmologas Paulas Daviesas knygoje Information and the Nature of Reality teigia, kad informacija „užima ontologinį pagrindą“. Kitaip tariant, ji nėra apie kažką, ji pati yra kažkas. Seanas Carrollas iš Kalifornijos technologijos instituto Pasadenoje nesutinka. Net jei visa tikrovė randasi iš informacijos, ji tėra žinios apie visatos bazinę kvantinę būseną, sako jis.

Taigi, reikia kastis giliau. Kvantų mechanikoje objekto būsena yra koduojama abstrakčiu matematiniu vieniu, vadinamąja bangos funkcija. Ši bangos funkcija apie būseną pati nesako nieko konkretaus. Ji tepateikia tikimybę rasti objekto konkrečią būseną – tarkime, aptikti dalelę konkrečioje vietoje.

O pati bangos funkcija yra ontologinė ar episteminė? Ar bangos funkcijos neapibrėžtumas pateikia tikrą realybės būsenos atspindį – ar tik mūsų žinių apie ją būseną? „Vienas iš kontroversiškiausių kvantų mechanikos dalykų yra bangos funkcijos būsena,“ sako Sheldonas Goldsteinas, fizikos teoretikas iš Rutgers universiteto Piscataway, New Jersey'je. „Dėl to visiškai nesutariama.“

Atsakymas priklauso nuo to, kurią iš kvantų mechanikos daugybės skirtingų filosofinių interpretacijų pasirinksite. Labiausiai paplitusioje „Kopenhagos interpretacijoje“, bangos funkcija yra episteminė. Be to, ji atstovauja fundamentaliai apribotą žinojimo lygį. Niekaip neįmanoma sužinoti, kas vyksta realybėje nežiūrint: matematiškai nėra įmanoma apibrėžti, pavyzdžiui, dalelės trajektorijos kitimą bėgant laikui. Kai mes pažvelgiame, atliekame matavimą, kažkurioje vietoje aptinkame dalelę, ir bangos funkcija „kolapsuoja“ į užtikrinto žinojimo būseną.

Kas kolapsavo visatą?

Esama ir kitų kvantų mechanikos interpretacijų, kur pati bangos funkcija yra kažkas realaus. Tačiau šiuo atveju ji neegzistuoja pažįstamuose erdvės ir laiko matmenyse, o kažkokioje aukštesnio matmens „konfigūracijoje“, kurioje yra informacija apie dalelės pozicijas.

Visai tai kelia neišsprendžiamas problemas – ne menkiausia iš jų yra visatos kvantinė būsena. Jei visatos bangos funkcija į apibrėžtą būseną kolapsuoja tik tada, kai kas nors atlieka matavimą, kas matuoja visatą, ir ką veikia visata, kai niekas nežiūri?

Būtent čia susiduriame su iš pirmo žvilgsnio fundamentaliu autoreferencijos barjeru: negalime pasiekti visiško visatos žinojimo, kadangi patys esame jos dalis. Gal žinojimas yra viskas, bet užstrigome besiaiškindami, ar viskas yra žinojimas.

Anil Ananthaswamy

newscientist.com