Το ψηφιακό σύμπαν

Στη φυσική και στην κοσμολογία η «Ψηφιακή Φυσική» ή «Ψηφιακή Φιλοσοφία», αποτελεί μια συλλογή θεωρητικών απόψεων που ξεκινούν με την υπόθεση ότι το σύμπαν, στη βάση του, είναι πληροφορικής φύσεως και αποτελεί μια γιγαντιαίων διαστάσεων υπολογιστική διαδικασία.

Ένα σύνολο κανόνων, πιθανότατα εξαιρετικά απλών, αποτελεί το πρόγραμμα (software) που «τρέχει» σε μικροσκοπικό επίπεδο, καθορίζοντας ουσιαστικά όλες τις διαδικασίες και τα φαινόμενα των ανωτέρων επιπέδων.

Η υπόθεση ότι το σύμπαν είναι ένας ψηφιακός υπολογιστής εισήχθηκε το 1967 από τον Konrad Zuse στο βιβλίο του «Rechnender Raum» (Calculating Space) και βασίζεται σε μια ή περισσότερες από τις παρακάτω υποθέσεις.

Το σύμπαν (ή η πραγματικότητα) είναι:

-Πληροφοριακό στην ουσία του
-Ψηφιακό στην ουσία του
-Ένας γιγάντιος υπολογιστής
-Το αποτέλεσμα μιας άσκησης προσομοίωσης πραγματικότητας

Ο νομπελίστας φυσικός Τζον Άρτσιμπαλντ Γουίλερ στα τελευταία χρόνια της ζωής του προσπαθούσε να λύσει ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της επιστήμης - γιατί το σύμπαν είναι κατανοητό. Γιατί ακολουθεί μαθηματικούς νόμους που εμείς μπορούμε να ανακαλύψουμε και να κατανοήσουμε.
Ισχυρίστηκε, λοιπόν, ότι η παραδοσιακή εικόνα των στοιχειωδών σωματιδίων ως μικροσκοπικές μπάλες μπιλιάρδου που κυλούν πάνω στο τραπέζι του χωροχρόνου, είναι πλέον ξεπερασμένη και γελοία. Τα στοιχειώδη σωματίδια δεν διαθέτουν φυσική υπόσταση.

Είναι απλώς μια συλλογή κβαντικών τιμών, όπως ενέργεια, φορτίο, σπιν κ.ο.κ., και επομένως είναι πιο λογικό να τα εκλαμβάνουμε ως πακέτα πληροφορίας. Και ο χωρόχρονος είναι επίσης πληροφορία, ένας γιγαντιαίος πίνακας τιμών που προσδιορίζουν την καμπυλότητα των διαστάσεων.

Ο Γουίλερ ονόμασε αυτήν την υπόθεση «It From Bit». Ήθελε έτσι να δηλώσει ότι η φυσική ύπαρξη των πραγμάτων προκύπτει από την πληροφορία. Όταν συγκρούονται δύο σωματίδια, ανταλλάσουν πληροφορίες. Εισέρχονται στη σύγκρουση με ένα σύνολο τιμών -τα δεδομένα εισόδου- και εξέρχονται με ένα άλλο, τα δεδομένα εξόδου.

Άρα, οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των σωματιδίων μοιάζουν με τις μαθηματικές πράξεις που διεκπεραιώνονται στο τσιπ ενός υπολογιστή και τα προγράμματα που συντονίζουν τις αλληλεπιδράσεις είναι απλώς οι νόμοι της φυσικής. Μπορούμε συνεπώς να σκεφτούμε ολόκληρο το σύμπαν σαν έναν γιγαντιαίο υπολογιστή που λειτουργεί τα τελευταία δεκατέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια.

Μια ένσταση που απευθύνεται στα μοντέλα της ψηφιακής φυσικής είναι πως δεν είναι συμβατά με την ύπαρξη διάφορων συνεχών χαρακτηριστικών φυσικών συμμετριών, όπως είναι η στροφική συμμετρία, η μετατροπική συμμετρία, η συμμετρία Lorenz και η ηλεκτρασθενής συμμετρία, οι οποίες είναι κεντρικά σημεία στην τρέχουσα θεωρητική μελέτη της φυσικής.

Άλλες ενστάσεις αφορούν στην τοπικότητα (κάποια μοντέλα της ψηφιακής φυσικής θεωρείται ότι παραβιάζουν τις σχετικές διάφορες θέσεις της κβαντικής φυσικής) ή και στο γεγονός ότι η θεωρία της φυσικής απαιτεί την έννοια του συνεχούς.

Πιο αναλυτικά, έχει διατυπωθεί το επιχείρημα ότι η ψηφιακή φυσική, που βασίζεται στη θεωρία των μηχανών πεπερασμένων καταστάσεων και ιδιαίτερα στα διακριτά μαθηματικά, δεν μπορεί να βγάλει πορίσματα για μια φυσική θεωρία που τα μαθηματικά της απαιτούν τους πραγματικούς αριθμούς, κάτι που ισχύει για όλες τις φυσικές θεωρίες που έχουν κάποια αξιοπιστία.

Η γνωστή φυσική είναι υπολογίσιμη, αλλά μια τέτοια δήλωση χρειάζεται περαιτέρω αιτιολόγηση. Ένας αριθμός και συγκεκριμένα ένας πραγματικός αριθμός, ένας αριθμός με άπειρο αριθμό ψηφίων λέγεται ότι είναι υπολογίσιμος εάν μια μηχανή Turing θα συνεχίσει να εξάγει ψηφία χωρίς τέλος. Με άλλα λόγια, να χειρίζεται τον αριθμό χωρίς να υπάρχει τελευταίο ψηφίο.

πηγή