المستوى الرابع من متعدد الكون Tegmark ل

منذ ما يقرب من 10 أعوام ، قرأت مقالًا لـ Max Tegmark ، عالم فيزياء وفيلسوف لامع ، ووجدت فيه إجابات على العديد من الأسئلة التي عذبتني طوال حياتي. المقال مدهش ، لمدة شهرين خضعت لانطباع منه. لسوء الحظ ، هذا هو Longrid ، وكذلك باللغة الإنجليزية. لذلك ، قررت ألا أترجمها - الترجمة ستظل طويلة جدًا بالنسبة للحبر ، لكن على الأقل حددت الفكرة الرئيسية بالترتيب الذي يبدو منطقياً بالنسبة لي ، وإزالة التفاصيل غير الضرورية (ماكس سامحني!)

الصيغ والأمتعة

$$

$$A = bc$$

ما هذا من غير المرجح أن تخبرك هذه الصيغة بشيء. وإذا كتبت مثل هذا:

$$

$$F = أماه$$

بعد ذلك سوف تتعرف على الفور على قانون نيوتن. بالطبع ، كلتا الصيغتين متكافئتان ، لقد اعتدنا على حقيقة أن القوة تدل على F ، الكتلة m ، علاوة على ذلك ، نعني أن المسألة تحدث في الفضاء ثلاثي الأبعاد ، وأن الأجسام لها إحداثيات ، إلخ. أي أن النظرية لها مكونان: الصيغ وكذا بلاه من حولهم. ماكس يستدعي المكون الثاني من الأمتعة اللفظية .

تأمل شجرة النظريات الموجودة:



في أسفل الصورة ، يوجد علم الاجتماع ، حيث لا توجد أي صيغ تقريبًا ، ولكن هناك العديد من الكلمات. مع تقدم الطابق العلوي ، نواجه المزيد من الرياضيات المعقدة. لكن مع الكلمات ، تزداد الأمور سوءًا: حاول أن تعرف من عالم يشارك في الفيزياء الأساسية ما هو الوقت. من الواضح لك أن الوقت سلسلة من الأحداث ويتدفق إلى الأمام . كلما زادت معرفتك وتعمقت ، أصبح الأمر أقل وضوحًا. وصف ما هو الوقت ، ينهار المزيد والمزيد إلى حقيقة أن الوقت هو الحرف t ، الذي يشارك في مثل هذه المعادلات وهذه.

لذا لاحظ ماكس أن:
عندما تنتقل إلى مستوى أساسي متزايد ، تصبح الرياضيات أكثر تعقيدًا وتبدأ الأمتعة في التدهور أكثر فأكثر. في الحد الأقصى ، يقترح ماكس ، فإن TOE (نظرية كل شيء - النظرية العامة لكل شيء) لا تحتوي على أمتعة . لذلك ، TOE يتكون فقط من الصيغ .

هذا هو العنصر الأول. تذكره.

الفيزياء "على العكس"

كيف يكون هذا ممكنًا؟ تحاول الفيزياء إيجاد معادلات لعالمنا ، استنادًا إلى الملاحظات والبيانات التجريبية. يقترح ماكس النظر في " فيزياء من سكراتش " ، " فيزياء من سكراتش " ، تسأل المعادلة ، ما هو نوع العالم الذي تحصل عليه؟

يمكننا وضع قوانين العالم ... جيدًا ، على سبيل المثال ، لعبة "الحياة". هل يمكننا الاستغناء عن الوصف اللفظي؟ كيف ، على سبيل المثال ، أن نقول أن مساحة الخلايا ثنائية الأبعاد؟ من خلال المعادلات ، من خلال الإشارة إلى قانون القوة ، إلى أي مدى لا ينمو عدد الخلايا بعد المسافة N. مثال آخر ، لا تتقارب معادلات نظرية الأوتار إلا إذا كان بُعد الفضاء 10 أو 11 أو 26. ربما ، يبدو أن صياغة الفيزياء في البداية صعبة ، ولكن علماء الرياضيات نجحوا في خلق نظريات بديهية (والعوالم). خذ على سبيل المثال ، علم بديلة بيانو . هذه صيغ صافية ، ولا تفسر ما هو "الرقم" ، وماذا يعني الإضافة أو الضرب.

الوصف مقابل التكافؤ.

ماذا لدينا؟ لدينا (سوف) TOE يصف كل ما هو موجود.
ثانية واحدة ... وماذا يعني "الوصف"؟ على سبيل المثال ، يصف الميكانيكا حركة الهيئات. لكننا نعرف أن كل هذا ممكن بفضل مجموعة من التبسيط: الأجسام ليست نقاطًا مادية ، هناك مقاومة للهواء ، احتكاك ، إلخ. هناك صيغ تصف الواقع ، لكننا نعرف أن العالم الحقيقي مختلف عن المثالي ، كما هو موضح في الصيغ.

ولكن في حالة TOE ، ليس هذا هو الحال: أي ، يتم وصف أي جانب من جوانب الواقع على الإطلاق بواسطة الصيغ - أو ليس TOE. ما هو الفرق بين النظرية والواقع في هذه الحالة ، إذا كانت متكافئة تماما ؟

يجادل ماكس بأنه في حالة TOE ، لا تصف الرياضيات الواقع ، والرياضيات حقيقة . إذا كنت لا توافق على ذلك فجأة ، فإن العكس سيعني أن هناك معادلات مع حلولها ، هناك بالضبط نفس العالم الذي يخضع تمامًا للصيغ المشار إليها ، ولكنه حقيقي أيضًا . في هذه الحالة ، فإن عبارة " ما زالت حقيقية " هي أمتعة شفهية في شكلها النقي ، والتي هجرناها أعلاه ، مثل أنيما سولا الحديثة للفيزياء. وبالتالي ، نحن مجبرون على الاعتراف بأنه في المستوى الأساسي ، تكون الفيزياء والرياضيات واحدة.

الصيغ واللهب

ماكس لم يكن الأول مع هذه الأفكار. طرح هوكينج نفسه على السؤال التالي: " لكن ما الذي يتنفسه اللهب بالضبط في هذه المعادلات ، مما يخلق الكون؟" " " ما الذي ينفث النار في المعادلات ويجعل الكون لوصفهم؟ "



إذا قلنا أن كوننا مميز لأنه موجود ، فسنعيد مرة أخرى خطوة إلى الوراء إلى مفهوم أنيما سولا. لا ، لا شيء يهب اللهب في الصيغ لدينا . سيكون من الغريب أن تقسم جميع النظم البديهية للرياضيات إلى فئتين غير متساويتين: الأنظمة التي توجد بها أكوان والأنظمة التي لا يحالفها الحظ. هذا يتناقض مع كامل فرضية الكون الرياضي.

كل هذا لا يمكن تفسيره إلا بهذه الطريقة: إذا لم يكن هناك أنيما سولا ، فكل النظم البديهية متساوية ويتوافق الكون مع كل نظام بديهي. نعم ، من المرجح أن تكون معظم الأنظمة تافهة ، وربما لا تعطي معظم البديهيات الفرصة لتطوير (أي ، تظهر في الحلول) أنظمة معقدة وغير تافهة ، وخاصة الحياة.

"الفيزياء بالعكس" لا تزال تنتظر الباحثين في المستقبل. أود أن أعطي ثمناً غالياً لمعرفة ما إذا كان كوننا هو أبسط من تلك التي تكون فيها الحياة الذكية ممكنة أم لا.

إجابات لبعض الأسئلة

ومن المثير للاهتمام ، أنه بعد الخطوة الأولى (لا تحتوي TOU على أمتعة) ، تم إجبار الخطوة الثانية (الرياضيات والفيزياء واحدة) والخطوة الثالثة (كل علم بديهيات تخلق عالمًا). هذا إلى أي مدى وصلنا.

ولماذا الكون موجود؟
الجواب: لأنه يمكن أن توجد.

متى نشأت هذه الهياكل ولماذا نشأت؟

الهياكل الرياضية لا وجود لها في الزمان والمكان. أنها موجودة فقط.

هل نحن مضاهاة؟

لا. لوجود هياكل رياضية ، ليست هناك حاجة لآلة "لحسابها". الرقم 19 بسيط ، بصرف النظر عما إذا كان هناك جهاز كمبيوتر يحاول طوال الوقت تقسيمه في دورة ما ، ويبحث عن البساطة

وهل هذا عمومًا مثل العلم أو التخيلات؟

كيف يمكننا أن نفترض شيئًا لا يمكننا التحقق منه بشكل أساسي؟ ماكس يتوقع هذا النقد. في الواقع ، ليست هذه هي المرة الأولى التي نفعل هذا. لقد اعتدنا لفترة طويلة على مفهوم الكون المتعدد.



في المستوى 1 ، نتحدث عن مناطق الكون التي تتحرك بعيداً عنا بسرعة بسبب التوسع الذي لن يكون مرتبطًا بنا مرة أخرى. ومع ذلك ، لن يدير عالم فلك لسانه ليقول أنه لا يوجد شيء هناك ، لأننا لا نستطيع الطيران هناك.

في المستوى 2 ، نتحدث عن "فقاعات" أخرى في نظرية التضخم الأبدي ، حيث ، ربما ، بموجب نفس قوانين الفيزياء ، والظروف الأولية الأخرى والثوابت المادية الأخرى

يتكون المستوى 3 من أكوان بديلة للكون المتعدد كما يفسرها إيفريت . ستكون هذه مقالة منفصلة.



نحن مجبرون على قبول وجود المستوى 4 ، الذي يتوافق مع الأكوان الرياضية الأخرى التي لم ندرسها بعد (نظريا).