يمكن للعقل وهمية الكون؟

ينشأ الواقع الموضوعي وقوانين الفيزياء نفسها من ملاحظاتنا وفقًا للمفهوم الجديد ، الذي ينقلب رأسًا على عقب على ما نعتبره أساسيًا.

صوفي هيبدين
الحاصلون على جوائز FQXi: ماركوس مولر ¹
18 يناير 2019


خلق الكون.
الائتمان: يوري Akurs ، iStock

يمكن اتهام ماركوس مولر عن طريق الخطأ بأنه أعظم فرد في العالم. يبدو أن النظرة الجديدة بشكل جذري للفيزياء الكمومية حول الواقع ، والتي يقدمها ، تؤدي إلى حقيقة أن العالم الذي ندركه ينشأ من ملاحظاتنا. يعترف بأن هذه فكرة يصعب فهمها. يقول مولر: "لم يأت أحد بعد بقصة خيال علمي أوضحتها على الأقل بطريقة أو بأخرى" ، وتستنتج من نظريتنا أن الملاحظات هي وحدها الحقيقية في الأساس. "


ماركوس مولر

شكك مولر ، الذي يعمل في معهد البصريات الكمومية والمعلومات الكمية في فيينا ، النمسا ، وزميله الفيلسوف مايكل كافارو من جامعة أونتاريو الغربية ، كندا ، في أحد افتراضاتنا الأساسية: الواقع موضوعي ومستقل عنا. لا يدعي مولر وكفارو أن العالم هو وهم أو غير واقعي ، لكنهم يدعون أن هناك شيئًا أكثر جوهرية وراءه وأن نهجهم يمكن أن يفسر أصل الواقع وكيف تنشأ القوانين الفيزيائية الأساسية.

جعلت نظرية الكم بالفعل علماء الفيزياء تأخذ دور المراقب على محمل الجد. على سبيل المثال ، قبل قياس نظام الكم ، يمكن أن يكون له خصائص متعارضة ، على سبيل المثال ، يكون في حالتين مختلفتين للطاقة. عندما نجعل الملاحظة ، فإننا نجبر النظام على اتخاذ حالة معينة ، وربط فعل الملاحظة بالواقع نفسه. يدعي مولر وكافارو أنهما يتبعان هذا المسار بكل بساطة ، ليصل بذلك إلى نهايته المنطقية. هدفهم هو تطوير أساس لوصف الواقع دون افتراض وجود أشياء عادية مع خصائص تحددها القوانين المادية ² . ولكن كيف يمكن حل المهمة الطموحة المتمثلة في بناء الكون دون أي كتل بناء أو تعليمات لتجميعها؟

"ماذا يعني من وجهة نظر الرياضيات أنه لا توجد قوانين للطبيعة؟ هذا مثل السؤال ، ولكن ماذا لو كان لديك الرياضيات فقط؟ يقول مولر: "هل يمكن أن يوفر لك هذا شيئًا ما يسمح لك بالتنبؤ بما ستراه ، أي بعض احتمالات الملاحظة دون افتراض أي شيء آخر؟ لقد كانت هذه نقطة انطلاقي."

طريقة رياضية يمكن أن تساعد في القيام بذلك متاحة بالفعل. يستخدم بالفعل مفهوم "الاحتمالية الحسابية" من قبل أولئك الذين يعملون على الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي. وهو يصف احتمالية حدوث المراقبة على كامل نطاق الاحتمالات ، ويستخدمها المبرمجون لإنشاء روبوتات يمكنها "التعلم" من مراقبة البيئة واتخاذ القرارات بناءً على النتائج السابقة ³ .

تفريغ في الدماغ

باستخدام هذا النهج ، حصل مولر على وصف متماسك للواقع من خلال وصف مجموعات من الملاحظات التي يتم إجراؤها واحدة تلو الأخرى. ويبدأ بمراقبة يتم ترميزها بطريقة ما. هذه الطريقة في حد ذاتها لا تهم ، لذا دعنا نقول أننا نستخدم سلاسل ثنائية مع أصفار وأخرى. يمكن أن تكون الملاحظة عبارة عن تفريغ للبيانات في وقت ما تصف حالتك بسلسلة طويلة من البتات. يأخذ مولر أداة رياضية من مجال الذكاء الاصطناعي ويسأل: ما مدى إحتمال قيام برنامج كمبيوتر عشوائي بإنتاج هذه القطع بالصدفة البحتة؟ وهذا ما يسمى الاحتمال الحسابي لهذه الملاحظة.

يفترض مولر أن ما يحدث يعتمد على الاحتمال الحسابي بسبب ما لوحظ في الماضي ، ويجادل بأن هذه العملية يمكن أن تشكل الواقع نفسه. يتم تجاهل الملاحظات الجديدة التي لا تنسجم مع الملاحظات في الماضي ، وربما عوالم ذات خمسة أو ستة أبعاد ، لأن احتمالها أقل بكثير من العالم المرصود ذي الأبعاد الثلاثة المكانية. الملاحظات التي تتفق مع ما رأيناه في الماضي ، والتي تتوافق مع وصف العالم بالمعنى المعتاد ، مع القوانين العادية ، هي الأكثر احتمالا. لذلك ، من خلال ملاحظاتنا نحصل على "عالم ناشئ" ⁴ .

يقول مولر: "اتضح أن الاحتمالية الحسابية هي فكرة مفيدة للغاية". تنشأ القوانين والقوانين المادية بنفس طريقة الإجابات الصحيحة التي يقدمها الإنسان الآلي نتيجة التدريب. "تميل القوانين إلى الاستقرار ، وتلاحظ هذه الأنماط من حولك والعالم بمثل هذه القوانين ،" يوضح مولر ، "وهذا له نفس الأساس الرياضي".

يلاحظ ريناتو رينر ، عالم فيزياء نظري في المعهد الفيدرالي للتكنولوجيا ، زيوريخ ، سويسرا ، أنه يوجد في الفيزياء تاريخ طويل من محاولات صياغة نظريات أول شخص ⁵ . لكن على عكس معظم المحاولات ، كان مولر قادرًا على تطوير "نظرية واضحة المعالم يمكن من خلالها الحصول على نتائج غير تافهة" ، كما يقول رينر ، "إنها رائعة!" "تحدث ببساطة ، قدم مولر نسخة كمية من ماكينة حلاقة أوكام : إنه يخصص احتمالات كبيرة للأحداث المحتملة في المستقبل والتي لها أبسط تفسير."

بولتزمان الدماغ

جنبا إلى جنب مع شرح لماذا توجد قوانين الطبيعة على الإطلاق ، يمكن لنهج مولر حل بعض الألغاز سيئة السمعة في علم الكونيات ونظرية الكم. واحد من أغرب المعروف باسم " مشكلة الدماغ بولتزمان ". يعود هذا المفهوم إلى نهاية القرن التاسع عشر ، عندما نشر الفيزيائي لودفيج بولتسمان نظرية تفيد بأن إنتروبيا أو اضطراب النظام المغلق يزداد دائمًا. فكر في القهوة الساخنة في الدرج: ستزداد الفوضى في هذا النظام بمرور الوقت ، حيث ستتبدد الطاقة الحرارية للقهوة في الهواء المحيط. ولكن هناك دائمًا احتمال تقلب جزء من النظام من الاضطراب إلى النظام.

اعتقد بولتزمان أن التعقيد غير العادي للحياة على الأرض ، بما في ذلك دماغنا ، هو نتيجة هذه التقلبات العشوائية ، وأنها يمكن أن تحدث في أي مكان في الكون. تنبأ بظهور كيانات مدركة للذات ، تسمى فيما بعد أدمغة بولتزمان ، تظهر وتختفي تلقائيًا. والأكثر غرابة ، حسب علماء الكونيات في السنوات الأخيرة أن العديد من نماذج الكون تشير إلى أن عدد أدمغة بولتزمان يجب أن يتجاوز عدد البشر البشريين بشكل ملحوظ. كيف يمكنك التأكد من أنك لست دماغ بولتزمان ، وأن مظهرك التالي لن يحدث في أعماق الفضاء؟

تعطي نظرية مولر إجابة مشجعة: أن الاستمرار في الوجود كالمعتاد على الأرض أبسط بكثير من الظهور فجأة في الفضاء. وإذا كان شيء ما بالمعنى النظري للمعلومات أكثر بساطة ، فإن الاحتمال الحسابي يقول إنه أكثر احتمالا.

لم يتم حل الأفكار بالكامل بعد - لم ينشرها مولر بعد في مجلة تمت مراجعتها من قِبل النظراء. لكن المفهوم أثار اهتمامًا كبيرًا ، وارتفعت الدعوات إلى المؤتمر. يعتقد روب سبيكينز ، الفيزيائي النظري في معهد Perimeter في كندا ، أن نظرية المعلومات الخوارزمية ستجد العديد من التطبيقات في الفيزياء في المستقبل ، ويحيي مولر لكونه أحد الأشخاص القلائل الذين قبلوا التحدي. وقال: "هذه مواد أصلية ومثيرة للتفكير".

يقول روديجر شاك ، عالم رياضيات في Royal Holloway بجامعة لندن بالمملكة المتحدة ، إنه يوجد حواف تقريبية من الناحية النظرية ، ويعمل على تفسير بديل لنظرية الكم ، وهو ما يعطي المراقب أيضًا دورًا مركزيًا يسمى QBism (على الويكي ). على الرغم من إعجاب شاك بالدقة الرياضية للمشروع ، إلا أنه يشعر بالقلق إزاء عدم وجود تعريف واضح للوكلاء - الأشخاص الذين يدونون ملاحظات في بنيات نظرية مولر. يقول Schack: "عوامل نظرية Müller هي كيانات متناقصة بشكل غريب تحددها عملية عشوائية. إن السمة المميزة للعملاء هي أنهم يتخذون خيارات ويتصرفون". في نظرية مولر ، على العكس من ذلك ، فإن مفهوم العمل ، وكذلك العالم الذي يتصرف فيه العملاء ، هي نتائج ثانوية للنظرية. "إنه لا يناسبني" ، يلخص شاك.

يوافق مولر على أن مفهوم "العمل الوكيل" ليس جزءًا من الوصف الأساسي في نظريته ، لكنه لا يرى هذا خطأ. يقول مولر: "اختيار الفعل هو مفهوم ثانوي لا ينبغي أن يكون جزءًا أساسيًا من أي نظرية فيزيائية" تمامًا مثل العواطف أو الإرادة الحرة. هذه النظرة تتفق مع التفكير التقليدي ، على سبيل المثال ، في علم الكونيات ".

يدعي رينر ، الذي رأى النسخة الأولية من عمل مولر ، أن هذه واحدة من المقالات الأكثر إثارة للاهتمام التي قرأها في العامين الماضيين ( arXiv: 1712.01826 ⁶ ، وهي نسخة قصيرة من arXiv: 1712.01816 ) ، مما يجعلك تفكر. يقول رينر: "في ضوء المشكلات المفاهيمية التي نواجهها في نظرياتنا الفيزيائية الحالية ، خاصة في النظرية الكمية ، فإن مثل هذه الأساليب المختلفة جذريًا هي في رأيي ضرورية للغاية".

مذكرات ترجمة المؤلف

1. FQXi - المعهد الظاهري للبحوث الأساسية. يدعم البحث في الفيزياء الأساسية وعلم الكونيات من خلال تقديم المنح. تم تخصيص أكثر من 100000 دولار لدعم هذا المشروع.

2. يستخدم كاتب المقال ، بعد مطوري النظرية ، مصطلح الواقع الموضوعي ، ولكنه يتعلق أكثر بالواقع الذي تتخيله الأجهزة الحسية ، الموصوفة في قوانين الفيزياء. في البداية ، تقدم النظرية تعاريف لنوعين من وجود الأجسام: وجود P ووجود M. على أساس وجود P ، يتم تعريف عالم P ، والذي يمكن تفسيره على أنه وجود حقيقة موضوعية بالمعنى الميتافيزيقي لهذا المفهوم. يمكن فهم الوجود M عمومًا على أنه وجود بيئة حوسبة عالمية ، والتي ، عند تطبيقها على مراقب بشري ، يمكن تفسيرها على أنها بيئة شبكة عصبية حسابية للدماغ. على الرغم من أن مؤلفي النظرية لا يرسمون أوجه التشابه هذه في شكل واضح ، ويحاولون عمومًا عدم إساءة استخدام التعميمات العريضة في العمل ، وهو أمر نموذجي بالنسبة للأعمال التي تتناول مواضيع مماثلة.

3. ربما تهم الطريقة الموضحة في المقالة المتخصصين الذين يعملون على قضايا الذكاء الاصطناعى ، ولهذا السبب ، تشمل المحاور محاور الذكاء الاصطناعي والخوارزميات. هناك العديد من المنشورات حول موضوع التعقيد الخوارزمي واحتمالية الخوارزمية على Habré ، والتي خصصت منشورات المستخدم aideus لاستخدام هذه المفاهيم في مجال الذكاء الاصطناعى ، انظر 1 ، 2 ، 3 . ربما يكون كل هذا ذا أهمية كبيرة في ضوء التطورات الحديثة في استخدام ANNs في تطوير الذكاء الاصطناعي ، مع ذلك.

4. الناشئة بمعنى ظهور نوعية متكاملة جديدة ، غائبة سابقًا عن الأجزاء.

5. الأقرب من حيث الروح إلى هذا العمل هي منشورات A. Kaminsky عن الفيزياء الذاتية . بشكل عام ، يتضمن هذا الموضوع العمل والمناقشات المتعلقة بدور المراقب ، وعلى وجه الخصوص ، وعيه في الفيزياء ، بدءاً من المناقشات حول مشكلة القياسات في إدارة الجودة أثناء إنشائها ، وتنتهي بنبوءات العم روجر :) في الوقت الحاضر. وفقا لمؤلف الترجمة ، فإن مشكلة المراقب هي في الأساس متعددة التخصصات ، ولا يمكن حلها بالكامل إلا في إطار الفيزياء.

6. اتضح أن المقال كان مائيًا إلى حد ما ، كما يحدث في بعض الأحيان بمقالات علمية شهيرة :) ، لذلك بالنسبة للمهتمين أضفت ترجمة لملخص العمل نفسه: