Die vierte Ebene von Max Tegmarks Multiuniversum

Vor fast 10 Jahren las ich einen Artikel von Max Tegmark , einem brillanten Physiker und Philosophen, und fand darin die Antworten auf viele Fragen, die mich mein ganzes Leben lang gequält haben. Der Artikel ist erstaunlich, zwei Monate lang hatte ich den Eindruck davon. Leider ist dies Longrid und auch auf Englisch. Deshalb habe ich beschlossen, es nicht einmal zu übersetzen - die Übersetzung wäre für Habr immer noch zu lang, aber zumindest die Hauptidee in der Reihenfolge darzulegen, die mir logisch erscheint, und unnötige Details zu entfernen (Max vergib mir!)

Formeln und Gepäck

$$

$$A = bc$$

Was ist das? Es ist unwahrscheinlich, dass diese Formel Ihnen etwas sagt. Und wenn ich es so schreibe:

$$

$$F = ma$$

Dann werden Sie sofort das Newtonsche Gesetz darin erkennen. Natürlich sind beide Formeln äquivalent, wir sind nur daran gewöhnt, dass die Kraft mit F, Masse m bezeichnet wird, außerdem meinen wir, dass die Materie im dreidimensionalen Raum stattfindet, dass die Körper Koordinaten haben usw. Das heißt, die Theorie besteht aus zwei Komponenten: Formeln und bla bla um sie herum. Max nennt die zweite Komponente verbales Gepäck .

Betrachten Sie den Baum bestehender Theorien:



Ganz unten steht die Soziologie, in der es fast keine Formeln gibt, sondern viele Wörter. Wenn wir nach oben gehen, begegnen wir immer komplizierterer Mathematik. Aber mit Worten wird es immer schlimmer: Versuchen Sie, von einem Wissenschaftler, der sich mit Grundlagenphysik beschäftigt, herauszufinden, wie spät es ist. Es ist für Sie offensichtlich, dass Zeit eine Folge von Ereignissen ist und vorwärts fließt . Je mehr Sie wissen und je tiefer Sie gehen, desto weniger offensichtlich wird es. Die Beschreibung der Zeit kollabiert immer mehr mit der Tatsache, dass die Zeit der Buchstabe t ist , der an solchen und solchen Gleichungen beteiligt ist.

Also bemerkt Max, dass:
Wenn Sie sich einer immer grundlegenderen Ebene nähern, wird die Mathematik komplexer und das Gepäck degeneriert immer mehr. Max schlägt vor, dass der EVG (Theorie von allem - Allgemeine Theorie von allem) kein Gepäck hat . TOE besteht also nur aus Formeln .

Dies ist die erste Zutat. Erinnere dich an ihn.

Physik "Im Gegenteil"

Wie ist das überhaupt möglich? Die Physik versucht, Gleichungen für unsere Welt zu finden, basierend auf Beobachtungen und experimentellen Daten. Max schlägt vor, sich " Physik von Grund auf neu " und " Physik von Grund auf neu " anzuschauen. Sie fragen die Gleichung: Was für eine Welt bekommen Sie?

Wir können die Gesetze der Welt festlegen ... zum Beispiel das Spiel "Leben". Können wir auf eine mündliche Beschreibung verzichten? Wie kann man zum Beispiel sagen, dass der Raum von Zellen zweidimensional ist? Durch Gleichungen, durch Angabe eines Potenzgesetzes, wie schnell die Anzahl der Zellen nicht weiter als bis zum Abstand N wächst. Ein anderes Beispiel: Die Gleichungen der Stringtheorie konvergieren nur, wenn die Raumdimension 10, 11 oder 26 beträgt. Vielleicht scheint die Formulierung der Physik zunächst axiomatisch schwierig, aber Mathematiker haben es geschafft Schaffung axiomatischer Theorien (und Welten). Nehmen Sie zum Beispiel Peanos Axiomatik . Dies sind reine Formeln, die nicht erklären, was eine „Zahl“ ist, was es bedeutet, zu addieren oder zu multiplizieren.

Beschreibung vs Äquivalenz.

Was haben wir Wir haben (werden) einen EVG, der ALLES beschreibt, was existiert.
Eine Sekunde ... Und was bedeutet "beschreiben"? Zum Beispiel beschreibt die Mechanik die Bewegung von Körpern. Wir wissen jedoch, dass all dies dank einer Reihe von Vereinfachungen möglich ist: Körper sind keine materiellen Punkte, es gibt Luftwiderstand, Reibung usw. Es gibt Formeln, die die Realität beschreiben, aber wir wissen, dass sich die reale Welt von dem Ideal unterscheidet, das durch Formeln beschrieben wird.

Aber im Fall von TOE ist dies nicht so: Jeder, absolut jeder physikalische Aspekt der Realität wird durch Formeln beschrieben - oder es ist nicht TOE. Was ist in diesem Fall der Unterschied zwischen Theorie und Realität, wenn sie absolut gleichwertig sind?

Max argumentiert, dass im Fall von EVG Mathematik die Realität nicht beschreibt und Mathematik Realität ist . Wenn Sie plötzlich anderer Meinung sind, würde das Gegenteil bedeuten, dass es Gleichungen mit ihren Lösungen gibt. Es gibt genau dieselbe Welt, die vollständig den angegebenen Formeln unterliegt, aber auch real ist . In diesem Fall sind die Worte „ noch real “ verbales Gepäck in seiner reinen Form, das wir oben aufgegeben haben, eine solche moderne Anima Sola der Physik. Wir müssen daher zugeben, dass Physik und Mathematik auf der fundamentalen Ebene ein und dasselbe sind.

Formeln und Flammen

Max war nicht der erste mit solchen Ideen. Hawking selbst stellte die Frage: " Aber was genau atmet die Flamme in diese Gleichungen ein und erschafft das Universum?" " Was ist es, das den Gleichungen Feuer einhaucht und ein Universum schafft, das sie beschreiben können?"



Wenn wir sagen würden, dass unser Universum etwas Besonderes ist, weil es existiert , würden wir wieder einen Schritt zurück zum Konzept der Anima Sola zurückgeworfen. Nein, nichts bläst die Flamme in unsere Formeln. Es wäre seltsam, wenn alle axiomatischen Systeme der Mathematik in zwei ungleiche Klassen unterteilt würden: Systeme, für die Universen existieren, und Systeme, die Pech haben. Dies widerspricht der gesamten Hypothese des mathematischen Universums.

All dies kann nur so erklärt werden: Wenn es keine Anima Sola gibt, sind alle axiomatischen Systeme gleich und das Universum entspricht jedem axiomatischen System. Ja, die meisten Systeme sind höchstwahrscheinlich trivial, und vielleicht bieten die meisten Axiomaten nicht die Möglichkeit, komplexe, nicht triviale Systeme und insbesondere das Leben zu entwickeln (dh in Lösungen zu erscheinen).

"Physik umgekehrt" wartet immer noch auf seine zukünftigen Forscher. Ich würde gerne geben, um herauszufinden, ob unser Universum das einfachste von denen ist, in denen intelligentes Leben möglich ist oder nicht.

Antworten auf einige Fragen

Interessanterweise wurden nach dem ersten Schritt (TOU hat kein Gepäck) der zweite Schritt (Mathematik und Physik sind ein und dasselbe) und der dritte Schritt (jede Axiomatik schafft ein Universum) erzwungen. So weit sind wir gekommen.

Und warum existiert das Universum überhaupt?
Antwort: weil es existieren kann.

Wann sind diese Strukturen entstanden und warum sind sie entstanden?

Mathematische Strukturen existieren zeitlich und räumlich nicht. Sie existieren einfach.

Sind wir eine Emulation?

Nein. Für die Existenz mathematischer Strukturen wird keine Maschine benötigt, um sie zu „zählen“. Die Zahl 19 ist einfach, unabhängig davon, ob es einen Computer gibt, der ständig versucht, ihn in einen Zyklus zu unterteilen, um die Einfachheit zu überprüfen

Und ist das im Allgemeinen wie Wissenschaft oder Phantasien?

Wie können wir etwas postulieren, das wir nicht grundlegend überprüfen können? Max erwartet diese Kritik. Tatsächlich ist dies nicht das erste Mal, dass wir dies tun. Wir sind seit langem an das Konzept des Multiversums gewöhnt.



Auf Ebene 1 sprechen wir über Bereiche des Universums, die sich aufgrund der Expansion so schnell von uns entfernen, dass sie nie wieder kausal mit uns verbunden werden. Trotzdem wird kein einziger Kosmologe seine Zunge drehen, um zu sagen, dass dort nichts ist, weil wir dort nicht fliegen können.

Auf Stufe 2 sprechen wir über andere „Blasen“ in der Theorie der ewigen Inflation, bei denen möglicherweise unter den gleichen Gesetzen der Physik andere Anfangsbedingungen und andere physikalische Konstanten gelten

Level 3 wird durch die alternativen Universen des Multiversums gebildet, wie sie von Everett interpretiert werden . Dies wird ein separater Artikel sein.



Wir sind gezwungen , die Existenz von Stufe 4 zu akzeptieren, die anderen mathematischen Universen entspricht, die wir (theoretisch) noch nicht studiert haben.