От загадок физики к структурной версии идеализма*

Чтение | Физика

Д-р. Маркус Мюллер | 2024-08-17

«А что я увижу дальше?»

Физика предсказывает то, что мы должны увидеть в наших лабораторных экспериментах или в астрономических явлениях. Вопрос можно сформулировать так: а что я увижу дальше? Но разве физика не о чём-то совершенно другом? Разве физика не занимается вопросами иного рода, а именно: каково устройство мира?

Зачастую вы думаете, что это действительно так. Но тут квантовая теория предоставляет нам другую точку зрения. Согласно квантовой теории, мы знаем, что невыполненные эксперименты не имеют результатов [1]. А именно теорема Беллам[2] гласит, что относительно данных, которые мы наблюдаем в эксперименте Белла, непоследовательно предполагать, что измерения всегда говорят нам о том, каким был мир до проведения измерений, если только мы не откажемся от локальности.

Поэтому во многих случаях мы не можем просто задать вопрос: каков мир? Или же: каким был мир до того, как мы произвели измерения? Вместо этого мы можем сформулировать его следующим образом: в данном эксперименте, какова вероятность того, что я увижу дальше? Так что даже физика, по крайней мере квантовая, говорит о том, что то, что я увижу дальше — это в некотором смысле естественный вопрос, который можно задавать в определенных контекстах.

Единый подход

Я предложил бы единый подход к вопросу «что я увижу дальше?», который одновременно применим ко всем экспериментальным режимам. Другими словами, вы, несомненно, хотели бы иметь такой метод или, возможно, такую теорию, которая позволит вам найти ответ на этот вопрос, независимо от того, задаёте ли вы его в эмпирическом режиме или в экзотических мысленных экспериментах, таких как проблема Больцмановского мозга [3]. Одним из способов сформулировать этот единый подход было бы изменение стандартной точки зрения в сочетании с правилом вероятности в отношении того, что произойдет дальше, учитывая то, что произошло ранее. Позвольте мне объяснить.

Согласно нашему стандартному представлению, физический мир развивается во времени в соответствии с определенными законами физики. Мы просто являемся частью этого физического мира, поэтому всё, что мы видим, может быть получено из какой-то части этого же мира. Мы также считаем, что наше состояние является следствием состояния мира. Под состоянием я подразумеваю состояние наблюдателя. Мы ведь являемся наблюдателями, и мы всегда находимся в том или ином состоянии. Это означает, что всё, что вы видите и помните на данный момент, сознательно или бессознательно составляет ваше состояние, которое содержит в себе всю доступную вам локальную информацию. Я должен добавить, что само по себе не имеет значения то, как эти состояния нами воспринимаются. Таким образом, понятия свободной воли или сознания на самом деле не имеют отношения к тому, что я собираюсь рассмотреть далее.

В любом случае стандартная точка зрения состоит в том, что наше состояние просто следует из состояния и эволюции мира, что помогает нам делать хорошие прогнозы в эмпирическом режиме. Но проблема в том, что это представление на самом деле не помогает нам разобраться с вопросами в некоторых экзотических мысленных экспериментах.
Предположим, что фундаментальные законы, какими бы они ни были, применимы непосредственно к перспективе от первого лица, то есть к состоянию наблюдателя. Вы начинаете с того, что отказываетесь от идеи физического мира как лежащего в основе нашего состояния. Вы начинаете работать с собой как с наблюдателем, что бы это ни означало, и с вашим состоянием. Закон, применимый в данном случае, был бы неким вероятностным правилом, которое предсказывает вам, каким будет ваше состояние в дальнейшем, учитывая то, каково оно сейчас.

Так вот, моё предложение для осуществления такого подхода состоит в том, чтобы использовать закон индукции для этой вероятности. Таким образом, вероятность была бы более высока для последующих состояний, которые можно бы было предсказать, если бы вы были хорошей индукционной машиной или хорошей машиной прогнозирования.
Удивительно то, что если вы будете следовать этому подходу и использовать постулируемый мной закон вероятности, то вы сможете показать в виде теоремы, что в долгосрочной перспективе, после того как вы сделаете несколько наблюдений или пройдете через несколько состояний, всё будет выглядеть так, как будто существует внешний мир, частью которого вы являетесь.

Другими словами, вы получаете опять то же традиционное представление о внешнем физическом мире как очень хорошее приближённое соответствие, даже если основываете свой подход исключительно на внутреннем состоянии наблюдателя.
Как это будет выглядеть? Что это за закон индукции? Речь здесь идёт о том, что то, что мы называем «внешним миром», в некотором смысле является статистическим феноменом, который не является фундаментальным, а скорее эмерджентным. Теперь, что же это за вероятностное правило, которое применяется непосредственно к наблюдателю?

Универсальная индукция – это математический инструмент из теории информации. Он подсказывает вам наиболее вероятное предположение относительно последующих данных, учитывая предыдущие данные, которые вы записали. Другими словами, вы выполнили какие-то измерения, а затем решаете, какие измерения делать дальше. Затем вы применяете определенный метод, который позволяет вам оценить вероятность того, на сколько вы должны этому верить.
Это называется индукцией Соломоноффа, и это теория, разработанная Рэем Соломоноффом, которая дает вам универсальный метод индукции, основанный на принципе, что простые гипотезы более вероятны, чем сложные.
Учитывая то, что вы видели раньше, и те закономерности, с которыми вы, возможно, сталкивались, вы сделаете ставку на будущие данные, воспроизводящие те же самые закономерности. Это вероятность Соломоноффа. Я бы тут ещё отметил, что на самом деле существует закон, который применяется непосредственно к наблюдателю, и он задается именно вероятностью Соломоноффа.
Что это может означать? Это всё соответствует тому, что мы знаем о физике. Когда вы думаете об эмпирическом режиме и ваших экспериментах, оказывается, что предсказания, которые вы получаете, когда используете вероятность Соломоноффа, на самом деле эквивалентны, по крайней мере асимптотически тому, что говорят нам наши физические теории. Это происходит из-за тезиса Чёрча-Tьюринга, который гласит, что физические законы поддаются вычислению. И этого достаточно, чтобы гарантировать, что вероятность Соломоноффа согласуются с физикой.

Но более того, этот закон индукции подразумевает, что закономерности стабилизируются сами по себе через некоторое время и создадут «впечатление» основанное на статистических данных. Что всё, что вы видите, исходит от какого-то внешнего процесса, в который вы встроены. И этот процесс будет чем-то наподобие внешнего мира. Таким образом, вы можете показать в виде теоремы, что для наблюдателей, описываемых этим вероятностным правилом, всё будет выглядеть так, как если бы существовал какой-то внешний мир, который является вероятностным, но одновременно и алгоритмически простым. Вы можете описать его состояние в нескольких простых уравнениях или при помощи компьютерного кода. Тем не менее этот мир будет выглядеть сложным, а также может проявлять некоторые характерные черты квантовой теории.

Вероятность от первого и от третьего лица

До сих пор мы говорили об одном наблюдателе, который подчиняется закону вероятности. Он осуществляет наблюдения и имеет опыт, который выглядит так, как будто наблюдатель встроен в какой-то внешний мир, развивающийся вероятностно и в соответствии с определенными простыми законами. Теперь предположим, что в мире этого первого наблюдателя замечен другой наблюдатель. Будет ли мир первоначального наблюдателя, в котором замечен второй, совпадать с миром второго наблюдателя? Другими словами, будут ли различаться вероятности от первого и от третьего лица или же они будут идентичны?

Примечательно, что учитывая вероятность Соломоноффа, при условии накопления достаточного количества данных, вероятности от первого и от третьего лица чрезвычайно близки друг к другу. Они практически одинаковы. Возможно, это и есть причина того, что разные люди считают, что они живут в одном и том же внешнем мире.

Если вы хотели бы узнать больше подробностей обо всех поднятых здесь вопросах, я предлагаю вам обратиться к опубликованной мной статье[4].

Примечания

[1] В квантовой теории, если вы измеряете, например, спин (с англ. вращение) электрона, то сам акт измерения приводит спин к существованию. До того как вы измерили его, то есть до того, как вы провели эксперимент, не было никакого спина, а только волна вероятных спинов (прим. ред.).

[2] Теорема Белла доказывает, что квантовая физика несовместима с теориями локальных скрытых переменных. Представлена физиком Джоном Стюартом Беллом в 1964 году в статье «О парадоксе Эйнштейна-Подольского-Розена» (прим. ред.).

[3] Это гипотетический объект, возникающий в результате флуктуаций в какой-либо системе и способный осознавать своё существование. Названный в честь австрийского физика Людвига Больцмана, сформулировавшего проблему. Вероятность такого события, по некоторым оценкам, даже превышает вероятность появления обычного человеческого мозга в ходе эволюции. Возможность возникновения таких объектов рассматривается в некоторых мысленных экспериментах (прим. ред.).

[4] https://arxiv.org/abs/1712.01826

«Закон без закона: от состояний наблюдателя к физике через алгоритмическую теорию информации» (англ. Law without law: from observer states to physics via algorithmic information theory, Cornell University, 2017).

*Это выступление доктора Маркуса Мюллера вы можете посмотреть перейдя по ссылке: https://www.essentiafoundation.org/seeing/from-enigmas-in-physics-to-a-structural-version-of-idealism