Je vesmír gigantický počítač: Přírodní zákony jako software

Možná žijeme uprostřed obrovského počítače. Tímto počítačem však přitom není nějaká virtuální realita typu ...


Možná žijeme uprostřed obrovského počítače. Tímto počítačem však přitom není
nějaká virtuální realita typu matrixu, ale vesmír kolem nás.
Tvůrcem koncepce vesmíru jako gigantického počítače je americký fyzik Seth
Lloyd z Massachusettského technického institutu. Na základě znalostí moderní
astrofyziky a kybernetiky se pokusil odhadnout, kolik informací může vesmír
obsahovat. Dalším hypotetickým číslem chtěl vyjádřit počet kalkulací, které ve
vesmíru nastaly od doby takzvaného Velkého třesku Seth Lloyd se totiž v souladu
se svou koncepcí vesmíru-počítače dívá na každý proces ve vesmíru, na každou
změnu odehrávající se od úrovně elementárních částic po úroveň galaxií, jako na
určitý způsob výpočtu.

Počty operací
Lloydův odhad je samozřejmě velmi přibližný, nicméně rozhodně ne nezajímavý.
Kdybychom chtěli do posledního detailu simulovat vývoj vesmíru od počátku času,
tedy od již zmíněného Velkého třesku, potřebovali bychom podle Setha Lloyda
"harddisk" disponující nejméně kapacitou 1090 bitů, s nimiž bychom museli
provést řádově 10120 operací. To jsou tak obrovská čísla, že je takřka nemožné
si je představit.
Stejně jako v Newtonově době byl modelem vesmíru (a komplexních systémů obecně)
hodinový stroj, mají v současné době vědci tendenci přirovnávat složité systémy
k počítačům. DNA je popisována jako digitální kód; o lidském mozku se často
hovoří, byť někdy spíše metaforicky, jako o sofistikovaném počítači, hardwaru,
jenž je výsledkem biologické evoluce. Je tedy Lloydův model vesmíru-počítače
jen jakýmsi módním vědeckým výstřelkem?
Možná ano, možná ne. Lloyd má pověst sice poněkud kontroverzního, ale rozhodně
kreativního myslitele, jenž má na svém kontě nejeden z dnes již všeobecně
uznávaných konceptů z oboru teorie informace. Článek o jeho teorii vesmíru-
počítače navíc nevyšel v žádném bulvárním či všeobecném titulu, ale na
stránkách časopisů Physical Review Letters (88/2002) a Nature (406/2002), tedy
nanejvýš seriozních vědeckých periodik. Jeho myšlenka ovšem není v žádném
případě nová.

Původ teorie
Byl to samotný Albert Einstein, kdo vytvořil teorii gravitace, umožňující najít
matematický popis celého vesmíru. Vesmír chápal jako v podstatě matematický
proces také například John Archibald Wheeler. Současný americký fyzik a
matematik Stephen Wolfram je dokonce přesvědčen, že veškerá realita přírodních
zákonů mohla vyplynout z určitého matematického postupu (konkrétně celulárního
automatu), jak zevrubně popisuje v právě vydané knize Nový druh vědy (A New
Kind of Science). Zde je ale nutno poznamenat, že britský fyzik Robert Penrose
naopak ve svých pracích dokazuje, že lidské myšlení je svou podstatou
nealgoritmické. Nicméně pro velmi rafinované propojení poznatků z oborů
astrofyziky a kybernetiky hovoří i kvantová teorie. Bity informací jsou
skutečnou realitou, přírodní zákony, které odvozujeme, jsou podle této koncepce
jen software běžící na hardwaru hmoty.
"Většina základních operací, které tvoří vesmír takový, jaký jej pozorujeme, se
odehrává na úrovni elementárních částic," říká Lloyd. "Na úrovni protonů,
neutronů, elektronů, fotonů a dalších částic a zejména na jejich vzájemném
působení mezi sebou, jak je popisují základní zákony fyziky. Co jiného je pak
vesmír než soubor určitých forem matematických operací?

Mocné simulace
Na nejvýkonnějších počítačích, které mají americké a japonské vědecké instituce
k dispozici, už koneckonců proběhla řada simulací, kde bylo možné sledovat,
jakým způsobem zřejmě vznikala z miliard částic celková struktura galaxie. Ale
zkusme domyslet Lloydovu teorii dále: Představme si, že v budoucnosti budeme
mít k dispozici supervýkonný kvantový počítač, do něhož naprogramujeme soustavu
fyzikálních zákonů řídící síly mezi částicemi hmoty, reakce plynu a prachu na
gravitační síly, termodynamické zákonitosti atd. K dispozici dostane počítač
stavební prvky elementárních částic související s nám dosud známými fyzikálními
zákony. Fyzik a publicista John D. Barrow o takovém experimentu píše: "Počítač
pak bude moci jít mnohem dál. Místo aby prostě ukázal, jak se materiální
částečky shlukují, bude sledovat jejich kondenzaci do objektů, v nichž bychom
poznali naše hvězdy. S větším rozlišením a rychlostí výpočtů bychom pak mohli
sledovat tvorbu planet kolem některých z těchto hvězd. Později by se začaly
tvořit a reprodukovat složité biologické molekuly. Dále s ještě jemnějším
rozlišením by simulace odhalila vývoj živých organismů, jak se rodí a umírají,
to vše ve zrychlení daném počítačovým hardwarem."

Počítačové vědomí
Mohla by tato simulace nakonec vytvořit stavy takové složitosti, že by
projevovaly základní aspekty toho, čemu říkáme vědomí? Mohla by si v určitém
stupni vývoji tato simulace začít uvědomovat sebe samu? A nejen sebe samu, ale
i přírodní zákony, které jsme na začátku dali kvantovému superpočítači k
dispozici? Jsou tedy lidé obecně řečeno pouze matematickými stavy?
Na tyto otázky vám dnes ještě nikdo nedá žádné uspokojující odpovědi.

text ON-LINE
Kompletní podobu tohoto článku najdete na portálu Science World s datem 25. 7.
2002.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.