Дэвид Дойч - Структура реальности. Наука параллельных вселенных

• Название: Структура реальности. Наука параллельных вселенных
• Автор: Дэвид Дойч
• Жанр: Физика
• Год: 2015
• ISBN: 978-5-9614-3713-3

Книга британского физика и философа Дэвида Дойча, одного из создателей концепции квантовых вычислений, наглядно демонстрирует, что эпоха великих философских систем вовсе не осталась в прошлом. Автор выстраивает целостный и согласующийся с научными знаниями ответ на один из самых фундаментальных философских вопросов: какова подлинная природа реальности. По Дойчу ткань реальности, каковой она открывается любому носителю разума, сплетается из четырех основных нитей. Это эпистемология Карла Поппера, раскрывающая путь научного знания; это квантовая механика, которая целостно интерпретируется лишь после признания реальность мультиверса – бесконечного ансамбля параллельных вселенных; это основанная Тьюрингом теория вычислений, без которой не понять природу математических объектов; и, наконец, это универсальная теория эволюции, объясняющая развитие не только жизни, но и цивилизации. Вдумчивый читатель будет поражен сочетанием широты и логической последовательности мысли автора. С его разъяснениями мультиверс перестает казаться фантастикой и становится наиболее естественным описанием той поразительной реальности, которую открыла нам современная наука. За рамками книги остается вопрос о месте и роли человека в столь причудливом мире. Этой теме посвящена другая работа Дэвида Дойча – «Начало бесконечности», которая служит органичным продолжением «Структуры реальности».

---

Такие заявления могут показаться слишком претенциозными, особенно если учесть, что их делают, основываясь на пилотажных тренажерах и видеоиграх. Но в общей схеме вещей центральное место занимает сам феномен виртуальной реальности, а не какой-то конкретный ее генератор. Поэтому я хочу рассмотреть виртуальную реальность в максимально общем виде. Каковы ее крайние пределы, если таковые имеются? Какую окружающую среду в принципе можно искусственно получить и с какой точностью? Говоря «в принципе», я имею в виду – игнорируя преходящие технические ограничения, но принимая во внимание все ограничения, которые могут быть наложены принципами логики и физики.

По моему определению, генератор виртуальной реальности – это машина, которая дает пользователю ощущение какой-то реальной или вымышленной среды (например, самолета) и которая находится (или кажется, что находится) вне разума пользователя. Я буду называть это внешним опытом. Внешние впечатления должны противопоставляться внутреннему опыту – таким впечатлениям, как нервозность при первой самостоятельной посадке или удивление при внезапном появлении грозы среди ясного голубого неба. Генератор виртуальной реальности косвенным образом вызывает у пользователя и внутренние впечатления, а не только внешние, но его невозможно запрограммировать так, чтобы он обеспечивал вполне определенный внутренний опыт. Например, летчик, который совершает примерно один и тот же полет на тренажере дважды, получит в обоих случаях примерно один и тот же внешний опыт, но во второй раз он, возможно, меньше удивится появлению грозы. Конечно, во второй раз летчик может также по-другому отреагировать на появление грозы, что, в свою очередь, изменит последующие внешние впечатления. Но дело в том, что, хотя и можно запрограммировать машину на появление грозы в поле зрения летчика в любой желаемый момент, невозможно запрограммировать ее так, чтобы вызвать желаемую ответную реакцию летчика.

Можно представить себе технологию уже за пределами виртуальной реальности, которая вызывала бы еще и строго определенный внутренний опыт. Некоторые внутренние впечатления, например, настроения, вызванные определенными наркотиками, уже можно получить искусственно, и в будущем этот диапазон, несомненно, расширится. Но генератору точно задаваемых внутренних впечатлений в общем случае понадобилась бы способность перехватывать нормальное функционирование как разума, так и чувств пользователя. Другими словами, он заменял бы пользователя другой личностью. Это свойство помещает такие машины в категорию, отличную от категории генераторов виртуальной реальности. Для них потребуется совсем другая технология, они поднимут совсем другие философские вопросы, поэтому я исключил их из своего определения виртуальной реальности.

Еще один вид опыта, который, несомненно, нельзя передать искусственно, – это логически невозможный опыт. Я говорил, что пилотажный тренажер может создать впечатление физически неосуществимого полета сквозь гору. Но ничто не сможет создать впечатление разложения на множители числа 181, потому что это логически невозможно: 181 – это простое число. (Поверить, что кто-то разложил число 181 на множители, – логически возможное впечатление, но оно внутреннее, а потому не входит в сферу виртуальной реальности.) Другой логически невозможный опыт – бессознательность, поскольку, когда человек находится в бессознательном состоянии, он по определению ничего не испытывает. Состояние, когда человек ничего не испытывает, отличается от состояния, когда человек испытывает полное отсутствие впечатлений, – это называется сенсорной изоляцией, которая, безусловно, является физически возможной средой.

После исключения логически невозможных и внутренних впечатлений у нас остался обширный класс логически возможных внешних впечатлений – впечатлений от внешней среды, получение которых логически возможно, но физически не всегда осуществимо (табл. 5.1). Нечто является физически возможным, если оно не запрещено законами физики. В этой книге я буду считать, что «законы физики» включают одно еще неизвестное правило, определяющее начальное состояние или другие дополнительные данные, необходимые в принципе для того, чтобы дать полное описание мультиверса (иначе эти данные были бы набором принципиально необъяснимых фактов). В таком случае некая среда физически возможна тогда и только тогда, когда она действительно существует где-то в мультиверсе (т. е. в какой-то вселенной или нескольких вселенных). Нечто является физически невозможным, если этого не происходит нигде в мультиверсе.

Я определяю репертуар генератора виртуальной реальности как набор реальных или вымышленных сред, ощущение присутствия в которых генератор может создавать у пользователя. Мой вопрос о крайних пределах виртуальной реальности можно сформулировать следующим образом: какие ограничения, если таковые имеются, накладывают на репертуар генераторов виртуальной реальности законы физики?

Виртуальная реальность всегда включает создание искусственных ощущений – генерацию образов, – с них-то мы и начнем. Какие ограничения накладывают законы физики на способность генераторов образов создавать искусственные образы, передавать детали и охватывать соответствующие сенсорные диапазоны? Существуют очевидные способы улучшения передачи деталей по сравнению с современным пилотажным тренажером, например, применение телевидения высокой четкости. Но возможно ли, хотя бы в принципе, воспроизвести реалистичный самолет и его среду с предельной степенью детализации, т. е. с максимальными подробностями, которые чувства летчика могут распознать? Для слуха этот наивысший предел был почти достигнут в системах Hi-Fi, а что касается зрения, то этот предел достижим. А как с другими чувствами? Очевидно ли, что физически возможно построить универсальную химическую установку, которая сможет в одно мгновение воспроизводить по команде любую точно определенную комбинацию миллионов различных душистых химикатов? Или создать машину, которая, будучи помещена в рот гурмана, передаcт вкус и консистенцию любого возможного блюда, не говоря уже о создании чувств голода и жажды, предшествующих приему пищи, и последующего физического удовлетворения? (Голод, жажда и другие ощущения, например, чувство равновесия или напряжение мускулов, воспринимаются как внутренние по отношению к телу, но они являются наружными по отношению к разуму и потому потенциально относятся к сфере виртуальной реальности.)

Сложность при создании таких машин может заключаться просто в технологии, но не всегда. Предположим, что летчик пилотажного тренажера направляет виртуальный самолет вертикально вверх на высокой скорости, а затем выключает двигатели. Самолет должен продолжать подниматься до тех пор, пока его восходящий импульс не будет исчерпан, а потом он начнет с возрастающей скоростью падать. Все движение в целом называется свободным падением, несмотря на то что первоначально самолет двигается вверх, потому что движение происходит только под влиянием тяготения. Когда самолет находится в состоянии свободного падения, его обитатели невесомы и могут плавать по кабине, как космонавты на орбите. Вес восстанавливается только тогда, когда к самолету снова прикладывается направленная вверх сила, что вскоре должно произойти под действием аэродинамики или от встречи с не прощающей ошибок Землей. (На практике состояния свободного падения обычно достигают при полете самолета под тягой, но по той же параболической траектории, по которой он летел бы при отсутствии и тяги двигателя, и сопротивления воздуха.)

Свободно падающие самолеты используют для тренировки космонавтов в условиях невесомости перед полетом в космос. Настоящий самолет может находиться в состоянии свободного падения пару минут или даже больше, потому что он располагает несколькими километрами высоты, в пределах которых может подниматься и падать. Но наземный пилотажный тренажер может находиться в состоянии свободного падения лишь мгновение, если его опоры сначала максимально раздвигаются, а потом позволяют ему упасть. Пилотажные тренажеры (по крайней мере, современные) не позволяют тренироваться в условиях невесомости: для этого необходим реальный самолет.

Можно ли исправить этот недостаток пилотажных тренажеров, наделив их возможностью имитировать свободное падение на Земле (и в этом случае их можно было бы использовать и в качестве тренажеров космических полетов)? Это не так просто, поскольку на пути встают законы физики. Известная физика даже в принципе не дает другого способа устранения веса тела, кроме свободного падения. Единственный способ поместить пилотажный тренажер в состояние свободного падения, когда он одновременно остается неподвижным на поверхности Земли, – это каким-то образом подвесить над ним массивное тело, например, другую планету такой же массы или черную дыру. Но даже если бы это было возможно (не забывайте, что нас занимает не немедленный практический интерес, а вопрос о том, что позволяют или не позволяют законы физики), реальный самолет также способен осуществлять частые, сложные изменения в величине и направлении веса находящихся в нем людей путем маневрирования и включения и выключения двигателей. Для имитации этих изменений наше массивное тело пришлось бы перемещать почти с такой же частотой, и, по-видимому, скорость света (если не что-то другое) наложила бы абсолютный предел на скорость этих перемещений.