أسطورة الكون المتعدد ومعضلة الحوسبة الكمومية

الكون المتعدد ليس علمًا تقدميًا. قد تكون البدائل المزيفة كارثية للحوسبة الكمومية.

تصوير لوكا باجيو على Unsplash

أنا لست عالم رياضيات ، أو فيزيائيًا ، أو حتى عالِمًا في علم الكونيات ، لكنني أعرف المنطق. أقضي وقتًا طويلاً في التفكير في المشكلات المعقدة وشيء لا يضيف شيئًا كبيرًا. ما لا تضيفه هو الفكرة العصرية المتمثلة في وجود أكوان متعددة. بالإضافة إلى كونه غير علمي ، فإن البديل العلمي للأكوان المتعددة قد ينتهي بعواقب وخيمة على قابلية الحوسبة الكمومية.

إذن ما هو الكون المتعدد؟

دعنا نذهب مع تعريف عالم الكونيات ماكس تيجارك. وفقا ل Tegmark ، هناك أربعة مستويات من الكون المتعدد:

  • المستوى 1: كوننا يتجاوز ما يمكن ملاحظته
  • المستوى 2: الأكوان الأخرى مع الثوابت الفيزيائية المختلفة
  • المستوى 3: تفسير العوالم المتعددة لميكانيكا الكم
  • المستوى 4: جمع كل الأكوان

أستطيع أن أفهم الكون المتعدد من المستوى 1 لأنه نظرًا لسرعة الضوء والتوسع المستمر في الكون ، يمكننا فقط ملاحظة "حجم هابل" في عالمنا. فكر في هذا على أنه أقرب إلى الضياع في الضباب. يمكنك أن ترى ، على بعد خمسة أمتار في جميع الاتجاهات ، وأنت تتحرك مع مجال الرؤية هذا يتحرك معك. إنه نفس الشيء لمراقبة الكون من نقطة في الفضاء ، لكن التأثير يولد من التمدد مقابل سرعة الضوء.

إنها أكوان متعددة المستويات من المستوى 2 والثالث والمستوى 4 التي أصارع معها لعدة أسباب. لفهم سبب صراعي مع هذا ، نحتاج إلى العودة إلى بعض الأساسيات ، أي ما الذي يشكل العلم الجيد.

إن حماقة الاعتماد على الرياضيات فقط هي أنه يمكن أن ينتهي بنا المطاف في معضلة تعمل فيها النظرية رياضيا ، ولكن لا توجد طريقة لإجراء ملاحظة لإثبات الفرضية أو دحضها.

العلم الجيد والسيئ

لكي يتقدم العلم ، نحتاج إلى فرضية قابلة للاختبار ، حيث يعتمد العلم على الملاحظة. الرياضيات هي أداة ممتازة لترميز المراقبة ووضع التنبؤات ؛ ومع ذلك ، فإن الرياضيات في حد ذاتها لا تساوي الملاحظة. إن حماقة الاعتماد على الرياضيات فقط هي أنه يمكن أن ينتهي بنا المطاف في معضلة تعمل فيها النظرية رياضيا ، ولكن لا توجد طريقة لإجراء ملاحظة لإثبات الفرضية أو دحضها. حالة الكون المتعدد هي حالة قائمة على فرضية غير قابلة للاختبار.

إذن ما هي حجج الكون المتعدد؟ على نطاق واسع أنها تقع في فئتين:

  • مبدأ أنثروبي
  • وجود وظيفة الموجة العالمية في ميكانيكا الكم

يسعى مبدأ الإنسان إلى شرح سبب ضبط الكون لدعم الحياة. المبدأ يأتي في شكلين ؛ قوي وضعيف. ينص مبدأ أنثروبي قوي على أن الكون مضطر إلى خلق حياة واعية ورائعة. ينص المبدأ الأنثروبي الضعيف على أن كوننا قد أوجد الحياة نتيجة "صقل". يعد هذا "الضبط" واحدًا من بين العديد من المجموعات الممكنة للظروف التي توجد في مجمل جميع الأكوان المتعددة من المستوى 2. لذلك ، فإن مبدأ أنثروبي الضعيف الذي يستخدم لدعم الكون المتعدد المستوى 2. ضمن مجموعة لا حصر لها من الأكوان ، سوف يتواجد المرء مع الضبط الدقيق الذي لدينا في عالمنا.

ثم يتم استخدام ميكانيكا الكم لشرح الكون متعدد المستوى 3. لا يمكن التنبؤ بالملاحظات في ميكانيكا الكم ؛ بدلاً من ذلك ، فإن النتيجة موجودة كاحتمال (أو موجة احتمالية). لا يؤدي القياس إلى انهيار وظيفة الموجة. بدلاً من ذلك ، تنقسم كل من الاحتمالات (أي وجود دالة موجية عالمية) لإنشاء عالم المستوى 3 الخاص بهم مع تاريخهم الخاص.

المستوى 4 الكون المتعدد ثم يأخذ إلى أقصى الحدود. بالإضافة إلى كونه مجموعة من جميع الأكوان من المستوى 1 إلى المستوى 3 ، فإن الأكوان المتعددة من المستوى 4 في نظرية Tegmark هي المجموعة النهائية التي لا تحددها الرياضيات ولكنها الرياضيات. الوجود الرياضي هو الوجود المادي.

إثبات الكون

فكيف نثبت وجود الكون المتعدد؟ حسنًا ، هذه هي الصعوبة ، لا يمكننا ذلك. إنه طريق مسدود للتحقيق. الأكوان الأخرى من المستوى 2 وما بعده ليس لها تأثير سببي على كوننا ، لذلك لن نعرف أبدًا. على الرغم من أن الكثيرين ينظرون إلى الكون على أنه علم ، إلا أنه في الواقع ، ليس أكثر من أسطورة تستند إلى وجهة نظر فلسفية. إذن كيف يمكن أن نوضح الحقائق المرصودة التي يحاول علماء الأكوان "الأساطير" شرحها وما الذي سيشكل فلسفة جيدة؟

يحاول اللاعبون المتعددون التقدم نحو نظرية موحدة لكل شيء (ToE) من خلال شرح مشكلة القياس في ميكانيكا الكم ومن خلال تعزيز اعتقادهم بأن الكون رياضي. كنسخة احتياطية فلسفية ، يستخدمون مبدأ أنثروبي ضعيف جنبًا إلى جنب مع شفرات أوكام. لقد ناقشت بالفعل العلم ، أو بالأحرى نقص العلم لشرح الكون المتعدد. على الجانب الفلسفي ، فإن المبدأ الأنثروبي الضعيف ، مثل الأكوان المتعددة ، هو نظرية غير قابلة للتجربة ولا تقدم تنبؤات زائفة ، وبالتالي ، فإنه يطرح الأسئلة الأساسية حول "لماذا نحن ولماذا هذا الكون؟" أن ينظر إليها باعتبارها الاعتبار وليس مبدأ. حلاقة Occam هي مبدأ أن الحل الأبسط هو الحل الصحيح. على الرغم من أن الأكوان المتعددة لا تبدو وكأنها حل بسيط ، إلا أن مؤيديها يدعون أنه أبسط من محاولة شرح المبدأ الأنثروبولوجي بأي طريقة أخرى. هذا قابل للنقاش في كلا الاتجاهين ؛ ومع ذلك ، لا ينبغي استخدام شفرات أوكام إلا كدليل ، وليس كمحكّم ، وكما رأينا ، فإن مبدأ الأنثروبولوجيا ليس مبدأ بل هو اعتبار.

بديل

... سواء كانت صحيحة أم خاطئة ، فهي مزيفة ويمكن استخدامها كجدول أعمال لدفع العلم إلى الأمام بدلاً من دفعنا إلى طريق مسدود.

لإلغاء هذا الأمر ، نحتاج إلى العودة إلى بعض المبادئ الأساسية. إن المشهد الذي يعمل فيه اللاعبون المتعددون هو أحد القوانين الثابتة ، التي أنشأتها الرياضيات التي كانت موجودة منذ ولادة عالمنا ، أي الهيكل الرياضي. وجهة النظر المعارضة هي أن قوانين كوننا قد تطورت مع مرور الوقت وأن الرياضيات يمكنها تدوين هذه القوانين ، لكن الرياضيات لا تنشئها. هذه النظرة البديلة التي روج لها الفلاسفة مثل روبرتو أنجر والفيزيائيين مثل لي سمولين ، جرة مع الاتجاه السائد لاقتراح أنه لا يوجد سوى عالم واحد متفرد وليس رياضيا.

إن ميزة هذه النظرة البديلة ، سواء كانت صحيحة أم خاطئة ، هي أنها مزيفة ويمكن استخدامها كجدول أعمال لدفع العلم إلى الأمام بدلاً من دفعنا إلى طريق مسدود. قد يكون هذا الكون المفرد واحدًا من كثير في تسلسل (أو ارتداد) ، ولد من الانهيار ثم إعادة الميلاد ، ولكن للتقدم العلمي ، يجب أن نتطلع إلى إثبات / دحض كل ما في وسعنا في هذا الكون تمامًا.

لتوضيح هذا الكون المفرد ، بدلاً من قوانين الفيزياء التي تقودها الرياضيات ، يمكن اعتبار القوانين متطورة. عندما حدثت سيناريوهات كافية من التعقيد المماثل مع مرور الوقت ، فقد تطور قانون. القانون ليس مطلقًا ولكن تقريبًا لدقة الملاحظة. ينهار هذا التشريع على المستوى الكمومي لأن القانون ليس قاعدة مطلقة لجميع المكونات الفردية ، بل تقريب إحصائي لنتيجة قابلة للتكرار.

الآثار المترتبة على الحوسبة الكمومية

هذه المشكلة الجديدة التي تطرحها ميكانيكا الكم لها عواقب وخيمة على مستقبل الحوسبة الكمومية. تم اقتراح العديد من نظريات الكم لتفسير انهيار القوانين على مستوى الكم. يدعي المتعددون أن جميع الاحتمالات موجودة ، وإن كان ذلك في أكوان مختلفة من المستوى 3. ومع ذلك ، كجزء من نظرية الكون المفرد ، لدينا تفسير الفرقة الحقيقي. يفترض هذا التفسير أن ديناميات الكم لا تنطبق إلا على الأنظمة التي لها نسخ وهذا هو السبب في أننا نلاحظ ديناميات الكم فقط في الحجم الصغير للغاية مع الكثير من النسخ. عند التوسع ، لا يتم وصف الهيئات العيانية بواسطة ميكانيكا الكم لأنها ليست جزءًا من مجموعة النسخ.

... لقد حان الوقت لإعادة العلم إلى جدول الأعمال والعمل مع ما لدينا في عالمنا.

معضلة الحوسبة الكمومية هي أننا نفترض صحة النظريات التي لا يمكن اختبارها. إذا كانت نظرية الأكوان خاطئة وكانت نظرية الكون المفرد صحيحة إلى جانب تفسير المجموعة الحقيقية ، فقد يعني ذلك أننا لن نتمكن أبدًا من تجاوز نقطة التعقيد مع أجهزة الكمبيوتر الكمومية. وذلك لأن تعقيد الكمبيوتر الكمومي يزيد من فرص وجود نسخ دقيقة من التكوين في أي مكان آخر في الكون. نظرًا لكون الكون المفرد نظرية مزيفة ، فمن المؤكد أن هذا سيكون محورًا للبحث.

أعتقد أن الوقت قد حان لإعادة العلم إلى جدول أعماله والعمل مع ما لدينا في عالمنا للتقدم قدر المستطاع علمياً قبل أن نبدأ في القلق بشأن الأكوان الأخرى.

لمزيد من المعلومات حول الحوسبة الكمومية ، كتب أدريان فيرن مقالة ممتازة هنا.