Holografinė Visata. Pasaulis yra netikras? UFO Page. Lithuanian

Ši teorija Visatą laiko esant tarsi holograma – kaip kad trimatis vaizdas gali būti pavaizduotas filmo kadre. Juodųjų skylių tyrimai rodo, kad tai visiškai įmanoma, nes maksimali bet kurios erdvės srities entropija apibrėžiama ne jos tūriu, o paviršiumi. Ji gali tapti naujos teorijos apie Visatą pagrindu.

Informacija yra pagrindinis elementas bet kuriame moksle ar technologijoje. Robotas nieko nepadarys be įdėtos programos, ribosomai ląstelėje tiekiamos amino rūgštys kaip statybinė medžiaga ir ji gauna energiją ATP versdama ADP, tačiau ji negali sintezuoti proteinų

Ar mūsų Visata nėra simuliacija?

Kodėl matematika yra persmelkusi Visatą? Tai gali būti todėl, kad mes gyvename matematikos dėsniais besiremiančioje kompiuterinėje simuliacijoje – o ne tame, ką laikome realiu pasauliu. Atseit, tai sumąstė labai pažangus ateities programuotojas, o mes tapome to dalimi. Ir kai mes įrodome kokį matematinį teiginį, tai tiesiog atskleidžiame programos kodo gabalėlio aspektą.

Juk jau dabar fizikai daugelį metų kuria gamtos jėgų kompiuterines simuliacijas, tiesa, mažu masteliu, atomo branduolio mastu. Jie naudoja trimatį tinklelį mažų Visatos sritelių modeliavimui, o tada vykdo kompiuterines programas, kad pažiūrėtų, kad nutiks.

Kad gyvename kompiuterinėje simuliacijoje, 2003 m. pasiūlė Oksfordo un-to prof. Nikas Bostromas⁴⁾, straipsnyje „Simuliacijos įrodymas“ siūlantis 3 variantus:
1) labai tikėtina, kad mūsų civilizacija išmirs iki „post-žmogiškosios“ fazės; 2) net patekę į ją, bet kuri civilizacija vargiai paleis veikti didesnį kiekį savo evoliucinės istorijos simuliacijų; 3) mes greičiausiai gyvename kompiuterinėje simuliacijoje.

Nick Bostrom’as tvirtina, kad labiau tikėtina, kad esam tokioje simuliacijoje, nei kad nesam. Juk jei tokios simuliacijos teoriškai galimos, tai neišvengiamai žmonija jas sukurs, - ir greičiausiai ne vieną. Ir ateis laikas, kai simuliuotų bus daugiau nei realių. Statistiškai imant, labiau tikėtina, kad gyvename simuliuotame pasaulyje nei realiame.

O Deividas Kipingas iš Kolumbijos un-to net matematiškai įrodė, kad tai, kad žmonija gyvena simuliacijoje, tikimybė yra 50%. Be to, jis pirmus du N. Bostromo teiginius apjungė į vieną ir variantams priskyrė vadinamąją „apriorinę tikimybę“ – t.y. tokią, kurios negalima pagrįsti turimomis žiniomis. Tad mes iš tikro galime gyventi kažkame panašiame į „Matricą“ – ir kol kas nėra patikimo būdo patikrinti, ar aplinkinis pasaulis realus. Nebent sulauktumėm laiko, kada pati žmonija sukurs panašią virtualią tikrovę.

Svarbiausias klausimas – ar yra koks empirinis būdas patikrinti šią hipotezę. Ir netikėtai atsakymas yra – taip. Neseniai paskelbtame straipsnyje „Apribojimai Visatai kaip skaitmeniniai simuliacijai“ fizikai Silas R. Beane, Zohreh Davoudi and Martin J. Savage pateikė gaires galimam aptikimo, kad visata yra kompiuterinė simuliacija, metodui. Jie spėja, kad ateities simuliacijos panaudos kai kurias iš dabar naudojamų technikų su tais pačiais apribojimais. Jie galimai irgi naudosis matematiniu tinkleliu ar grotelėmis, susidedančiomis iš taškų ir linijų. Tačiau kompiuterinės simuliacijos generuoja nežymias, tačiau pastebimas anomalijas – tam tikras asimetrijas. Jei kosminiuose spinduliuose būtų atrastos tokios anomalijos, tai reikštų, kad mes gyvename ... kompiuteryje.

Taip pat paskaitykite Kvantinės keistenybės

negaudama informacijos iš DNR, esančios ląstelės branduolyje. Tad pernelyg nestebina, kad John A. Wheeler'is iškėlė idėją, kad pats fizikinis pasaulis yra sudarytas iš informacijos.

Kompiuterių diskų apimtys augo neįprastai sparčiai. Kada tai baigsis? Koks didžiausias informacinis tankumas tūrio vienete? Koks informacijos kiekis reikalingas aprašyti visai Visatai? Ar jis gali tilpti į kompiuterio atmintį? Ar pajėgsime, kaip brūkštelėjo nemirtingasis Viljamas Bleikas, „pamatyti pasaulį smėlio smiltelėje“?

Teorinė fizika jau gali pateikti kai kuriuos atsakymus. Juodųjų skylių tyrimai leidžia spėti apie galimą informacijos tankį. Susiję rezultatai numato, kad mūsų trimatę Visatą galime „užrašyti“ dvimačiame paviršiuje tarsi hologramą. Tad jei ne smiltelėje, tai bent jau LCD ekrane bus galima „pamatyti pasaulį“.

Formalioji informacijos teorija gimė 1948 m. taikomosios matematikos atstovo Claude E. Shanon'o straipsniuose, kai buvo įvestas šiuo metu populiariausias informacijos turinio mato terminas – entropija. Ilgą laiką šis terminas buvo naudotas termodinamikoje, kur populiariai aiškinant ji yra fizikinės sistemos netvarkos lygis. 1877 m. austrų fizikas Ludwig Boltzmann'as jį apibrėžė tiksliau kaip skirtingų mikroskopinių dalelių kiekį medžiagoje kad ši ir toliau atrodytų nepakitusi.

Kai Šenonas susirūpino, kaip reikia skaičiuoti informacijos kiekį, tarkim, žinutėje, jis logiškai gavo formuluotę, panašią į Bolcmano. Šenonui žinutės entropija yra bitų (dvejetainių skaitmenų) kiekis reikalingas jai užkoduoti. Ši entropija nieko nesako apie tos informacijos vertę.

Konceptualiai entropija termodinamikoje ir informatikoje yra tapačios. Tačiau yra ir svarbių skirtumų. Pirmiausia, termodinamikoje entropija yra išreiškiama energijos matavimo vienetais priklausomai nuo temperatūros, o Šenono entropija matuojama bitais, kurie neturi išmatavimų. Šis skirtumas tėra susitarimo reikalas.

Tačiau net suvedus į bendrus matavimo vienetus, šių entropijų reikšmės dydžiu labai skiriasi. Silicio mikroschemos, talpinančios 1 GB duomenų, Šenono entropija yra apie 10¹⁰, - t.y. be galo nedidelė lyginant su mikroschemos termodinamine entropija lygia apie 10²³. Toks skirtumas susidaro, nes entropijos skaičiuojamos skirtingiems laisvės laipsniams (laisvės laipsnis yra skaitinės reikšmės kitimo ribos). Šenono entropija atsižvelgia tik į bendrą ant silicio kristalo esančių tranzistorių būsenų skaičių. Tranzistorius gali turėti tik dvi būsenas, 0 ir 1 – tad laisvės laipsnis tėra du. Termodinaminė entropija atsižvelgia į visų mikroschemos atomų galimas būsenas. Ir kuo mažesnius tranzistorius sugebama pagaminti, tuo Šenono entropija artimesnė termodinaminei entropijai.

Koks aplamai yra didžiausias galimas laisvės laipsnis? Atomai sudaryti iš elektronų ir branduolių, branduoliai yra protonų ir neutronų darinys, o šie savo ruožtu sudaryti iš kvarkų. Šiais laikais nemažai fizikų elektronus ir kvarkus laiko superstygų vibracijų dariniais. Tačiau nuojauta sako, kad apsiriboti šiuo lygiu nereiktų. O išmatuoti tikrosios entropijos reikšmės nežinant giliausių materijos struktūrų prigimties negalima.

Nuo Platono iki Neo iš „Matricos“ žmonės bando suprasti tikrovės prigimtį. „AIP Advances“ žurnalo 2025 m. balandžio numeryje amerikiečių fizikas Melvin Vopson’as⁶⁾ iš Portsmuto un-to pasiūlė naują gravitacijos teoriją, leisiančią Visatai būti mažiau „užgriozdintai“ ir, tuo pačiu, besielgiančiai panašiai kaip kompiuterinis algoritmas. Tai besiplečiančio judėjimo, bandančio gamtos jėgas aiškinti kaip kompiuterinės simuliacijos rezultatą dalis. Kad gyvename labai pažangios civilizacijos sukurtoje kompiuterinėje simuliacijoje, 2003 m. pasiūlė N. Bostromas straipsnyje „Simuliacijos įrodymas“. Tačiau įrodyti kad taip yra – sudėtingas uždavinys (ypač jei simuliacijos kūrėjai ėmėsi atsargumo priemonių).

M. Vopsonas turi geras žinias apie suspaustos materijos fiziką bei duomenų skaitmeninio saugojimo srityje (yra dirbęs tyrėju „Seagate“ kompanijoje). Jis savo teoriją 6 m. kūrė remdamasis „antruoju informacinės dinamikos dėsniu“ (tam jį 2019 m. įkvėpė K. Šanono idėjos ir Rolf Landauer’io⁷⁾ pasiūlytu ryšiu tarp termodinamikos ir informacijos), teigiančiu, kad bet kurios sistemos entropija laikui bėgant lieka pastovi arba didėja, teigiant, kad gravitacija traukia materiją ir objektus erdvėje tam, kad išlaikytų entropiją minimaliame lygmenyje – panašiai kaip kompiuteris sutvarko ir suspaudžia duomenis (kad užimtų mažiau vietos). Pačią „entropinės gravitacijos“ koncepciją 2011 m. pasiūlė olandas Erik Verlinde. Tad gravitacijos tikslas – išlaikyti Visatą; tai vienas iš ją optimizuojančių mechanizmų. Ir jei tai tikrai taip, tai supurtytų mūsų požiūrio į Visatą pamatus.

Tiesa, dar anksčiau, 2022 m. jis tvirtino, kad Covid-19 genomai laikui bėgant mažino savyje entropiją, kas, atseit, parodo antrojo informacinės dinamikos dėsnio veikimą. Be to, jis informaciją laiko 5-ąja materijos forma – kas vėlgi lenkia į tai, kad gyvename simuliacijoje.

Informacija – 5-oji materijos būsena?

Fizikas Melvin Vopson’as 2019 m. pasiūlė masės-energijos-informacijos tapatumo principą, pagal kurį informacija yra ne tik fizikinis dydis, bet ir turi „baigtinę ir kiekybinę“ masę – ir bitas sveria 3,19 * 10^-38 kg kambario temperatūroje. Taigi, sunaikinus bitą informacijos, prarandamas atitinkamas kiekis masės ir tuo pačiu ir energijos. Tad sunaikinus terabaitą informacijos, prarasime 2,5*10^-25 kg, kas yra arti protono masės (1,67*10^-27). Tačiau ši idėja nėra nauja, nes dar 1961 m. Rolf Landauer’is pasiūlė, kad bitas yra fizikinės prigimties ir turi aiškiai apibrėžtą energiją, kuri paskleidžiama sunaikinus bitą.

Be to, mokslininkai tiki, kad ir Visata turi tam tikrą informacinį turinį, kurį turi ir patys atomai. Tad galima pakalbėti ir apie Visatos informacijos masę. Laikoma, kas atskira el. dalelė turi apie 1,509 bito informacijos. Šį kiekį padauginus iš visų Visatos dalelių kiekio (Edingtono skaičiaus), gausime apie 6*10⁸⁰ bitų (t.y jos svoris būtų apie 1,9*⁴² kg). Kartu, informacijos masės buvimas ne tik paaiškina tamsiosios materijos prigimtį, bet paliečia neįtikėtiną versiją – kad Visata yra kompiuterinė simuliacija.

Tai atsiliepia duomenų technologijoms. Prognozuojama, kad 2025-ais bus 175 zetabaitų informacijos (1 ZB - 10²¹ baitų) ir toliau ją kurdami po 350 m. turėsime daugiau, nei Žemė turi atomų. Tai sukels „informacinę katastrofą“, nes jos kūrimas pareikalaus tiek energijos, kiek dabar sunaudojama pasaulyje. Tai, kad informacija turi masę, gali padėti rasti išeitį iš pražūtingo informacijos augimo.

Juodosios skylės yra A. Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijos padarinys. Joje gravitacija atsiranda iš erdvėlaikio išsikreivinimo, verčiančio objektus judėti tarsi tie būtų stumiami jėgos. Iš kitos pusės, tą iškreivinimą sukelia materijos ir energijos egzistavimas. Pagal Einšteino lygtis, nepaprasta tanki materijos ar energijos koncentracija gali taip iškreipti erdvėlaikį, kad šis užsilenks sudarymas juodąją skylę. Reliatyvumo dėsniai neleidžia niekam, kas patenka į ją, išsiveržti į išorę – bent jau klasikinės fizikos (ne kvantinės mechanikos) prasme. Taškas, nuo kurio jau negalima sugrįžti, vadinamas juodosios skylės horizontu ir yra ypatingai svarbus. Paprasčiausiu atveju tai sfera.

Neįmanoma nustatyti, kas yra juodosios skylės viduje. Jokia informacijos iš ten negali prasiveržti. Tačiau, prieš dingdama juodojoje skylėje, materija palieka šiokius tokius pėdsakus. Jos energija atsispindi juodosios skylės masėje. Jei materija pagauta besisukant apink juodąją skylę, jos sukimosi momentas sumuojamas su juodosios skylės sukimosi momentu. Abu šie aspektai yra išmatuojami pagal poveikį aplinkiniam erdvėlaikiui. Energijos ir sukimosi momento išsaugojimo dėsnis tebegalioja. Tačiau antrasis termodinamikos dėsnis, atrodo, joms nevisiškai tinka.

Jis apibendrinai tą faktą, kad dauguma procesų gamtoje negali būti atvirkštiniai. Puodukas nukrenta nuo stalo ir sudūžta, tačiau niekas nematė puoduko, susirenkančio iš šukių. Antrasis termodinamikos dėsnis teigia, kad izoliuotų sistemų entropija negali mažėti. Geriausiu atveju entropija tegali likti pastovi.

J. Wheeler'is pirmasis pabrėžė, kad materijai dingstant juodojoje skylėje jos entropija pagerėja. 1970 m. Demetrious Christodoulou ir Stephen W. Hawking'as nepriklausomai vienas nuo kito parodė, kad kai kuriuose procesuose, tokiuose kaip juodųjų skylių susijungime, bendrasis horizonto plotas niekada nemažėja. 1972 m. J. Bekenstein'as pasiūlė, kad juodosios skylės entropija proporcionali jos horizonto sferai, kad, kai materija krenta į juodąją skylę, juodosios skylės entropijos padidėjimas visada kompensuoja „prarastą“ materijos entropiją. Kitaip sakant, juodosios skylės entropijų suma ir įprastinė entropija juodosios skylės išorėje negali sumažėti. Tai vadinamasis Apibendrintas antrasis dėsnis (AAD).

AAD atlaikė daugelį teorinių patikrinimų. Kai žvaigždė sprogsta sudarydama juodąją skylę, juodosios skylės entropija gerokai viršija pradinės žvaigždės entropiją. 1974 m. S. Hokingas parodė, kad juodoji skylė dėl kvantinių procesų savaime skleidžia terminį spinduliavimą, dabar vadinamą Hawking spinduliavimu. Christodoulou-Hawking'o teorema neveikia šiuos atveju (mat juodosios skylės masė, taigi ir jos horizontas, sumažėja), tačiau AAD su juo susidoroja – skleidžiamo spinduliavimo entropija daugiau nei reikia kompensuoja juodosios skylės entropijos sumažėjimą. 1986 m. R. D. Sorkin išnagrinėjo horizonto vaidmenį uždarant informaciją viduje nuo išorinių poveikių siekdamas parodyti, kad AAD (arba kažkas panašaus) turi galioti visiems vykstantiems procesams.

Hawking'o spinduliavimas leido jam nustatyti santykį tarp juodosios skylės entropijos ir horizonto ploto – juodosios skylės entropija yra lygiai ketvirtis horizonto, matuojant Planko konstantos (lygių apie 10^-33 cm) kvadratais (plotas). Taigi juodosios skylės entropija yra milžiniška – 1 cm skersmens juodosios skylės entropija yra apie 10⁶⁶ bitų.

Gyvenimas simuliacijoje

Britų fantastiniame TV seriale „Juodasis veidrodis“ (nuo 2014 m.) genialus kompiuterininkas klonuotas savo bendradarbių skaitmenines sąmones įkalina erdvėlaivyje „USS Callister“. Klonai, kastruoti ir paklusnūs savo apsišaukėliui kapitonui, puikiai žino apie savo egzistavimą narve. Galiausiai jie sukelia maištą ir išsilaisvina. Tačiau mes iki galo nesame tikri, kad nesame panašioje simuliacijoje - tad net negalime sukelti pasipriešinimo.

Ir ši hipotezė vis labiau populiarėja tarp fizikų bei kognityviais dalykais besidominčių filosofų – t. y., kad mes gyvename virtualiame pasaulyje, kurį suprogramavo superprotingas kūrėjas, kuris arba stebi mus, arba jau seniai mus paliko. Pagal kai kuriuos kraštutinius šios hipotezės variantus mes ne tik kad nepastebime esantys šiame netikrame pasaulyje, bet mūsų net neturėtų čia būti – mes viso labo esame klaida kode (kitaip tariant, defektas).

Galima išskirti du simuliacijų tipus. Viename jų yra „savininkas“ (pvz., kaip sąmoningai sukurti video žaidimai), o kiti neturi (kaip sapnai ar dirbtinio intelekto (DI) sukurtos istorijos, neturinčios „boso“). Ir jei mūsų pasaulyje aptiktumėm defektų (arba, jei išsiaiškintume, kad mes patys esame defektais), tai galėtų reikšti, kad randamės „bešeimininkinėje“ simuliacijoje, veikiančioje tarsi kompiuteris, nuspėjantis, kas įvyks toliau.

Visa tai atspindi mūsų kultūrinę ir intelektualiąją evoliuciją – kuo daugiau sužinom, tuo darosi blogiau. Yra rizika sukelti „žaidimo pabaigos“ (game over) arba „pakibusio ekrano“ atvejus. O tada simuliatorius, kas jis bebūtų, gali nepanorti, kad mes tai sužinotume – jis gali tiesiog perkrauti sistemą arba pašalinti sutrikimo priežastį – t.y. pačią žmoniją. Bet gal tasai simuliatorius susidomėjęs Fermi paradokso aiškinimusi ar tiria kitų civilizacijų likimus. Yra dar variantas, kad taip daro geranoriškas DI, startuojantis praeities simuliacijas, kuriose atgaivina mirusiuosius. Tačiau vargu ar šie atvejai būtų su defektais…

Tačiau filosofė ir DI specialistė Susan Schneider⁴⁾ iš Floridos Atlantinio un-to neįsitikinusi, kad mes esame tiesiog defektai. Anot jos, gyvybės sukūrimas reikalautų kruopštaus suplanuoto programavimo, o ne atsitiktinių klaidų. Kita vertus, nėra ko tikėtis, kad programuotojas yra visagalis ir visažinis – gal tai paauglys, pirmąkart bandantis sukurti videožaidimą?! Nežeiečių mokslininkas

Bet jei taip iš tikro yra, - ar mes galime ką pakeisti? Kai kuriuos instrumentus jau turime… Smegenų-kompiuterio sąsajos (BCI), tokios, kaip I. Masko „Neuralink“ žada tiesiogiai sujungti žmogaus protą su skaitmenine aplinka, aplenkiant organinę kontrolę. CRISPR genų redagavimas suteikia galimybę perrašyti mūsų biologinį kodą, padarant mus protingesniais, stipresniais ir atsparesniais ligoms. MIT’e tokios platformos kaip „Supermind“ siekia panaudoti kolektyvinį žmogaus ir dirbtinį intelektus sprendžiant problemas, neįveikiamas jokiam atskiram protui, ir kuri naują, hibridinę superprotingą visuomenę. Tyrimai rodo net psichodelikų galimybę praplėsti sąmonę, atverti alternatyvias būsenas ir, galbūt, padėti atskleisti dar gilesnes tiesas apie tikrovę. Tai gal galima pasitelkti šiuos įrankius ieškant defektų kode?

NE, tai nepadės „nulaužti“ kodo - sako S. Šneider. Juk simuliatorius gerokai protingesnis už mus ir geba kurti gyvybę ir sąmonę visoje Visatoje. Mes neprilygstam jam. Kol kas galime tik spėti, kad, kadangi mūsų Visatos elgesys priklauso nuo kvantinių reiškinių, tokiai simuliacijai reikėtų turėti supergalingą kvantinį kompiuterį.

Vis tik yra manančių ir kitaip. Pvz., R. Jampolskis⁵⁾ iš Liusvilio un-to straipsnyje „Kaip nulaužti simuliaciją?“ (2022) nurodo keletą būdų, kurių pagalba galime panagrinėti ir valdyti simuliuotą tikrovę. Jūs galite: atlikti simuliacijos žvalgybą – išnagrinėti jos taisykles ar defektus, dėsningumus ar keistenybės (pvz., dežavū), galinčias turėti užuominų į jos struktūrą. O taip pat išbandyti kvantinius eksperimentus, pvz., su kvantiniu susiejimu, siekiant patikrinti sistemos ribas, pabandyti apkrauti sistemą masyviais skaičiavimais, siekiant sukelti klaidas ir patikrinti sistemos ribas. Dar panaudokite socialinę inžineriją – sąveikaudami su pagrindiniais netikro pasaulio „agentais“ – politikais, pasaulinėmis korporacijomis, DI sistemomis taip, tarsi jos būtų kodo dalimi, siekiant aptikti paslėptas komandas. Ir netgi (kolektyviai) pabandant sugadinti sistemą, - gal ji parodys kas stovi už jos arba visai išsijungs… Tiesa, vis tik tai ne taip lengva ir gali pareikalauti milžiniškų kompiuterinių pajėgumų – bet padėti gali ir minėti turimi įrankiai.

AAD leidžia mums nustatyti ribas bet kurios izoliuotos sistemos informacinei talpai. 1995 m. L. Susskind'as pasiūlė holografinę talpą, apibrėžiančią, kiek entropijos gali sutalpinti materija ir energija, užimančios tam tikrą tūrį. Imkime sferos formos kūną, kurio paviršiaus plotas yra A. Jei jis gali susitraukti į juodąją skylę, šios horizontas bus mažesnis nei A. Todėl ir juodosios skylės entropija bus mažesnė nei A/4, nes pagal AAD, sistemos entropija negali mažėti. Iš čia izoliuotos sistemos, ribojamos paviršiumi A, entropija būtinai mažesnė už A/4.

Dabar galima bandyti atsakyti į klausimus apie informacijos laikmenos maksimalią talpą. 1 cm skersmens lustas gali talpinti iki 10⁶⁶ bitų. Visa regima Visata sudaro apie 10¹⁰⁰ entropijos bitų, kurią, iš esmės, būtų galima sutalpinti į 1/10 šviesmečio skersmens sferą. Suprantant, kad entropija yra sunki problema ir skaičiai gali būti gerokai didesni, tikėtina, kad informacijai sutalpinti reiks Visatos dydžio sferos.

Tačiau yra dar vienas aspektas. Juk maksimali entropijos reikšmė priklauso nuo paviršiaus, o ne nuo tūrio. Įsivaizduokime, kad į krūvą sumetėme atminties mikroschemas. Tranzistorių kiekis didėja kartu su tos krūvos tūriu. Kaip ir termodinaminė visų mikroschemų entropija. Čia reikia pabrėžti, kad teoriškai maksimali informacijos talpa didėja tik didėjant krūvos paviršiaus plotui. Kadangi tūris didėja sparčiau nei paviršius, tam tikru momentu visų mikroschemų entropija viršys holografinę talpą. Atrodo, kad arba AAD, arba mūsų entropijos ir informacijos supratimas yra klaidingas. Tačiau visa tai susiję su pačia krūva – pasiekusi kritinę ribą, ji susitrauks nuo savo pačios gravitacijos į juodąją skylę. Po to kiekviena papildoma atminties mikroschema didins šios juodosios skylės masę ir paviršių, taip palaikydama AAD.

Šis faktas, kad informacinė talpa priklauso nuo paviršiaus ploto, natūraliai paaiškinamas, jei holografinis principas (kurį 1993 m. pasiūlė Nobelio premijos laureatas G. Hooft'as) yra teisingas. Tada informaciją apie objektą galima gauti analizuojant jo kraštą („balką“). Pvz, informacija apie rutulį (dvimačio trimatėje erdvėje) gaunama ant jo krašto (dvimatės sferos, apibrėžiamos tik dviem parametrais: platuma ir ilguma), kai pats rutulys išorinio stebėtojo požiūriu yra trimatėje erdvėje.

Holograma yra tam tikra trimačio vaizdo atvaizdavimo dvimatėje plokštumoje forma, sukuriama tam tikru būdu apšviečiant tą vaizdą. Visa trimačio vaizdo informacija užkoduojama šviesių ir tamsių plokštelės sričių rašte, iš kurio galima visiškai atgaminti pradinį trimatį vaizdą. Šis vizualus triukas panaudoja tai, kad trimačio vaizdo suvokimui pakanka turėti tik kūnų paviršius.

Ar galima holografinį principą pritaikyti visai Visatai? Tikroji Visata yra keturmatė, nes apima ir laiką. Kokį paviršių turėtume naudoti šiuo atveju?

Pradžioje reiktų patyrinėti paprastesnį modelį nei mūsų Visata… Paimkime vadinamuosius anti-de Sitter erdvėlaikius. Pirmąkart de Sitter visatos modelį 1917 m. pasiūlė olandų astronomas Willem de Sitter'is – kaip galimą Einšteino lygčių sprendinį. Jame naudojama ir atostūmio jėga vadinama kosmologine konstanta. De Sitter erdvėlaikis yra tuščias, greitėjančiai besiplečiantis ir labai simetriškas. Astronomai 1997 m., tirdami tolimus supernovų sprogimus, nusprendė, kad mūsų Visata plečiasi su pagreičiu ir, tikriausiai, ateityje taps panaši į de Sitter erdvėlaikį. Jei atostūmio jėgą Einšteino lygtyse pakeistume jį traukos, gautume anti-de Sitter erdvėlaikį, kuris tokiu pat lygiu būtų simetrinis. O iš holografinės koncepcijos taško jis, „kažkur begalybėje“, turi kraštą ir savo principais artimas mūsų erdvėlaikiui.

Remdamiesi šiuo modeliu, teoretikai sukonstravo pavyzdį: superstygų teorija aprašoma visata anti-de Sitter erdvėlaikyje visiškai atitinka kvantinio lauko, veikiančio ant to erdvėlaikio krašto, teoriją. Pirmasis tokį sąryšį penkiamačiam anti-de Sitter atvejui 1997 m. suformavo Juan Maldaena, o vėliau patvirtino Edward Witten'as, Steven S. Gubser'as, Igor R. Klebanovas ir Aleksandras Poliakovas. Šiuo metu tokie pavyzdžiai sukonstruoti daugeliui matavimų.

Tai rodo, kad dvi visiškai skirtingos teorijos yra ekvivalenčios. Būtybės, gyvenančios vienoje šių visatų, negali nustatyti, ar jos gyvena penkiamatėje superstygų aprašomoje visatoje ar keturmatėje kvantinio lauko teorijos aprašomoje visatoje. Holografinis tapatumas leidžia sudėtingus skaičiavimus keturmačiame erdvėlaikyje (pvz., kvarkų ir gliuonų elgsenos) pakeisti paprastesniais skaičiavimas simetriškame penkiamačiame anti-de Sitter erdvėlaikyje. E. Witten'as parodė, kad juodoji skylė anti-de Sitter erdvėlaikyje atitinka karštajam spinduliavimui alternatyvioje fizikoje paribio erdvėlaikyje. Tad paslaptingoji juodųjų skylių entropija yra tapati įprastiniai spinduliavimo entropijai.

Tačiau jūsų reali Visata artimesnė vadinamajai Friedmann-Robertson-Walker (FRW) visatai, kuri begalinė, be ribų ir amžinai besiplečianti. Šiuo atveju holografinis principas yra neišlaikomas. Tačiau 1999 m. Raphael Bousso pasiūlė modifikuotą holografinį kraštą. Paimkime bet kurį dvimatį paviršių – nesvarbu, ar uždarą kaip sfera ar atdarą kaip popieriaus lapas. Įsivaizduokime statmenai nuo jo vienos pusės viso ploto sklindančią šviesą. Vienintelis reikalavimas, kad spinduliai susikirstų viename taške. Šviesa, sklindanti nuo vidinio sferos paviršiaus tenkina šią sąlygą. Tada Bousso išvedė, kad materijos ir spinduliavimo entropija (iki spinduliams susikertant) negali viršyti paviršiumi išreikštos entropijos (ketvirčiu ploto, išmatuoto Planko konstantos kvadratais). Bousso koncepcija kalba daugiau ne apie tam tikros srities entropiją vienu kartu, o apie entropijų sumą daugeliu kartų – „apšviestų“ spindulių, sklindančių nuo paviršiaus.

Buvo pasiūlyta ir daugelis kitų holografinio pakraščio variantų. Tai rodo, kad 50 m. vyravęs požiūris, kad lauko teorija yra galutinis žodis, turi pasikeisti. Laukai, kaip ir superstygos, leidžia begalinį laisvės laipsnį. Tuo tarpu holografija riboja laisvės laipsnius. Ji gali būti šaukliu tobulesnei teorijai.

Nacionalinės E. Fermi laboratorijos (Fermilab) mokslininkai 2016 m. paskelbė „Holometer“ eksperimento rezultatus – jiems nepavyko aptikti holografinės visatos požymių. Beje, visi matavimai buvo atliekami ties aparatūros tikslumo riba.
Buvo tikrinamos erdvės kvantinės fliuktuacijos tikintis, kad ji įdėta į aukštesnių matavimų erdvę. Panašiai, kaip lapo storis žymiai mažesnis už jo plotį ir aukštį, tiesiniai papildomo matavimo dydžiai sulyginami su ilgiu Planko masteliu, kuris 25 laipsniais mažesnis už vandenilio atomą.
Tokio mastelio ribose veikia kvantinės mechanikos dėsniai, o klasikinė fizika „neveža“. Atsirandantį kvantinį neapibrėžtumą erdvės svyravimuose ir pabandyta patikrinti su „Holometer“, kurį sudaro du interferometrai, patalpinti apie 40 m ilgio plieniniuose vamzdžiuose, kurių skersmuo per 15 cm. Lazeriai sukuria maždaug 1 kW galios spindulį, kuris nukreipiamas į šviesos skaidytuvą. Gautos interferencijos analizė leidžia daryti išvadas apie erdvės svyravimus (jos holografines savybes). Didžiausias sunkumas buvo pašalinti foninį spinduliavimą, kuris galėjo gerokai iškreipti rezultatus.

O gal vis tik?

Hologramos yra vaizdai, atrodantys trimačiais, tačiau sukurti dvimačių paviršių. Visatos atveju tai susiveda į idėją, kad tai, kas vyksta Visatoje, yra apibrėžta tuo, kas vyksta dvimačiame jos krašto lines on surface paviršiuje. Kostas Skenderis iš Southampton’o un-to, vienas naujos apžvalgos autorių (2017), teigia, kad turi patikimų įrodymų apie tai, kad Visata yra holografinė.

Kad geriau suprastume idėją, pažvelkime į piešinį. Tai apskrtimas su daugeliu linijų jame. Jos jungia apskritimo taškus. Tačiau linijos nusakymui nebūtina brėžti pačių linijų – pakankama nurodyti jos galų taškus. Net jei linijas stumdome, jų judėjimą galima nusakyti jų galų taškų pokyčiais.

Toji idėja neatsirado iš nieko – ji kilo nagrinėjant juodąsias skyles. Jos turi kraštą, kuris vadinamas jų horizontu. 8-me dešimtm. paaiškėjo, kad juodosios skylės turimas informacijos kiekis (tiksliau, jos entropija) gali būti nustatytas išmatuojant jos horizonto plotą.

Vėliau fizikai pradėjo spėti, kad tai teisinga ir įprastinėms erdvės sritims. 1997-ais šio klausimo tyrinėjimai įkvėpė Chuanas Maldakeną sukurti „žaislinę“ (matematinę) visatą, kuri būtų pilnai apibrėžiama savo kraštu. Ši visata irgi turi el. daleles, tačiau šios turi savo atitikmenis ant visatos krašto. Tad bet koks reiškinys tokioje visatoje gali būt apibrėžtas įvykiu ant jos krašto.

Tik čia reikia paminėti svarbią ypatybę – Maldakenos pasaulio krašto pasaulis aprašomas kvantinio lauko teorija. O juk ši neapima gravitacijos – o tai Maldakenos pasaulį daro dar patrauklesniu, mat vidinis „žaislinės“ visatos pasaulis neturi gravitacijos. Taigi, jame gravitacija kyla .... holografiškai.

Vis tik Maldakenos pasaulis labai skiriasi nuo mūsiškio. Tačiau fizikai ėmė kelti teorijas, kurias galima būtų taikyti mūsų pasauliui. Tokie modeliai išnagrinėti minėtoje apžvalgoje, kurį atliko Kosto Skenderio komanda. Ji tyrė, kaip holografiniai modeliai gali veikti mikrobanginį kosminį spinduliavimą – ir padarė išvadą, kad holografinis principas gali būti labai priimtinas jo paaiškinimui.

¹⁾ Robertas Kunas (Robert Lawrence Kuhn, g. 1944 m.) – verslo strategas, investicijų bankininkas ir viešas intelektualas, ilgalaikis Kinijos vyriausybės patarėjas. Jis yra TV serialo „Arčiau tiesos“ (nuo 2000 m. iki šiol) kūrėjas ir vedėjas; jame iškilūs mokslininkai ir filosofai aptardavo fundamentalius klausimus – ypač kosmoso, sąmonės ir religijos filosofijos temomis. Jo esė apie informaciją, laiką ir Visatą skelbtos space.com svetainėje.

²⁾ Džonas Leslis (John Andrew Leslie, g. 1940 m.) – Kanados filosofas. Jis specializavosi egzistencijos išaiškinimuose. Jo „Visatos“ (1989) - filosofinė daugybinių visatų teorijos apžvalga.

³⁾ Džordžas Geršvinas (George Gershwin, tikr. vardas Jacob Gershowitz, 1898-1937) - amerikiečių kompozitorius ir pianistas. Labiausiai jį išgarsino 1924 m. sukurta „Rapsodija bliuzo stiliuje“ – koncertas fortepijonui ir simfoniniam orkestrui bei miuziklas „Ponia, būk gera“. Kūriniuose derino afroamerikietiško džiazą ir europietišką muziką. 1935 m. sukūrė reikšmingiausią realistinį kūrinį scenai – „Porgis ir Besė“, tapusį nacionaline amerikiečių opera.

⁴⁾ Nikas Bostromas (Niklas Boström, g. 1973 m.) – švedų filosofas, Oksfordo un-to profesorius. Žinomas darbais apie antropinį principą ir rizikas, susijusias su super-protingu dirbtiniu intelektu. Dažnai pasirodo medijoje aptariant transhumanizmo klausimus. 2004 m. kartu su Dž. Hjuzu įsteigė Etikos ir naujųjų technologijų inst-tą. Taip pat yra Būsimos žmonijos int-to (Oksfordo un-te) direktoriumi. Parašė knygas „Antropinis šališkumas: stebėjimo pasirinkimo efektai moksle ir filosofijoje“ (2002) ir „Superprotas: keliai, pavojai, strategijos“ (2014) ir kt.

⁴⁾ Suzana Šneider (Susan Lynn Schneider) - amerikiečių filosofė ir specialistė dirbtinio intelekto (DI) srityje. Ji rašo apie mąstymo ir savasties filosofinę prigimtį – apie gyvenimo ir asmens prigimtį, etiką, metafiziką, panpsichizmą ir iškylantį erdvėlaikį. Knygoje „Dirbtinis aš: DI ir mąstymo ateitis“ (2019) aptaria įvairias DI ir sąmonės teorijas bei DI etinę, filosofinę ir mokslinę įtaką žmonijai – būtinai pakeičiant proto sampratą. Astrobiologijos srityje ji teigia, kad dauguma sutiktų protingų nežemiečių bus „post-biologinės prigimties“.

⁵⁾ Romanas Jampolskis (g. 1979 m.) - latvių kompiuterininkas Liuisvilio un-te, geriausiai žinomas darbais dirbtinio intelekto (DI) saugumo ir kibersaugumo srityse. Jis įspėja dėl pažangaus DI keliamos egzistencinės rizikos, todėl 2018-iais pasiūlė į potencialia pavojingus DI taikymus įtraukti jų „Achilo kulnus“, pvz., draudimą modifikuoti savo kodą. Kitu pasiūlymu yra „saugios mąstysenos“ taikymas geriau įvertinant saugumo mechanizmus. O ir šiaip siūlo pristabdyti DI plėtrą, nes laiko nesąmone, kad bus valdyti dirbtinį protą – tai lyg įsivaizdavimas, kad skruzdė gali valdyti amerikietiško futbolo mačo eigą. Parašė kelias knygas, tame tarpe „Dirbtinis superprotas: futuristinis požiūris“ (2015), „DI: nepaaiškinamas, nenuspėjamas, nevaldomas“ (2024) ir kt.

⁶⁾ Melvinas Vopsonas (Melvin Vopson, anksčiau iki 2010 m. vadinosi Marian Vopsaroiu) - vengrų kilmės amerikiečių fizikas. Jo didžiausiais indėliais yra kieto kūno būsenos spalvų efektų, plono sluoksnio technologijų, multiferoidinių medžiagų, informacinės fizikos ir kitose srityse. Dabartiniai jo tyrimai nukreipti į taikomosios ir fundamentaliosios fizikos eksperimentines ir teorines studijas, spalvų efektus, informacinę fiziką...

⁷⁾ Rolfas Landaueris (Rolf William Landauer, 1927-1999) – žydų iš Vokietijos kilmės amerikiečių fizikas, pasižymėjęs indėliu į įvairias informacijos apdorojimo termodinamikos sritis, kondensuotos medžiagos fiziką ir nesutvarkytų sistemų laidumą. Į JAV emigravo 1938 m. Harvarde 1950 m. gavęs daktaro laipsnį, pora metų dirbo NASA, o tada didesnę gyvenimo dalį dirbo IBM tyrimų centre, pradžioje su puslaidininkiais. Nuo 1969 m. didesnė jo tyrinėjimų dalis buvo susijusi su informacijos teorija ir jos taikymais. 1961 m. suformavo (vadinamą jo vardu) principą, kad bet kurios neatstatomos loginės operacijos su informacija metu entropija didėja ir atitinkamas energijos kiekis išsisklaido šilumos pavidalu.