Czas nie istnieje? Stephen Wolfram: „Wszechświat to jeden wielki komputer”

Czym jest czas? Stephen Wolfram, fizyk i twórca Mathematici, nie owija w bawełnę: „To nieredukowalne przeprowadzanie obliczeń”. W niedawnym wywiadzie dla New Scientist przekonuje, że cały wszechświat działa jak gigantyczny komputer, a płynięcie czasu to nic innego jak kolejne kroki w nieustannym przetwarzaniu danych.

Kosmiczny flipbook

→ Czytaj też: Fizycy słuchają muzyki wszechświata. Co usłyszą?

Wolfram proponuje, by wyobrazić sobie wszechświat jako serię następujących po sobie stanów, podobnie jak obrazy w książeczce animacyjnej. Każdy stan wynika z poprzedniego według ściśle określonych reguł – dokładnie tak, jak działa program komputerowy. Różnica polega na tym, że reguły te nie są zapisane w żadnym kodzie, lecz stanowią fundamentalną tkankę rzeczywistości.

„To, co postrzegamy jako czas, to nasze doświadczenie procesu obliczania przez wszechświat kolejnych stanów” – tłumaczy Wolfram. Z pozoru brzmi to prosto, ale diabeł tkwi w szczegółach. Dlaczego nie możemy po prostu przeskoczyć do obrazka numer tysiąc i poznać przyszłości?

Obliczeniowa nieprzewidywalność

→ Czytaj też: Odkryto galaktyki z mackami. Siegają miliardów lat świetlnych – jak wpłyną na Ziemię?

Odpowiedzią jest zjawisko, które Wolfram nazywa obliczeniową nieredukowalnością. W tradycyjnej fizyce często da się wyprowadzić wzór, który pozwala przewidzieć stan układu w dowolnym momencie bez symulowania każdego kroku po drodze. Wystarczy podstawić zmienną czasu t do równania i gotowe.

W układach obliczeniowych jest inaczej. „Często jedynym sposobem, aby dowiedzieć się, co się stanie po dużej liczbie kroków, jest po prostu wykonanie każdego z tych kroków” – wyjaśnia fizyk. Nie ma skrótów. Aby poznać 1200. cyfrę liczby pi, trzeba najpierw obliczyć pierwsze 1199. Podobnie wszechświat, by dotrzeć do chwili obecnej, musiał przetworzyć każdy wcześniejszy moment.

Schody w ciemności

Redaktorka New Scientist zaproponowała metaforę wchodzenia po schodach po omacku. Wolfram przyjął ją z entuzjazmem, ale dodał istotny szczegół: „To tak, jakby schody były całkowicie nieprzewidywalne”. W prawdziwym świecie schody są regularne, dlatego bezpiecznie po nich stąpamy. Gdyby każdy stopień miał inną wysokość i nie dało się ich z góry poznać, wspinaczka stałaby się powolnym, skupionym procesem.

Dokładnie tak działa czas. Nie możemy przeskoczyć ani jednego kroku. „Nie da się wyprzedzić wszechświata, będąc jego częścią” – podkreśla Wolfram. Każdy komputer, który moglibyśmy zbudować, składa się z tych samych składników co wszechświat, więc nigdy nie będzie działał szybciej niż sama rzeczywistość.

Wolna wola w zdeterminowanym świecie

Tu pojawia się pytanie o wolną wolę. Jeśli każdy kolejny stan jest sztywno wyznaczony przez poprzedni, czy nasze decyzje są tylko złudzeniem? Wolfram twierdzi, że obliczeniowa nieredukowalność ratuje nas przed takim fatalizmem. Skoro nie można wyliczyć przyszłości bez przeżycia całego ciągu zdarzeń, to z punktu widzenia obserwatora – czyli nas – przyszłość jest całkowicie otwarta.

„Aby zobaczyć, co się wydarzy, trzeba tego doświadczyć” – mówi. Innymi słowy, nawet jeśli wszechświat działa jak deterministyczna maszyna, my i tak musimy przejść przez każdy jej etap. To nadaje naszym wyborom realną wartość, a linię czasu czyni nieredukowalną.

Projekt Wolfram Physics od lat dzieli środowisko naukowe, jednak rozmowa z fizykiem odsłania fascynującą perspektywę: czas może być największym obliczeniem, jakie kiedykolwiek powstało. I póki co, nie mamy innego wyjścia, jak tylko wspinać się po tych schodach w ciemności.