فضا-زمان را فراموش کنید: کیهان می‌تواند از اطلاعات درست شده باشد

بیگ بنگ: رابرت لارنس کوهن، سازنده، نویسنده و مجری مجموعه تلویزیونی نزدیک‌تر به حقیقت(Closer to Truth) به کمک متفکران پیشگام جهان به کاوش عمیق ترین سوالات بشر می پردازد. یکی از پرسش های اساسی این است که ساختار سازنده‌ی کیهان چه چیزهایی هستند؟ اتم‌ها، ذرات، انرژی، جرم؟ مکانیک کوانتوم، نیروها، میدان‌ها؟ فضا و زمان؟ ریسمان‌های بسیار کوچک یا ابعاد زیاد؟ و یا اطلاعات…

به گزارش بیگ بنگ، نامزد جدید ما اطلاعات است و بعضی از دانشمندان ادعا می‌کنند که اطلاعات٬ اساس واقعیت است. یکی از آخرین فیزیکدانان برجسته، جان آرچیبالد ویلر این ایده را به عنوان «آن از بیت»(It from bit) توصیف کرده که کلمه‌ی آن(It) به معنی تمام موادی که در جهان وجود دارد و بیت( bit) هم به معنی اطلاعات است. اینکه اطلاعات در حال تغییر جامعه‌ی ماست چیز جدیدی نیست ولی چیز جدید این است که اطلاعات در حال تغییر علم ماست. بنابراین، این سوال پیش می‌آید که چطور «اطلاعات» را درک کنیم، عبارتی مرسوم که معنی فنی یا علمی آن می‌تواند گیج کننده باشد.

اطلاعات معانی مختلفی دارد: حقایق یا دانش(چیزهایی که یک نفر می‌تواند یاد بگیرد)؛ واحد اندازه‌گیری تفاوت یا شگفت‌زدگی(اینکه چقدر یک نفر می‌تواند یاد بگیرد)؛ یکی از دو حالت مخالف(روشن ـ خاموش٬ بله ـ نه، یک ـ صفر)؛ شرح ریاضیاتی یک سیستم ارتباطی، محتوای محاسبات: حالت در هم تنیدگی کوانتومی(ایجاد نیروی وسیع محاسباتی) و  قدرت توضیح و احتمالا علت. خب سوال اصلی این است: آیا اطلاعات اجزاء تشکیل دهنده‌ی نهایی‌ای است که از آن کیهان تشکیل شده است؟ من در ابتدا به عنوان یک شکاک وارد ماجرا شدم. اطلاعات به عنوان واقعیت(حقیقت) به نظر خیلی عجیب و مد روز است.

اما فیزیکدان، پائول دیویس و سرپرست وب‌گاه BEYOND: The Center for Fundamental Concepts in Science در دانشگاه ایالت آریزونا این سوال را اینطور مطرح می‌کند:« از نظر تاریخی، ماده در پایین‌ترین زنجیره‌ی توضیح و تبیین قرار داشته است و اطلاعات به نوعی یک مشتق فرعی از آن بوده است.» او اضافه کرد:« حداقل در میان گروه کوچکی از فیزیکدانان، علاقه‌ی رو به افزایشی وجود دارد که این موضوع را برعکس کرده و بگویند شاید در بنیادی‌ترین سطح، جهان از اطلاعات و پردازش اطلاعات درست شده و این ماده است که به عنوان مفهومی فرعی از آن پدیدار می‌شود.»

جهان نوشته شده در اعداد دودویی( اعداد ۰ و ۱)

ست لوید، پرفسور دانشگاه ام آی تی که متخصص اطلاعات کوانتومی است با تشبیه جهان به یک کامپیوتر از این ایده دفاع می‌کند و آن را اینطور توصیف می‌کند:« سیستمی فیزیکی که اطلاعات را به بیت‌ها تبدیل کرده و آن بیت‌ها را در یک روش سیستماتیک به کار می‌گیرد.» او توضیح می‌دهد که الکترون‌ها چرخشی دارند که توسط قوانین مکانیک کوانتوم توصیف می‌شوند: چرخیدن به سمت بالا یا پایین ــــ ویژگی‌های دودویی یکسانی مثل بیت‌های کامپیوتر. بنابراین لوید می‌گوید در بنیادی‌ترین سطح، جهان از اطلاعات تشکیل شده است و تمام ذرات بنیادی اطلاعات حمل می‌کنند.

لوید می‌پرسد« خب جهان چیست؟ جهان سیستمی فیزیکی است که حاوی اطلاعات است و آن را در روشی سیستماتیک پردازش می‌کند و اینکه می‌تواند هر کاری که یک کامپیوتر قابلیت آن را دارد انجام بدهد.» در نظر لوید، اطلاعات تنها روشی برای درک یا رسیدن به این موضوع که چطور جهان کار می‌کند نیست بلکه اساسی‌ترین روش برای عملکرد آن است. او جهان را مثل یک کامپیوتر که به عنوان اصطلاحی توضیحی و تبیینی است نمی‌بیند بلکه در واقع جهان به عنوان حقیقتی علمی، یک کامپیوتر است. به همین صورت، او ادعا می‌کند که تمام تغییرات جهان « قابل محاسبه» هستند.

این ادعا بسیار بزرگ و شگفت‌آور است. برای رافائل بوسو، نظریه‌پرداز ریسمان در دانشگاه کالیفرنیا، اطلاعات تنها ابزار اندازه‌گیری نیست بلکه اجزاء سازنده‌ی عمده و اصلی از اتفاقاتی است که در جهان می‌افتد. بوسو می‌گوید اطلاعات٬ زیاد شبیه « مدل سازی این سیستم» نیست بلکه خود سیستم است. او اظهار داشت واقعیت کار نخواهد کرد مگر این‌که اطلاعات به نوعی واقعی باشد.

لوید می‌گوید:« به امواج اقیانوس فکر کنید که به ساحل برخورد می‌کنند. تمام مولکول‌های آب، با پیکربندی خو،٬ با چرخش خود، با موقعیت خود نسبت به مولکول‌های آب دیگر، بیت‌های اطلاعات را حمل می‌کنند و سپس هر جایی که دو مولکول آب با هم برخورد کنند، با پردازش آن بیت اطلاعات تغییر خواهند کرد.» او می‌گوید به هر مولکول آب اساسا به این عنوان فکر کنید که به بقیه‌ی مولکول‌های آب یاد می‌دهند چه کار کنند. بی‌شمار مولکول آب را که با یکدیگر بر همکنش دارند ترکیب کنید و یک موج خواهید داشت. در حالی که توافق عمومی وجود دارد که اطلاعات نقشی را در تمام اتفاقاتی که در کیهان می‌افتند ایفاء می‌کند ولی هنوز هم عده‌ی کمی از دانشمندان عقیده دارند که اطلاعات بنیادی‌تر از فیزیک است.

فیزیکدان، استیون ولفار،٬ موسس وب‌گاه ریاضیات و ولفارم آلفا(Mathematica and Wolfram Alpha) اطلاعات را « برجسته‌ترین اتفاق زمان ما» می‌نامد و ادعا کرد که « قوانین ساده… چیزی را تولید می‌کنند که ما در طبیعت می‌بینیم.» او اطلاعات را « بازنمایی نهایی جهان ما» نسبت به « قوانین ساده» که « به صورت بنیادی حکمفرماست» و « بهترین تصور نسبت به محاسبه» را دارد توصیف کرد. اگرچه او می‌گوید قوانین ساده می‌توانند بنیادی‌تر از ریاضیات باشند. این موضوع که هر الکترونی که از یک برنامه‌ی جسم‌گرا با برنامه‌ی دیگری بر همکنش داشته باشد « درست نیست.» ولفارم می‌گوید:« تشخیص تفاوت بین مدل‌ها و واقعیت بسیار مهم است و  ما نباید تصور کنیم که روش واقعی‌ای که جهان با آن کار می‌کند توسط برنامه‌های مشابهی عمل می‌کند که در هر ذره اجرا می‌شود.»

ادعاهای فوق‌العاده نیازمند شواهد فوق‌العاده است

برای آلن گوت، یکی از بنیان‌گذاران کیهان‌شناسی امروزی و فیزیکدان نظری و کیهان‌شناس دانشگاه ام آی تی، تفکر اطلاعات بعنوان بنیان جهان حداقل فعلا متقاعد کننده نیست. گوت می‌گوید:« توجیهی برای این ادعا نمی‌بینم. اگرچه شاید در آینده متقاعد شوم. مگر اینکه آن بیت‌ها کار متفاوتی نسبت به فیزیک انجام بدهند وگرنه واقعا سوالی را در اینجا نمی‌بینم. اگر دو جسم معادل یا مشابه هستند فکر نمی‌کنم هیچ روش معتبری وجود داشته باشد تا بتوان درباره‌ی این‌که کدام بنیادی‌تر است صحبت کرد و من هر دوی آنها را معادل می‌بینم.»

من از روش متعادل گوت که ماده- انرژی و اطلاعات را تقریبا یک چیز توصیف می‌کند خوشم آمد. نسبتا به این دلیل است که او می‌تواند این احتمال را که جهان ما می‌تواند یک شبیه‌سازی باشد و روی یک نوع کامپیوتر کیهانی اجرا می‌شود را در نظر بگیرد. موافقم. اگر اطلاعات٬ بنیادی است و جهان اساسا یک کامپیوتر باشد آن‌ وقت حداقل باید به طور نظری و کلی، امکان‌پذیر و عملی باشد تا کل جهان‌ها را بر روی ابرکامپیوترهای آینده شبیه‌سازی کنیم. از اینرو، ما الان نمی‌توانیم احتمال شبیه‌سازی بودن جهان‌مان را رد کنیم.

یک پی‌آمد دیگر هم وجود دارد. یک جهان شبیه‌سازی شده که کاملا شبیه ما شکل گرفته است تقلیل‌گرایی را تایید خواهد کرد: ایده‌ای که می‌گوید همه‌چیز، حتی آگاهی انسان و حتی اتفاقات دیجیتال را می‌توان به فیزیک تقلیل داد. (شخصا فکر می‌کنم احتمال این نتیجه زیاد نیست و آگاهی را تجربه‌ای درونی که کاملا توسط فیزیک بنیادی توضیح داده شود نمی‌بینم٬ اگرچه این بحث را به بعد موکول می‌کنم.)

آیا اصلا می‌شود این نظریات که به اطلاعات،جایگاه خاص خود( هرچند نظری و گاهی حتی عجیب) را می‌دهند آزمایش کرد؟ حتی اگر جهان یک شبیه‌سازی باشد، شبیه‌سازی‌ها هیچ‌وقت بی‌نقص نیستند،‌ بنابراین شاید این احتمال وجود داشته باشد با سطح دقتی فوق‌العاده، در اندازه‌گیرهای فیزیکی مثل تغییرات آهسته در ثابت‌های اصلی( مثل سرعت نور)، عدم وضو،٬ اشتباهات جزئی و یا خطا را تشخیص داد.

اگر اطلاعات بنیادی باشند، باید روش‌هایی برای استفاده از اطلاعات برای بهبود بخشیدن به مدل استاندارد فیزیک بنیادی وجود داشته باشد که اگرچه تا به حال خیلی موفق بوده ولی چند پارامتر آزاد بدون اثبات دارد که پایه‌ریز انسجام موضوع هستند. باقی آزمایش‌های ممکن اطلاعات به عنوان پایه و اساس جهان می‌تواند شامل تایید این نظریه باشد که جهان مثل یک هولوگرام( یک تصویر سه بعدی که از منبعی ۲ بعدی پخش می‌شود) است و اینکه فضا صاف، هموار و پیوسته نیست بلکه (مثل اطلاعات) شبکه‌ای و گسسته است. بنابراین این سوال بسیار مهمی است: آیا در زنجیره‌ی بسیار بزرگ هستی، اطلاعات سنگ بنا و اساس محسوب می‌شود؟

ترجمه: امیرحسین سلیمانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: space.com

image_pdfimage_print
(23 نفر , میانگین : 4٫65 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=66192
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۶ پاسخ‌ها

  1. Mhd گفت:

    جهان حاوی اطلاعات هست ولی مطلق اطلاعات نیست به این دلیل که اولا باید اطلاعات فضایی برای ذخیره سازی داشته باشند ، مثل هارد کامپیوتر که خود هارد جز اطلاعات کامپیوتر محسوب نمیشود بنابراین فضای ذخیره سازی اطلاعات جدای از خود اطلاعات است. دوم اینکه اطلاعات باید پردازش شوند و اطلاعات با خود اطلاعات که پردازش نمیشوند بلکه نیاز به پردازنده دارند. سوم اینکه نتایج ماحصل از اطلاعات باید توسط موجود هوشمندی استفاده شوند تا مفهوم اطلاعات پدید آید ، آیا اگر خودآگاهی انسان و آگاهیش نسبت به اطرافش نبود چیزی به اسم اطلاعات پدید می آمد. آنچه که آنرا اطلاعات مینامیم ، برداشت و توصیف ما از دنیای اطراف ما میباشد و نه عین دنیا حقیقی بیرون و نباید مفاهیم خلق شده توسط ذهن را عین حقیقت دانست. و در آخر اینکه اطلاعات به تنهایی بیانگر چیزی نمیباشند مانند مشتی بیت در یک هارد که تا تبدیل به مثلا صوت و تصویر یا متن و هر خروجی دیگری نشوند فاقد مفهوم هستند سوالی که هست اینست که سازنده مفهوم از اطلاعات چه کسی میباشد و چه طور میشود که با یک مشت اعداد ریاضی مفاهیم بینهایت وسیعی و اشیا فیزیکی و احساسات مختلف مانند فضا و یا زمان انرژی و ماده تلخ و شیرین سفت و نرم ، درد و لذت ، سرخ و سبز ، موسیقی و الکترون و غیره پدید آیند. خود اعداد هم مفهوم ذهنی هستند منظور این فیزیکدانان از اطلاعات چیست خدا داند.

    • مجتبی گفت:

      امثال شما قبلا هم بوده ، همونا که میگفتن زمین مرکز جهانه یا میگفتن مگه میشه زمین گرد باشه اگر گرد باشه از روش میوفتیم! قوانین اسمش روشه قانون، یعنی توسط ما وضع شده که سراسر تاریخ بشریت دچار اشتباه میشده، درسته بعضی قوانین رو نمیشه تغییر داد مثل جمع دو با دو ولی خیلی قوانین توی هستی با نظریات یکی که اطلاعاتش در حد بقیه انسانهاست تایید شده، شما نمیتونی تصور کنی اطلاعات وجود داشته باشه ولی فضایی برای ذخیره نداشته باشه ولی به این که فضاش همین هستیه توجه نمیکنید، شما صحبتت بر اساس آموخته هاته که میگی اطلاعات باید پردازش بشه توسط پردازشگر ولی این فقط قوانین انسانهای روی زمینه نه قوانین هستی، تصور اینکه میفرمایید ذهن ما دنیارو میسازه جالبه چون یعنی اگر شما چشمت رو ببندی من و دیگران نباید وجود داشته باشیم و الان این کامنت ساخته ذهن شماست که داره بهت جواب میده ولی باور کن این اشتباهه ،
      دنیا میتونه خیلی چیزا باشه که حتی قادر به تخیلشم نیستیم، میشه کل محدوده بیگ بنگ توی یه قطره بارون باشه میشه کل هستی توی یه ملوکول یه برگ گل باشه یا میتونه اطلاعات باشه همونقدر که میتونه ساخته ذهن یک نفر باشه ولی ما با قوانین وضعیمون خودمونو محدود کردیم و جلوی مغزمونو گرفتیم که نتونه تحلیل کنه هستی رو ، تا وقتی بگیم بالاتر از سرعت نور وجود نداره تا وقتی بگیم هرعملی را عکس العملیست تا وقتی بگیم قانون بقا انرژی ، یعنی هیچی از هستی نمیدونیم، فرض کن یه آدم وجود داشته باشه ارتفاغ کف سرش تا کف پاش چند میلیارد سال نوری باشه، یک قدم که برداره برای ما میلیونها سال نوریه ولی برای خودش چی؟ برای اون کسری از ثانیه هست، پی اینجا قانون سرعت نور و همچنین زمان نقض میشه و باید قوانین رو بر اساس بزرگی نوشت ، از این مثالها زیاده و اکثر قوانین وضعی ما که یکیشم همین زمان هست عملا بی استفاله و باعث گمراهی بشره چون زمان یه موضوع ثابت نیست و برای ساکن زمین و همین فرد عظیم الجثه که مثال زدم کاملا متفاوته و با هر قدم برداشتن اون هزاران نسل روی زمین اومده و زندگی کرده و رفته ، اگر غلط املایی دارم ببخشید با تبلته نمیشه برگشت ویرایش کرد

      • Mhd گفت:

        پس شما بر مبنای حرفی که گفتی بهتره که دیگه چیزی نگی. وقتی اصول مسلم فیزیک رو میتونی با تخیلاتت به این راحتی نادیده بگیری در تخیل شما چیز های زیادی وجود داره که میتونه به عنوان مبنا برای اندیشه شما عمل کنه ، مگه یه دو دوتا چهارتای ریاضی چقدر مبهمه که شما اینهمه براش فلسفه بافی میکنی معلومه که اصلا نه این مقاله رو درست فهمیدی و نه مفهوم اطلاعات رو پس ابتدا تا چیزی رو درست نفهمیدی لطفا در موردش اظهار نظر نکن.

        • مجتبی گفت:

          دوست عزیز همین اصول مسلم فیزیک که ازش نام میبرید اصولی هست که فقط برای بشر و در شرایط یکسان کاربرد داره و قراردادی هست و دلیلی نداره که برای مثال همه جا سرعت نور یکسان باشه بلکه به اندازه یا حجم بستگی داره. قبول دارم حرفهایی زدم که برای شما و قشر عظیمی از بشر ادراکش سخته ولی این مشکل من نیست. مطمئن باشید در مورد اطلاعات و ریاضی و فیزیک و سایر علوم به قدر کافی شناخت دارم و نیازی به تایید یا عدم تائید شما وجود نداره. متاسفانه در همین بحث کاملا مشخصه که یک انسان نمیتونه از قوانین وضعی خودش دل بکنه و میخواد به هر ترتیبی که شده درست بودن اونا رو قبول کنه . یک بار دیگه کامنت قبلی رو بخون لطفا. شما میفرمایید اگر خودآگاهی انسان و آگاهیش نسبت به اطرافش نبود چیزی به اسم اطلاعات پدید نمی آمد! اطلاعات از دید شما یعنی دانش ولی اطلاعات از دید دانشمندان تعریف دیگری دارد. انسان با آگاهی از پیرامونش و کسب اطلاعات موجود دانش کسب میکنه ولی انسان اگر هم نباشه اطلاعات هست ولی دانش انسانی نیست . امواج دریا اطلاعات رو منتقل میکنن و هر مولکول آب همه با هم وقتی اطلاعات خود رو منتقل میکنند موج شکل میگیره . اینجا اطلاعات یعنی اجزا سازنده هستی که همگی با هم ارتباط دارند و در صورت اختلال در یکی از اجزا . روی کل هستی تاثیر میزاره پس این اطلاعاته. توی دومینو وقتی یکی از قطعه ها روی دیگری میوفته در واقع داره اطلاعات محرک قبلی رو به دومینوی بعدی منتقل میکنه . فکر میکنم این مثالها کافی باشه

  2. هارپ گفت:

    توی جهان هلوگرافیک و شبیه سازی شده به ظاهر سه بعدی اما در حقیقت دارای ابعاد بیشتر تو دل این جهان به ظاهر سه بعدی هستیم و داریم زندگی میکنیم

  3. Mhd گفت:

    با سلام مجدد میشه بگید اطلاعات از دید دانشمندانی که مدعی هستید چه مفهومی دارد. تا جایی که من اطلاع دارم اطلاعات با آنتروپی همبستگی دارد اطلاعات محملی برای ایجاد میخواهد اطلاعات یک مفهوم توصیفی است که بیانگر میزان نامحتمل بودن یک وضعیت در یک سیستم میباشد ، هرچه که یک وضعیت در یک سیستم نامحتمل تر باشد میزان اطلاعات بیانگر آن وضعیت بیشتر است ، اما در مورد ذهن ، من روی حرفم مصرم و مطمئنم ذهن بشری نقش بسیار عظیمی در طبیعت بازی میکند بدون آگاهی بشری دنیای توصیفی توسط او نیز وجود نخواهد داشت آنچه که ما با ذهن خود درک میکنیم درست است که محرکی در بیرون متناظر با آن وجود دارد که البته اینرا هم نمیتوان اثبات نمود ولی وجدانا میتوان به آن باورمند بود ولی نمیتوان ادعا نمود که دقیقا عین آنچه در بیرون است در ذهن ما هم پدید می آید و بنابراین آنچه که اسمش را طبیعت گذاشته ایم و مفاهیمی چون فضا زمان ، ذره و موج ، و سایر مفاهیم توصیفگر این طبیعت اقتضای ذهن بشری است و نه بیانگر حقیقت اصلی بیرونی و حتی نمیتوان بیرون را هم از درون که همان ذهن است جدا دانست ، هر چند که من ادعا نمیکنم که ذهن انسانی سازنده طبیعت است و یا طبیعت را کنترل میکند ولی باور دارم که ذهن انسانی جدای از طبیعت نیست و در عین حال وجود آن برای موجودیت طبیعت هم حیاتی است که نشان دهنده همبستگی متقابل ذهن با طبیعت است. در مقاله مزبور ادعا شده است که فضا زمان هم خود اطلاعات است در حالی که اطلاعات مفهومی توصیفی است نه یک موجودیت فیزیکی که اگر فرض کنم که اطلاعات تنها موجودیت فیزیکی است و از آنجایی که اطلاعات باید توسط موجود آگاه تفسیر و معنا شوند که موجودیت های فیزیکی ظاهری دیگر چون فضا زمان و غیره از آنها حاصل آید بازهم ذهن بشری که همان پردازنده مد نظر من است مقدم بر قوانین ظاهری فیزیک خواهد شد. حالا شما که میگویید از ریاضیات و اطلاعات به اندازه کافی دانش دارید و منظور دانشمندان را فهمیده اید بفرمایید که منظور فیزیکدانان مذکور در این مقاله از اطلاعات چه میباشد. نمیشود از مبانی یک نظریه ریاضی به نتایجی رسید که که آن مبانی را نقض کند که اگر چنین شد آن نظریه ریاضی ناسازگار است و آنچه که من بیان کردم توضیح این ناسازگاری است

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *