Джордж Эллис - Далекое будущее Вселенной Эсхатология в космической перспективе

Но есть и третья возможность: может быть, обработка информации в нашем мозгу происходит с помощью квантовых процессов и наш мозг — квантовый компьютер. Мы знаем, что квантовые компьютеры в принципе возможны и что в принципе они должны быть мощнее цифровых компьютеров. Но мы не умеем создавать квантовые компьютеры, и ничто не указывает на то, что квантовый компьютер находится у нас в мозгу. Поскольку о квантовых компьютерах мы знаем крайне мало, ни я, ни Краусс и Старкман не учитываем эту возможность в наших рассуждениях. Мы обсуждаем возможности жизни, организованной по цифровому или аналоговому принципу — двум типам обработки информации, которые нам более или менее понятны.

Теперь, прежде чем посвятить вас в детали нашего с Крауссом и Старкманом спора, позвольте мне изложить заключение. Заключение состоит в том, что они правы: жизнь не может существовать вечно, если это цифровая жизнь, но и я прав: жизнь может существовать вечно, если это жизнь аналоговая. Это неожиданное заключение. В развитии наших технологий в последние пятьдесят лет аналоговые устройства, такие, как проигрыватель грампластинок или логарифмическая линейка, кажутся примитивными и хрупкими, а цифровые — куда более удобными и надежными. В современной высокоинформационной экономике постоянно побеждают цифры. Поэтому неожиданно обнаружить, что при самых общих условиях аналоговая жизнь имеет больше шансов на выживание, чем цифровая. Точнее говоря, законы физики и информационной теории запрещают выживание цифровой жизни, но разрешают выживание аналоговой. Возможно, это означает, что, когда для нас придет время адаптироваться к холодной вселенной и оставить экстравагантные плотские привычки, мы не станем загружать свой разум в кремниевые чипы компьютерного центра, а перенесем его в черные облака, парящие в пространстве. Если бы мне дали выбирать, я бы, конечно, выбрал черное облако.

Превосходство аналоговой жизни не столь удивительно для тех, кто знаком с математической теорией вычислимых чисел и вычислимых функций. Двадцать лет назад Мэриан Пур–Эл и Ян Ричарде, двое математиков из Миннесотского университета, доказали теорему, математически точно утверждающую, что аналоговые компьютеры мощнее цифровых [10]. Они привели примеры чисел, невычислимых цифровыми компьютерами, но вычислимых аналоговыми компьютерами того же типа. Основное различие между цифровым и аналоговым компьютером в том, что аналоговый компьютер работает напрямую с непрерывными переменными, а цифровой компьютер — только с дискретными переменными. Наши современные цифровые компьютеры работают только с нулями и единицами. Их аналоговый компьютер — это классическое поле, простертое сквозь пространство и время и подчиняющееся линейному волновому уравнению. Классическое электромагнитное поле, подчиняющееся уравнениям Максвелла, вполне подходит. Пур–Эл и Ричардс показывают, что поле может быть сфокусировано в той или иной точке таким образом, что его напряженность в этой точке невычислима с помощью цифрового компьютера, но может быть измерена простым аналоговым устройством. Разумеется, их воображаемая ситуация не имеет ничего общего с биологической информацией. Теорема Пур — Эла — Ричардса не доказывает, что аналоговая жизнь имеет больше шансов выжить в холодной вселенной. Она всего лишь помогает не удивляться этому заключению.

Прежде чем обсудить детали обработки информации, я должен сказать кое‑что о космологии. Современные космологи дают нам широкий выбор космологических моделей, возможно, описывающих вселенную, в которой мы живем. Мои молодые коллеги в Принстоне напряженно работают, сопоставляя эти модели с данными измерений анизотропии космической фоновой радиации, с исследованиями гравитационных линз, со статистической распространенностью групп галактик, со статистикой таких катастрофических событий, как взрывы сверхновых и излучения гамма–лучей. Не буду перечислять все возможности. Упомяну лишь четыре простые модели вселенной, которые мы использовали в своей дискуссии. Эти четыре модели влекут за собой совершенно разные последствия для будущего жизни.

Удобнее всего будет обозначить эти модели так: закрытая, замедляющаяся, открытая, ускоряющаяся. В какой из них живем мы — зависит от количества и природы невидимой темной материи, пронизывающей всю вселенную и весящей по крайней мере в десять раз больше, чем вся видимая материя. Если это невидимое вещество имеет высокую плотность, то мы находимся в закрытой вселенной конечного объема и конечной продолжительности жизни. По истечении определенного срока вселенная, начавшая жизнь с Большого взрыва, закончит «большим схлопыванием». Это — самый худший вариант нашего будущего. Перед большим схлопыванием температура повысится настолько, что уничтожит любые формы жизни. Образ закрытой вселенной одно время был популярен среди астрономов; но, по счастью, современные измерения, кажется, его не подтверждают. Плотность темной материи слишком мала, чтобы обратить вспять наблюдаемое нами расширение вселенной.

Замедляющаяся вселенная — это вселенная, в которой темное вещество имеет ровно такую плотность, чтобы замедлить расширение вселенной, но не обратить его вспять. В замедляющейся вселенной скорость отдаленных галактик устойчиво стремится к нулю. Они продолжают двигаться прочь от «центра», но с течением времени двигаются все медленнее и медленнее. Замедляющаяся вселенная несколько лет назад приобрела популярность среди теоретиков, но современные данные свидетельствуют против нее. Эту модель принял Фраучи в своем рассуждении о будущем жизни [4]. Она дает наилучшую ситуацию для долгосрочного выживания. Поскольку относительная скорость любых двух галактик в конечном счете стремится к нулю, в конце концов мы сможем обмениваться не только информацией, но и материальными ресурсами с самыми отдаленными галактиками — нужно только подождать. Мы сможем не только общаться со своими соседями, но и протягивать к ним руки и касаться их. В этом случае с неограниченными материальными ресурсами и неограниченным резервом доступной гравитационной свободной энергии выжить сможет не только аналоговая, но и цифровая жизнь. К сожалению, современные данные показывают, что такая удача маловероятна. По–видимому, темного вещества либо недостаточно, либо оно не обладает качествами, необходимыми для того, чтобы вызвать замедление галактик.

Открытая вселенная — это модель, на которой я построил свой анализ проблемы выживания в 1979 году. [3] Она предполагает, что вселенная линейно расширяется без ограничений во времени. Относительная скорость любой пары галактик остается постоянной. Это означает, что мы сможем поддерживать связь с отдаленными галактиками, но не сможем обмениваться с ними материей или энергией. Любая форма жизни сможет выжить, используя конечные ресурсы материи и свободной энергии, находящиеся в непосредственной близости от нее. До недавнего времени астрономы в целом считали модель открытой вселенной соответствующей действительности. Она требует малой плотности темного вещества, что соответствует нашим наблюдениям.