Велика картина - Шон Керролл #PROScience

Скачать книгу

положення і швидкість усіх частинок у Всесвіті, розумів усі сили, яким вони підкоряються, і володів достатньою обчислювальною потужністю для застосування законів ньютонівської механіки. У такому разі, як писав Лаплас, «для такого інтелекту не було б нічого непевного і майбутнє було б відкрите для нього так само, як і минуле». Назва «безмірний інтелект» одразу видалася сучасникам занадто нудною, й вони перейменували її на «демон Лапласа».

      Зручно казати «наступної миті», але для Ньютона й Лапласа, а також відповідно до найповніших сучасних уявлень теоретичної фізики, потік часу швидше безперервний, ніж дискретний. А втім ця проблема невелика: вона розв’язується за допомогою диференціального числення, розробленого саме для цієї мети Ньютоном і Ляйбніцом. Під «станом» Всесвіту чи будь-якої його підсистеми ми розуміємо положення і швидкість кожної його частинки. Швидкість – це лише темп зміни (похідна) положення із плином часу; закони фізики теж дозволяють вивести прискорення – темп зміни швидкості. Отже, ви повідомляєте мені поточний стан Всесвіту, а я завдяки законам фізики зможу довідатися про його стан у будь-який інший момент часу в майбутньому (або минулому).

      Ми послуговуємося мовою класичної механіки – «частинки», «сили», однак сама ця ідея значно потужніша й універсальніша. Лаплас запропонував поняття «по´ля» як центральної концепції фізики, і це поняття закріпилося у ХІХ столітті в працях Майкла Фарадея і Джорджа Максвелла з електрики й магнетизму. На відміну від частинки, що має положення у просторі, поле володіє значенням у кожній окремо взятій точці простору. В принципі, це і є поле. Проте ми можемо трактувати поле як «положення», а темп його зміни як «швидкість», тож весь мисленнєвий експеримент Лапласа не втрачає цінності. Те саме стосується загальної теорії відносності Айнштайна, рівняння квантової механіки Шредінґера чи сучасних припущень на кшталт теорії суперструн. З часів Лапласа кожна серйозна спроба збагнути поведінку Всесвіту на його найглибшому рівні припускала, що минуле й майбутнє визначаються поточним станом системи. (Один можливий виняток – колапс хвильової функції у квантовій механіці, про що буде докладніше йти мова в розділі 20.)

      Цей принцип має просту, хай, можливо, й оманливу назву – «збереження інформації». Так само, як і збереження імпульсу передбачає, що Всесвіт може просто залишатися в русі, не маючи потреби в прихованому нерухомому рушієві; збереження інформації означає, що кожен момент містить досить інформації для визначення будь-якого іншого моменту.

      У цьому разі до терміну «інформація» слід підходити з обережністю, бо цим словом вчені позначають різні речі в різних контекстах. Інколи «інформація» означає відомі вам знання про стан справ. В інших випадках це легкодоступна вам інформація, втілена в тій чи іншій макроскопічній системі (байдуже, вивчаєте ви цю систему й одержуєте інформацію чи ні). Ми використовуємо третє можливе визначення інформації, яке можна назвати «мікроскопічною»

Скачать книгу