Základem vesmíru může být informace, nikoliv energie nebo hmota

Philip Terry
Big Think

© NASA / JPL-Caltech Umělecká představa temné energie.

Existuje spousta teorií o tom, co tvoří základy vesmíru. Někteří fyzici říkají, že to jsou subatomární částice. Jiní věří, že je to energie, nebo dokonce časoprostor. Jedna z radikálnějších teorií naznačuje, že informace jsou nejzákladnějším prvkem vesmíru. Přestože tato linie myšlení pochází z poloviny 20. století, zdá se, že dnes zažívá tak trochu renesanci mezi významnými vědci.

Zvažte, že kdybychom znali přesné složení vesmíru a všech jeho vlastností, a měli dostatek energie a know-how, z kterého bychom mohli čerpat, teoreticky bychom mohli rozložit vesmír na jedničky a nuly, a s touto informací jej znovu sestavit od dola nahoru. Je to informace, jak zastánci tohoto pohledu tvrdí, která je uzamčena uvnitř každé jediné části, která nám umožní manipulovat s hmotou dle libosti.  Samozřejmě by to vyžadovalo sofistikovanost na úrovni božství, což je výkon, který je dosažitelný pouze pro civilizaci typu V na Kardaševově škále.

Matematik a inženýr z poloviny 20. století, Claude Elwood Shannon, je považován za tvůrce klasické teorie informace. Přestože není příliš znám mimo vědecké kruhy, dnes je považován za „otce digitálního věku“. Shannonova jiskra geniality přišla v roce 1940 v Massachusettském technologickém institutu, když si všiml vztahu mezi Booleovou algebrou a obvody telefonní ústředny.

© Getty Images Claude E. Shannon se svou elektronickou myší. Bell Labs, 1952.

Brzy poté jej zaměstnaly Bellovy Laboratoře, aby navrhl nejefektivnější způsob přenosu informací po drátech. V roce 1948 napsal Matematickou teorii komunikace, ve které v podstatě položil základy digitálního věku. Shannon byl prvním kdo dokázal, že matematika může být použita pro návrh elektrických systémů a obvodů.

Před ním šlo o postup založený na drahém modelování, nebo pouhém přístupu pokus omyl. Dnes je Booleova algebra používána pro navrhování komunikačních a počítačových systémů, hardwaru, softwaru a mnoho dalšího. V podstatě vše, co vytváří, ukládá nebo přenáší informace elektronicky, je založeno na Shannonově práci.

To ale není vše. Shannon definoval jednotku informace, binární jednotku neboli bit. Bity jsou série 0 a 1, které nám pomáhají elektronicky ukládat a získat zpět informace. Navíc byl první, kdo proměnil data na komoditu. Uvedl, že jejich hodnota je úměrná tomu, jak moc překvapila spotřebitele.

Navíc spojil elektronickou komunikaci s termodynamikou. Co se dnes nazývá „Shannonova entropie”, měří neuspořádanost nebo nahodilost obsaženou v jakémkoliv komunikačním systému. Čím větší je entropie, tím méně je zpráva srozumitelná, dokud se nestane nesrozumitelnou. Pokud jde o teorii informace, tu vyvinul během druhé světové války, když se snažil vyřešit problém, jak posílat šifrované zprávy přes telefonní nebo telegrafní linku zatíženou šumem.

© Getty Images Claude E. Shannon položil základy pro komunikační technologie.

Když se podíváme na teorii informace z kvantového hlediska, pozice částic, jejich pohyb, jak se chovají a veškeré jejich vlastnosti nám poskytují informace o nich a o fyzických silách za nimi. Každý aspekt částice může být vyjádřen jako informace a vložen do binárního kódu. A tak subatomární částice mohou být bity, které vesmír zpracovává jako obří superpočítač. Od doby, kdy Shannon objasnil teorii informace, byla kromě kvantové mechaniky aplikována na hudbu, genetiku, investice a mnoho dalšího.

Vědecký spisovatel James Gleick, autor knihy Informace, tvrdí, že to nebyl Shannon, ale Charles Babbage, matematik na začátku 19. století, který jako první pojmenoval informace jako hlavní součást všeho. Babbageovi se připočítává, že byl první, kdo vytvořil pojem počítače, dlouho předtím než byl kdokoliv schopný jej sestavit.

Vynikající John Archibald Wheeler byl ve svých pozdějších letech silným zastáncem teorie informace. Další neuznaný vědecký vzor, Wheeler byl veteránem Manhattanského projektu, vymyslel pojmy „černá díra” a „červí díra”, pomohl určit „S-matici” s Neilsem Bohrem a spolupracoval s Einsteinem na jednotné teorii fyziky.

© By Deutsch: Ute Kraus, Wikimedia Commons Fyzik John Wheeler vymyslel termín černá díra.

Wheeler prohlásil, že vesmír má tři části: za prvé, „vše je částice”, za druhé, „vše je pole”, a za třetí, „vše je informace”. V osmdesátých letech začal zkoumat možné souvislosti mezi teorií informace a kvantovou mechanikou. Během tohoto období vymyslel frázi „to se skládá z bitů“. Myšlenka spočívá v tom, že vesmír vychází z informací obsažených v něm. Každé to, neboli částice, je bit. To se skládá z bitů.

Wheeler v roce 1989 vydal vědeckou práci pro Santa Fe institut, kde oznámil, že „každé to – každá částice, každé silové pole, dokonce i samotné časo-prostorové kontinuum – odvozuje svou funkci, svůj význam, svou samotnou existenci zcela – i když v některých souvislostech nepřímo – z aparátu vyvolaných odpovědí na otázky ano nebo ne, z binární volby, z bitů.”

Komentář: Níže je uvedena zajímavá diskuse z blogu Evolution News, která se zabývá některými důsledky pohledu na vesmír optikou informace:

To, co nazýváme informace, je nejlépe definováno jako „omezení výsledků” v přírodě. Informace jsou omezením konkrétních konfigurací a funkcí hmoty. Informační systémy s nízkou hodnotou jsou chaotické, vykazují množství stavů a ​​vztahů (představte si nespočetné konfigurace molekul vody v oceánu). Informační systémy s vysokou hodnotou, jako jsou živé věci, mají omezený soubor stavů a funkcí. Živé věci jsou udržovány naživu homeostázou, což je pozoruhodná tendence života udržovat stálé vnitřní fyziologické prostředí. Porozumění a udržování homeostázy je například nezbytné pro praxi medicíny, ve které mohou být nemoci a zranění chápány jako poruchy homeostázy.

Tradiční hylomorfické [skládající se z materiální a duchovní hmoty, pozn. překl.] chápání přírody – tak jak bylo vytvořeno scholastickými filozofy, kteří byli předchůdci vědecké revoluce – zdůrazňovalo ústřední význam informací (jako omezení) v poněkud dramatickém (a myslím si docela přesném) ohledu. V hylomorfickém porozumění jsou hmota a formy projevy hlubší reality, kterou je potence a akce. Potence je rozsah potenciálních možností vlastních dané věci. Akce je skutečnost věci, tak jak  je ve skutečnosti. To znamená, že akce (forma) je to, co dělá něco skutečným a ne jen možným. Když použijeme moderní terminologii, informace (forma) je to, co činí přírodu skutečnou.

V přírodě se forma odráží ve srozumitelnosti věci. Konečná příčina, kterou je teleologie, je cíl, na který je zaměřena přirozená změna, a v přírodě (na rozdíl od artefaktů) jsou formální a konečné příčiny obvykle to samé. Růst žaludu do dubového stromu má formální příčinu, což je vše, co může být o dubu známo – jeho struktura, funkce atd. – a má konečnou příčinu, která je totožná s jeho formální příčinou. Forma dubu je také to, co činí dub skutečný a ne jen potenciální.

Formální a konečné příčiny jsou tedy omezeními pro konkrétní stavy a funkce, které věc může mít. V tomto smyslu formální a konečné příčiny odrážejí informaci obsaženou ve věci. To se odráží v samotném slovu – in-forma-ce.

Informace, klasicky chápaná jako formální a konečná příčina, není pouze základem pro přírodu, je to to, co činí přírodu skutečnou, spíše než jen potenciální, a tato skutečnost je přesně to, co je na přírodě srozumitelné. Akce a srozumitelnost přírody je to, co je pro ni nejzákladnější, a je to informace, která dodává skutečnost a srozumitelnost přírodnímu světu.

Tým fyziků na začátku letošního roku oznámil závěry výzkumu, které by Wheelera potěšily. Uvedli, že můžeme být chyceni uvnitř obrovského hologramu. Podle tohoto názoru je vesmír projekcí, podobně jako 3D simulace. Co je ale podivné, že zákony fyziky fungují dobře v 2D kvantovém poli uvnitř 3D gravitačního pole.

Je důležité si uvědomit, že většina fyziků věří, že hmota je základní jednotkou vesmíru. A důkazy pro teorii informace jsou omezené. Koneckonců, jak byste to otestovali?

© Getty Images Je vesmír obrovský hologram uvnitř superpočítače?

Pokud je povaha reality ve skutečnosti redukovatelná na samotné informace, znamená to, že vědomá mysl je na druhé straně, aby ji interpretovala a pochopila. Sám Wheeler věřil v participativní vesmír, kde vědomí hraje ústřední roli. Někteří vědci tvrdí, že vesmír podle všeho má specifické vlastnosti, které mu umožňují vytvářet a udržovat život. Možná to, po čem nejvíce touží, je publikum uchvácené úžasem, zatímco se točí v úžasné nádheře.

Moderní fyzika se v řadě oblastí dostala do slepé uličky. Někteří zastánci teorie informací věří, že její přijetí by nám mohlo například pomoci skloubit rozpor mezi obecnou relativitou a kvantovou mechanikou. Nebo možná pomůže při odhalování a pochopení temné hmoty a temné energie, které dohromady mají tvořit 95% známého vesmíru. V současné době nemáme tušení, co to je. Je ironií, že některé skutečné údaje jsou potřeba k pozvednutí teorie informace. Do té doby zůstává teoretická.

Pokud se chcete dozvědět více o teorii informace jako základu vesmíru, klikněte zde:

Komentář: Ze stejného Evolution News blogu citovaného v předchozím komentáři:

Perry se přiblížil k tomu, aby uznal existenci projektanta přírody, ale je tu podezření, že materialisticko/ateistická ideologická korektnost, která sužuje vědu, ho odrazila od vyvození jasného závěru. Centrálnost informací pro přírodu naznačuje, že na druhém konci se nachází mysl – forma je koneckonců jen to, co je o věci srozumitelné – ale ještě důležitější je, že informace naznačuje mysl na  začátku stvoření.

Formy mohou existovat v myslích a ve věcech, ale existence formálních a konečných příčin v přírodě předem předpokládá mysl, která řídí přirozené procesy ke skutečně srozumitelným cílům. Jak Tomáš Akvinský napsal ve své Páté cestě, stejně jako odvodíme lukostřelce, když vidíme namířený šíp letět vzduchem, je rozumné odvodit mysl, která namíří přírodní procesy podle pravidelnosti a fyzikálních zákonů.

Informace, chápána jako formální a konečná příčina, jsou tím, co činí přírodu skutečnou. A informace předpokládá konstruktéra.

David Ray Griffin, ovlivněný filosofem a matematikem Alfredem Whiteheadem, nazývá tento zdroj informací kosmickou myslí.

 

Zdroj článku: The basis of the Universe may be Information, not energy or matter

  •  
  •  
  •  

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.