базовый уровень, состоящий из битов, взаимодействующих в соответствии с некоторым алгоритмом. Затем мы будем использовать взаимодействие битов для создания частиц и волн с массой и зарядом, взаимодействующих в пространстве и времени. По сути, современная физика будет следствием цифровой физики во многом таким же образом, как термодинамика является следствием статистической механики.

Каким будет положение таких величин, как масса и заряд, в цифровой физике? Они вполне могут быть свойствами высокого уровня, возникающими в результате взаимодействия систем битов. Если так, то они будут реализованы цифровой физикой, но их не будет на самом базовом ее уровне, содержащем лишь биты и алгоритмы их взаимодействия.

На фундаментальном уровне цифровой физике даже не нужно задействовать пространство и время. Ученые, изучающие квантовую гравитацию – слияние квантовой механики с общей теорией относительности, – все чаще развивают теории, в которых пространство и время возникают из чего-то более фундаментального, подобно тому, как давление возникает из-за молекулярного движения. А некоторые теоретики придерживаются идеи, что пространство и время возникают из некой базовой цифровой физики*. Цель состоит в том, чтобы вывести из этого базового уровня структуру пространства и времени. Если мы сможем это сделать, то законы и прогнозы современной физики могут быть извлечены из алгоритмического взаимодействия битов.

Следует сказать, что цифровая физика и гипотеза «всё-из-бита» не особенно популярны в физике. Даже среди теорий квантовой гравитации более перспективными считаются нецифровые подходы, такие как теория струн и петлевая квантовая гравитация. К счастью, для моих целей необязательно, чтобы цифровая физика подтверждалась экспериментально. Важно лишь то, что гипотеза «всё-из-бита» может быть верной и что она, по крайней мере, согласуется с известными утверждениями. В этом отношении гипотеза «всё-из-бита» подобна гипотезе симуляции. На самом деле я не утверждаю, что эти гипотезы верны, а думаю о том, что они говорят о мире и что из них следует.

Мы уже знаем, что если мы находимся в совершенной симуляции, то гипотеза симуляции может быть верна, даже если этот факт никогда не обнаружится. По аналогичным причинам гипотеза «всё-из-бита» может быть верна, даже если этот факт никогда не обнаружится. Предположим, что в нашем мире законы Ньютона определяют все наши наблюдения, и что они идеально реализуются на глубинном уровне взаимодействием битов. Если так, то гипотеза «всё-из-бита» будет верна: объекты в нашей Вселенной основаны на битах. Но если законы Ньютона полны, у нас никогда не будет доказательств гипотезы «всё-из-бита», поскольку биты не просматриваются в том, что мы наблюдаем.

Я назову версию гипотезы «всё-из-бита», в которой мы не можем обнаружить биты, гипотезой совершенного «всё-из-бита». Как и гипотеза совершенной симуляции, гипотеза совершенного «всё-из-бита» может не быть научной, поскольку мы никогда не сумеем получить доказательства за или против нее. Люди, которым не нравятся непроверяемые гипотезы, всегда могут сосредоточиться на несовершенных версиях, в которых биты возможно обнаружить. Тем не менее для философских целей даже непроверяемые гипотезы остаются интересными. Это вполне целостные гипотезы, которые могут быть истинными, и мы по-прежнему можем рассуждать о том, что следует из их истинности.

У гипотезы «всё-из-бита» есть родственная гипотеза без битов. Мы видели, что информация может также включать триты (троичные числа), кубиты (квантовые числа), реалы (действительные числа) и другие базовые элементы. Соответственно, будет физика «всё-из-трита», физика «всё-из-реала» и так далее. Физика «всё-из-трита» может и не быть более правдоподобной, чем физика «всё-из-бита», но физика «всё-из-реала» отражает структуру многих физических теорий с непрерывными величинами. Например, ньютоновскую массу и расстояние можно понимать как реалы, непрерывный аналог битов.

Физики Дэвид Дойч, Сет Ллойд и Паола Зицци исследовали тезис «всё-из-кубита»*, который гласит, что квантовые вычисления лежат в основе физической реальности. Учитывая, что мы живем скорее в квантовой, а не классической вселенной, тезис «всё-из-кубита» в некотором смысле лучше соответствует нашей собственной реальности, чем классический тезис «всё-из-бита». Чтобы избежать лишних сложностей с квантовой механикой, я сосредоточусь в основном на тезисе «всё-из-бита», но многие вещи, которые я выскажу по поводу него, будут в равной степени применимы и к физике «всё-из-кубита».

Гипотеза «всё-из-бита-из-всего»

Согласно гипотезе «всё-из-бита», физические объекты, такие как кварки и электроны, реализуются с помощью битов. А что насчет самих битов? Они реализуются на каком-то другом уровне физики или они фундаментальны?

Относительно консервативной версией идеи «всё-из-бита» является та, которую мы могли бы назвать «всё-из-бита-из-всего»*‡. Эта гипотеза гласит, что обычные физические объекты от галактик до кварков на каком-то уровне состоят из битов, а биты, в свою очередь, состоят из более фундаментальных структур. Эта версия объединяет идею «всё-из-бита» с моделью «бит-из-всего», которую реализуют обычные компьютеры. Обычные объекты состоят из битов, а биты всегда получают физическое воплощение в более базовых состояниях, таких как напряжения. Например, вселенная может состоять из клеток игры «Жизнь», в которой каждая клетка может быть включена или выключена, а состояние включения/выключения может быть воплощено в более фундаментальной физической величине, такой как электрический заряд. В такой вселенной биты не являются абсолютно фундаментальными. Биты – это различия, основанные на различиях в чем-то более фундаментальном.

В рамках гипотезы «всё-из-бита-из-всего» цифровая физика реализуется через некую более глубинную физику, которая включает в себя нечто большее, чем биты, – например, цифровая физика игры «Жизнь» может быть реализована с помощью какой-нибудь квазиэлектромагнитной физики. Как и в других случаях реализации, важно то, что, как только определен нижележащий базовый электромагнитный уровень, структура и динамика игры «Жизнь» будут его следствиями.

Какой будет эта глубинная физика? Она может принимать множество различных форм. Мы уже видели, что физическая информация субстратно нейтральна. Такова и цифровая физика. Игра «Жизнь» может быть реализована электрически, или механически, или с помощью тех форм физики, которые мы пока не можем постичь. В принципе, подойдет любой субстрат, если он организован так, чтобы, подчиняясь правильному алгоритму, выдавать нужную информацию.

Рисунок 23. Чистая гипотеза «всё-из-бита» (слева) и гипотеза «всё-из-бита-из-всего» (справа)

Радикальной формой гипотезы «всё-из-бита-из-всего» является гипотеза «всё-из-бита-из-сознания»*. Согласно этой точке зрения, цифровая физика реализуется посредством взаимодействующих состояний сознания. Это могут быть сложные состояния сознания в разуме Бога, как в идеализме Беркли. Могут быть простые состояния сознания в атомарных сущностях, как в панпсихизме, согласно представлениям которого сознание присутствует повсюду. В любом случае, согласно точке зрения «всё-из-бита-из-сознания», сознание в той или иной форме стоит на первом месте, а из него вытекает физика. Существование столь умозрительной гипотезы свидетельствует о том, что цифровая физика согласуется с различными субстратами.

Гипотеза «всё-из-чистого-бита»

Альтернативой тезису «всё-из-бита-из-всего» является тезис «всё-из-чистого-бита»*‡,