فضا-زمان را فراموش کنید: کیهان میتواند از اطلاعات درست شده باشد
بيگ بنگ/ نامزد جديد ما اطلاعات است و بعضي از دانشمندان ادعا ميکنند که اطلاعات٬ اساس واقعيت است. يکي از آخرين فيزيکدانان برجسته، جان آرچيبالد ويلر اين ايده را به عنوان «آن از بيت»(It from bit) توصيف کرده که کلمهي آن(It) به معني تمام موادي که در جهان وجود دارد و بيت( bit) هم به معني اطلاعات است. اينکه اطلاعات در حال تغيير جامعهي ماست چيز جديدي نيست ولي چيز جديد اين است که اطلاعات در حال تغيير علم ماست. بنابراين، اين سوال پيش ميآيد که چطور «اطلاعات» را درک کنيم، عبارتي مرسوم که معني فني يا علمي آن ميتواند گيج کننده باشد. اطلاعات معاني مختلفي دارد: حقايق يا دانش(چيزهايي که يک نفر ميتواند ياد بگيرد)؛ واحد اندازهگيري تفاوت يا شگفتزدگي(اينکه چقدر يک نفر ميتواند ياد بگيرد)؛ يکي از دو حالت مخالف(روشن ـ خاموش٬ بله ـ نه، يک ـ صفر)؛ شرح رياضياتي يک سيستم ارتباطي، محتواي محاسبات: حالت در هم تنيدگي کوانتومي(ايجاد نيروي وسيع محاسباتي) و قدرت توضيح و احتمالا علت. خب سوال اصلي اين است: آيا اطلاعات اجزاء تشکيل دهندهي نهايياي است که از آن کيهان تشکيل شده است؟ من در ابتدا به عنوان يک شکاک وارد ماجرا شدم. اطلاعات به عنوان واقعيت(حقيقت) به نظر خيلي عجيب و مد روز است. اما فيزيکدان، پائول ديويس و سرپرست وبگاه BEYOND: The Center for Fundamental Concepts in Science در دانشگاه ايالت آريزونا اين سوال را اينطور مطرح ميکند:« از نظر تاريخي، ماده در پايينترين زنجيرهي توضيح و تبيين قرار داشته است و اطلاعات به نوعي يک مشتق فرعي از آن بوده است.» او اضافه کرد:« حداقل در ميان گروه کوچکي از فيزيکدانان، علاقهي رو به افزايشي وجود دارد که اين موضوع را برعکس کرده و بگويند شايد در بنياديترين سطح، جهان از اطلاعات و پردازش اطلاعات درست شده و اين ماده است که به عنوان مفهومي فرعي از آن پديدار ميشود.» جهان نوشته شده در اعداد دودويي( اعداد ۰ و ۱) ست لويد، پرفسور دانشگاه ام آي تي که متخصص اطلاعات کوانتومي است با تشبيه جهان به يک کامپيوتر از اين ايده دفاع ميکند و آن را اينطور توصيف ميکند:« سيستمي فيزيکي که اطلاعات را به بيتها تبديل کرده و آن بيتها را در يک روش سيستماتيک به کار ميگيرد.» او توضيح ميدهد که الکترونها چرخشي دارند که توسط قوانين مکانيک کوانتوم توصيف ميشوند: چرخيدن به سمت بالا يا پايين ــــ ويژگيهاي دودويي يکساني مثل بيتهاي کامپيوتر. بنابراين لويد ميگويد در بنياديترين سطح، جهان از اطلاعات تشکيل شده است و تمام ذرات بنيادي اطلاعات حمل ميکنند. لويد ميپرسد« خب جهان چيست؟ جهان سيستمي فيزيکي است که حاوي اطلاعات است و آن را در روشي سيستماتيک پردازش ميکند و اينکه ميتواند هر کاري که يک کامپيوتر قابليت آن را دارد انجام بدهد.» در نظر لويد، اطلاعات تنها روشي براي درک يا رسيدن به اين موضوع که چطور جهان کار ميکند نيست بلکه اساسيترين روش براي عملکرد آن است. او جهان را مثل يک کامپيوتر که به عنوان اصطلاحي توضيحي و تبييني است نميبيند بلکه در واقع جهان به عنوان حقيقتي علمي، يک کامپيوتر است. به همين صورت، او ادعا ميکند که تمام تغييرات جهان « قابل محاسبه» هستند. اين ادعا بسيار بزرگ و شگفتآور است. براي رافائل بوسو، نظريهپرداز ريسمان در دانشگاه کاليفرنيا، اطلاعات تنها ابزار اندازهگيري نيست بلکه اجزاء سازندهي عمده و اصلي از اتفاقاتي است که در جهان ميافتد. بوسو ميگويد اطلاعات٬ زياد شبيه « مدل سازي اين سيستم» نيست بلکه خود سيستم است. او اظهار داشت واقعيت کار نخواهد کرد مگر اينکه اطلاعات به نوعي واقعي باشد. لويد ميگويد:« به امواج اقيانوس فکر کنيد که به ساحل برخورد ميکنند. تمام مولکولهاي آب، با پيکربندي خو،٬ با چرخش خود، با موقعيت خود نسبت به مولکولهاي آب ديگر، بيتهاي اطلاعات را حمل ميکنند و سپس هر جايي که دو مولکول آب با هم برخورد کنند، با پردازش آن بيت اطلاعات تغيير خواهند کرد.» او ميگويد به هر مولکول آب اساسا به اين عنوان فکر کنيد که به بقيهي مولکولهاي آب ياد ميدهند چه کار کنند. بيشمار مولکول آب را که با يکديگر بر همکنش دارند ترکيب کنيد و يک موج خواهيد داشت. در حالي که توافق عمومي وجود دارد که اطلاعات نقشي را در تمام اتفاقاتي که در کيهان ميافتند ايفاء ميکند ولي هنوز هم عدهي کمي از دانشمندان عقيده دارند که اطلاعات بنياديتر از فيزيک است. فيزيکدان، استيون ولفار،٬ موسس وبگاه رياضيات و ولفارم آلفا(Mathematica and Wolfram Alpha) اطلاعات را « برجستهترين اتفاق زمان ما» مينامد و ادعا کرد که « قوانين ساده… چيزي را توليد ميکنند که ما در طبيعت ميبينيم.» او اطلاعات را « بازنمايي نهايي جهان ما» نسبت به « قوانين ساده» که « به صورت بنيادي حکمفرماست» و « بهترين تصور نسبت به محاسبه» را دارد توصيف کرد. اگرچه او ميگويد قوانين ساده ميتوانند بنياديتر از رياضيات باشند. اين موضوع که هر الکتروني که از يک برنامهي جسمگرا با برنامهي ديگري بر همکنش داشته باشد « درست نيست.» ولفارم ميگويد:« تشخيص تفاوت بين مدلها و واقعيت بسيار مهم است و ما نبايد تصور کنيم که روش واقعياي که جهان با آن کار ميکند توسط برنامههاي مشابهي عمل ميکند که در هر ذره اجرا ميشود.» ادعاهاي فوقالعاده نيازمند شواهد فوقالعاده است براي آلن گوت، يکي از بنيانگذاران کيهانشناسي امروزي و فيزيکدان نظري و کيهانشناس دانشگاه ام آي تي، تفکر اطلاعات بعنوان بنيان جهان حداقل فعلا متقاعد کننده نيست. گوت ميگويد:« توجيهي براي اين ادعا نميبينم. اگرچه شايد در آينده متقاعد شوم. مگر اينکه آن بيتها کار متفاوتي نسبت به فيزيک انجام بدهند وگرنه واقعا سوالي را در اينجا نميبينم. اگر دو جسم معادل يا مشابه هستند فکر نميکنم هيچ روش معتبري وجود داشته باشد تا بتوان دربارهي اينکه کدام بنياديتر است صحبت کرد و من هر دوي آنها را معادل ميبينم.» من از روش متعادل گوت که ماده- انرژي و اطلاعات را تقريبا يک چيز توصيف ميکند خوشم آمد. نسبتا به اين دليل است که او ميتواند اين احتمال را که جهان ما ميتواند يک شبيهسازي باشد و روي يک نوع کامپيوتر کيهاني اجرا ميشود را در نظر بگيرد. موافقم. اگر اطلاعات٬ بنيادي است و جهان اساسا يک کامپيوتر باشد آن وقت حداقل بايد به طور نظري و کلي، امکانپذير و عملي باشد تا کل جهانها را بر روي ابرکامپيوترهاي آينده شبيهسازي کنيم. از اينرو، ما الان نميتوانيم احتمال شبيهسازي بودن جهانمان را رد کنيم. يک پيآمد ديگر هم وجود دارد. يک جهان شبيهسازي شده که کاملا شبيه ما شکل گرفته است تقليلگرايي را تاييد خواهد کرد: ايدهاي که ميگويد همهچيز، حتي آگاهي انسان و حتي اتفاقات ديجيتال را ميتوان به فيزيک تقليل داد. (شخصا فکر ميکنم احتمال اين نتيجه زياد نيست و آگاهي را تجربهاي دروني که کاملا توسط فيزيک بنيادي توضيح داده شود نميبينم٬ اگرچه اين بحث را به بعد موکول ميکنم.) آيا اصلا ميشود اين نظريات که به اطلاعات،جايگاه خاص خود( هرچند نظري و گاهي حتي عجيب) را ميدهند آزمايش کرد؟ حتي اگر جهان يک شبيهسازي باشد، شبيهسازيها هيچوقت بينقص نيستند، بنابراين شايد اين احتمال وجود داشته باشد با سطح دقتي فوقالعاده، در اندازهگيرهاي فيزيکي مثل تغييرات آهسته در ثابتهاي اصلي( مثل سرعت نور)، عدم وضو،٬ اشتباهات جزئي و يا خطا را تشخيص داد. اگر اطلاعات بنيادي باشند، بايد روشهايي براي استفاده از اطلاعات براي بهبود بخشيدن به مدل استاندارد فيزيک بنيادي وجود داشته باشد که اگرچه تا به حال خيلي موفق بوده ولي چند پارامتر آزاد بدون اثبات دارد که پايهريز انسجام موضوع هستند. باقي آزمايشهاي ممکن اطلاعات به عنوان پايه و اساس جهان ميتواند شامل تاييد اين نظريه باشد که جهان مثل يک هولوگرام( يک تصوير سه بعدي که از منبعي ۲ بعدي پخش ميشود) است و اينکه فضا صاف، هموار و پيوسته نيست بلکه (مثل اطلاعات) شبکهاي و گسسته است. بنابراين اين سوال بسيار مهمي است: آيا در زنجيرهي بسيار بزرگ هستي، اطلاعات سنگ بنا و اساس محسوب ميشود؟ با کانال تلگرامي «آخرين خبر» همراه شويد