Британский ученый и основатель компании Wolfram Research Стивен Вольфрам в беседе с астрофизиком Брайаном Китингом пересматривает фундаментальные основы физики. В центре дискуссии — вычислительная природа времени, новые доказательства второго закона термодинамики и смелое сравнение темной материи с ошибочными научными теориями прошлого.
🧪 Доказательство второго закона и ошибки Эйнштейна 0:13
Традиционно второй закон термодинамики, утверждающий неизбежный рост энтропии, воспринимался научным сообществом как нечто самоочевидное. Ведущий Брайан Китинг напоминает знаменитую цитату сэра Артура Эддингтона 1915 года: если теория противоречит второму закону термодинамики, у неё нет надежды, кроме как «рухнуть в глубочайшем унижении» .
Однако Стивен Вольфрам утверждает, что до последнего времени строгого доказательства этого закона не существовало. По его словам, его недавние работы — это самое близкое, что человечество имеет к пониманию истинного происхождения этого закона . Вольфрам отмечает, что история изучения второго закона крайне запутана, и именно поэтому до сих пор не было написано его окончательной дескриптивной истории .
В ходе своих исследований Вольфрам обнаружил малоизвестный факт:
- В 1902–1904 годах Альберт Эйнштейн опубликовал три статьи, которые фактически были попытками доказать второй закон термодинамики .
- По утверждению Вольфрама, все эти доказательства были ошибочными .
- Эйнштейн использовал философский подход и метод мысленных экспериментов, перенятый у Людвига Больцмана, но потерпел неудачу и после 1905 года больше не возвращался к этой теме .
⏳ Время как вычислительный процесс 4:38
На вопрос Брайана Китинга о сущности времени Вольфрам дает определение, радикально отличающееся от классического физического подхода. В его модели физики время и пространство не являются чем-то первичным — они возникают (эмерджентны) .
Основные тезисы Вольфрама о природе времени:
- Неумолимый прогресс вычислений. Время — это процесс применения правил к системе снова и снова .
- Отличие от математики. В классических уравнениях время — это просто параметр (число), которое можно «подставить», чтобы узнать результат. В вычислительной модели вы обязаны пройти через каждый шаг .
- Вычислительная неприводимость (Computational Irreducibility). Это ключевое открытие Вольфрама 1980-х годов. Он утверждает, что поведение многих систем невозможно предсказать заранее «умным» алгоритмом или формулой .
По мнению Вольфрама, вычислительная неприводимость — это то, что не позволяет нам «обмануть» время . Мы не можем просто вычислить ответ на вопрос о «жизни, Вселенной и всём таком», минуя сам процесс существования. Чтобы узнать результат, систему (или жизнь) нужно прожить шаг за шагом . Это ограничение науки Вольфрам считает позитивным фактором, придающим смысл самому течению времени .
🌡️ Температура, энтропия и аналогия с шифрованием 10:11
Вольфрам подчеркивает, что вычисления не зависят от температуры. Сама концепция температуры — это лишь макроскопическое описание микроскопического хаоса .
Исторический контекст и физическая суть:
- В начале XIX века ученые считали теплоту флюидом, называемым «калориком» (caloric fluid), который перетекает от горячего к холодному. Эта теория оказалась в корне неверной .
- Сегодня мы знаем, что теплота — это рандомизированное движение молекул, а температура — их средняя кинетическая энергия .
Однако второй закон термодинамики, по мнению Вольфрама, гораздо глубже молекулярной физики. Он называет его «вычислительным утверждением о том, что системы, начавшиеся с простого описания, обычно становятся сложными для описания» . Вольфрам сравнивает это с процессом шифрования: вы берете простое «зерно» (начальные данные), запускаете алгоритм, и результат для любого наблюдателя выглядит как случайный шум . Это происходит не из-за столкновения молекул, а из-за фундаментальной вычислительной неприводимости .
🌌 Темная материя как современный «калорик» 12:38
В завершение беседы Стивен Вольфрам выдвигает провокационный тезис, касающийся современной космологии. Он проводит параллель между историческими заблуждениями и текущим состоянием науки.
По словам Вольфрама, «темная материя — это калорик нашего времени» . Как когда-то ученые придумали несуществующую жидкость «калорик», чтобы объяснить феномен тепла, не понимая его истинной природы, так и современные физики могут использовать понятие темной материи как «заплатку» для объяснения явлений, природа которых кроется в фундаментальной структуре пространства-времени, а не в наличии невидимого вещества.
