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¿La realidad es digital o analógica?

mayo 18, 2020
profesor-de-fisica - fsica fsica

«Desconstitucionalización 29» por maistora en Flickr Este es el tema del concurso de ensayos científicos FQXi 2011, motivado por esta reflexión *: “Si bien la física clásica, así como el cálculo diferencial que sirve de base, se basa en números reales y su conjunto continuo de valores, la mecánica cuántica indica que ciertas cantidades físicas solo pueden tomar valores discretos y contables. Como resultado, varios enfoques actuales a cuestiones fundamentales de física y cosmología apoyan puntos de vista nuevos, discretos o «digitales» de la naturaleza.

Esta competencia de ensayos hace esta pregunta: ¿La naturaleza es fundamentalmente continua o discreta, y cómo pueden reconciliarse estas dos concepciones contradictorias pero muy útiles? Las pruebas deben abordar uno o más de los siguientes aspectos: ¿Cómo puede surgir un espacio-tiempo u otro continuo con simetrías continuas a partir de una descripción «digital»? ¿Cuál es la naturaleza del espacio? ¿Cómo podría un universo discreto expandirse sin que su discretización se vuelva obvia? O: ¿se vuelve obvio? ¿Cuáles son las implicaciones de los mínimos en longitud, tiempo o energía, y cómo podríamos observarlos hoy? O: ¿es esta una mala visión de la discretización fundamental? ¿Es un universo infinito de alguna manera incompatible con una descripción digital? ¿Cómo es una descripción digital consistente con el «flujo» del tiempo? ¿Cómo funciona la causalidad? ¿Puede el mundo ser modelado por (o ser …) un cálculo digital? ¿A dónde nos lleva esta imagen? ¿Son los modelos discretos simples como los autómatas celulares enfoques efectivos en física? ¿Existe una razón fundamental profunda por la que la realidad debe ser puramente analógica, o por qué debería ser digital? Más de 100 científicos de todo el mundo compitieron presentando la mayor cantidad de documentos, todos los cuales están disponibles aquí. Imposible resumirlos aquí, especialmente porque solo cubrí un puñado. Algunas palabras de tres de ellas, seleccionadas de acuerdo con criterios puramente subjetivos. Julian Barbour es el ganador de la competencia anterior sobre «la naturaleza del tiempo».

Aquí está el resumen de su ensayo «bit for it» Con su aforismo «de bit a bit», Wheeler afirmó que todo lo físico, cualquier «it», encuentra su verdadera existencia solo en la información capaz de ser detectada por un detector a través de respuestas sí / no a elección cuántica «bits». Con esto en mente, muchos teóricos de hoy dan prioridad ontológica a la información. Para probar esta idea, identifico tres tipos distintos de información y encuentro que las cosas tienen prioridad sobre la información. Al examinar lo que Wheeler quiso decir con «eso» y «poco» me llevó a revertir su aforismo: «poco» se deriva de «eso». Sostengo que esto debilita, pero no necesariamente destruye el argumento de que la naturaleza es fundamentalmente digital y que la continuidad es solo una ilusión. También habría implicaciones para la interpretación de la mecánica cuántica y la naturaleza del tiempo, la causalidad y el mundo. Según Héctor Zenil, «El mundo es algorítmico o esencialmente aleatorio». Es gracias a él que (re) descubrí este concurso de ensayos porque es uno de los coautores de artículos recientes sobre la zanja de Sloane, volveré a él muy pronto. Además, trabaja para Wolfram Research, y aparte del brillante Mathematica y el no menos brillante WolframAlpha, Stephen Wolfram es uno de los partidarios de un universo digital del tipo de «autómata celular» abordado en su libro (A disputado) «A New Tipo de ciencia «. De vuelta a Zenil: aquí está el resumen de su ensayo: Propongo la noción de que el universo es digital, no como un reclamo de lo que está hecho, sino más bien cómo se revela. El argumento se basa en los conceptos de ruptura de simetría y probabilidad algorítmica que se utilizarán como herramientas para comparar la forma en que las estructuras se distribuyen en nuestro mundo con su distribución en un universo digital simulado. Estos conceptos proporcionarán un marco para una discusión de la naturaleza informativa de la realidad. Sostengo que si el universo fuera analógico, el mundo sería mayormente aleatorio, lo que lo haría en gran medida incomprensible. Sin embargo, el modelo digital tiene una belleza inherente al imponer un límite superior en el poder de cómputo y la convergencia hacia un nivel máximo de sofisticación. Incluso si es determinista, «digital» no implica que el mundo sea trivial o predecible, sino que está construido sobre la base de operaciones muy simples a pequeña escala pero que parecen complejas o incluso aleatorias a gran escala. , pero solo en apariencia.

En «La mejor experiencia de todos los tiempos» de Stefan Weckbach, fue claramente el título lo que atrajo al ingeniero que era. Para mí, la experimentación es la única prueba válida en teoría, y Stefan Weckbach ofrece una forma bastante simple y atractiva de verificar si el Universo se calcula en una computadora: ¡intente construir una computadora aún más poderosa! Basado en un artículo de Paul Davies (el de «Cómo construir una máquina del tiempo»), estima que una simulación de todo el universo del Big Bang requiere alrededor de 10123 operaciones binarias. Ahora, si logramos construir una computadora cuántica usando alrededor de 500 partículas enredadas, sería capaz de llevar a cabo en un tiempo humano razonable significativamente más que estas operaciones binarias 10123, por ejemplo, para factorizar un número muy muy muy grande. Si podemos hacer eso, demuestra que nuestro universo no está calculado. Si no tenemos éxito cuando nuestra computadora cuántica funciona bien con menos de 500 partículas enredadas, significará que nuestro universo está calculado por una máquina que no es lo suficientemente potente. Hola los catastróficos van a despertarse: también podría bloquear el sistema … Nota *: traducciones realizadas por el Dr. Goulu en la medida de su modesto conocimiento. No dude en corregir o aclarar a través de comentarios por favor.

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