в 2014 году заметил: «Почти все из нас верят, что пространства-времени не существует, что пространство-время обречено и должно быть заменено некими более элементарными строительными блоками»{203}.
Если пространство-время обречено, то обречены и физические объекты. Их место должны занять более элементарные строительные блоки. Но если пространство-время не краеугольный камень реальности, не заранее существующая сцена для драмы жизни, тогда что это? Я полагаю, что это сжимающий данные и исправляющий ошибки код для приспособленности.
Глава седьмая. Виртуальность. Накачка голографического мира
Много, много отдельных аргументов, очень сильных по-отдельности, предполагают, что само понятие пространства-времени не фундаментально. Пространство-время обречено. В основополагающих формулировках законов физики нет в сущности такой вещи, как пространство-время. Это очень пугает, потому что физика должна описывать то, что происходит в пространстве и времени. Поэтому, если пространства-времени нет, не понятно, о чем тогда физика.
Ложки не существует.
Наука может развеять экзотику. Этот талант ведет к новой технологии – от сотовых телефонов до спутников, – которая может казаться, словами Артура К. Кларка, «неотличимой от магии».
Наука также может окружить таинственностью обыденное. Она может без предупреждения швырнуть нас в кроличью нору, где все страньше и страньше. Например, я вижу ложку, которая сейчас лежит на столе там. Это настолько обычно, что я даже ни на секунду не задумываюсь. Но тут, где я этого не ожидаю, наука вводит запутанную тайну: мы до сих пор не понимаем «сейчас» и «там». То есть мы не понимаем время и пространство – длину, ширину и глубину, – которые воспринимаем как само собой разумеющееся, которые вплетены в саму ткань нашего повседневного восприятия и которые мы считаем истинными и надежными проводниками в физическую реальность.
Что мы понимаем, говорят нам многие физики, так это что пространство-время обречено. Пространство и время являются центральными фигурами нашего повседневного восприятия. Но даже их изощренное объединение в пространство-время, придуманное Эйнштейном, не может быть частью истинного описания фундаментальных законов природы. Пространство-время и все объекты, которое оно содержит, исчезнут в этом истинном описании. Например, нобелевский лауреат Дэвид Гросс подметил: «Все в теории струн убеждены… что пространство-время обречено. Но мы не знаем, чем его заменить»{204}. Филдсовский медалист Эдварт Уиттен также предположил, что пространство-время может быть «обречено»{205}. Натан Зайберг из Института перспективных исследований в Принстоне сказал: «Я почти уверен, что пространство и время – иллюзии. Это примитивные представления, которые заменятся чем-то более продвинутым»{206}.
Это обескураживает. Как объясняет Нима Аркани-Хамед в цитате, открывающей главу: «Физика должна описывать то, что происходит в пространстве и времени. Поэтому, если пространства-времени нет, непонятно, о чем тогда физика». Для физиков это чудесная новость. Признать ошибочность теории, неважно насколько дорога она может быть, это прогресс. Заменить теорию пространства-времени чем-то более фундаментальным – захватывающий вызов для креативных теоретиков, имеющий потенциал трансформировать наше видение мира – возможно, впервые сказать нам, о чем же на самом деле физика.
Моя цель в этой главе чуть менее амбициозна. Новость о том, что пространство-время – а вместе с ним и объекты – обречено, еще не повлияла на современные теории визуального восприятия. Напротив, эти теории, как правило, предполагают, что объекты в пространстве и времени фундаментальны в физической реальности и что визуальное восприятие обычно выделяет истинные параметры этих предсуществующих объектов. Современные теории восприятия часто расходятся во мнении, какие истинные параметры сообщаются и как генерируются эти сообщения, но все они считают истиной то, что физики сочли ошибкой – что объекты в пространстве-времени фундаментальны.
Я кратко обсужу стандартные теории восприятия, а затем предложу новую точку зрения на наше восприятие пространства-времени и объектов. Новая перспектива вдохновлена ИТВ и голографическим принципом – эпохальным открытием, которое обсуждалось в шестой главе: что количество данных, которые можно поместить в область пространства, зависит от площади, окружающей эту область, а не от ее объема. Этот новый взгляд на пространство-время и объекты проистекает из идеи, что наше восприятие эволюционировало, чтобы кодировать выгоды приспособленности и управлять адаптивным поведением{207}. Каким-то образом пространство-время и объекты делают именно это. Но как? Я предполагаю, что они делают это отчасти путем сжатия данных и исправления ошибок информации о приспособленности.
Сначала давайте рассмотрим сжатие данных. Функция выгод приспособленности может быть сложной, и, как правило, для моего выживания важны многие функции выгод приспособленности, так что количество информации о приспособленности, которая касается меня, может быть огромным – неподъемным, если мне придется просматривать ее всю. Мне надо сжать ее до размера, с которым я справлюсь.
Предположим, вы хотите отправить другу фото из отпуска по электронной почте, но изображение слишком большое для вашего сервера. Вы сжимаете изображение и проверяете, чтобы оно все еще было хорошо различимым. Если нет, если вы не видите, что это ваша семья позирует рядом с Гранд-Каньоном, то вы сжимаете изображение меньше. Вы ищете удачное решение – сжатие, достаточное для отправки, но не настолько сильное, чтобы лишить ее смысла.
Для человеческого зрения пространство-время и объекты и есть это удачное решение. Функции выгод приспособленности могут варьироваться в сотнях измерений. Человеческое зрение, сформированное миллиардами лет естественного отбора, сжимает их в три измерения пространства и одно измерение времени и в объекты, обладающие формой и цветом. Я не в состоянии справиться с сотней измерений, а с несколькими – вполне. Это сжатие, без сомнений, упускает некоторую информацию о приспособленности. Например, я не вижу миллионы мюонов, каждый день пронизывающих мое тело, повреждая его ионизирующим излучением. Но я вижу достаточно информации о приспособленности, чтобы выжить и вырастить потомство.
Мы видим объекты в трех измерениях не потому, что воссоздаем объективную реальность, а потому, что таков формат алгоритма сжатия, который эволюция встроила в нас. Другие виды могут иметь другие форматы данных для представления приспособленности. Мы живем, двигаемся и ведем наше существование не в объективной реальности пространства-времени и объектов, а в структуре данных с форматом пространства-времени и объектов, которая развилась у Homo Sapiens, чтобы представлять выгоды приспособленности незатратным и полезным способом. Наше восприятие закодировано в эту структуру данных, но мы ошибочно верим, что ее пространственно-временной формат и есть объективная реальность, в которой мы живем. Эта ошибка понятна и даже простительна: наш формат данных ограничивает не только то, как мы видим, но и то, как мы думаем. Выйти за эти границы или даже осознать, что это возможно, непросто. Осознание этой возможности имеет долгую историю в интеллектуальной и религиозной культуре.
Предстоит много исследований о пространстве-времени и объектах как сжатого шифрования выгод приспособленности. Например, какой аспект приспособленности заключен в пространстве, а какой – во времени? Каким образом формы, цвета, текстуры и движение возникают при сжатии приспособленности? Почему сжатие приспособленности привело нас к обладанию восприятием, которое имеет разные форматы: зрение, слух, вкус, обоняние и осязание? Быть может, расстояния в пространстве кодируют затраты на получение ресурсов: яблоко, на получение которого тратится несколько калорий, может казаться на расстоянии метра, в то время как яблоко, на получение которого тратится гораздо больше калорий, может казаться гораздо дальше. Хищник может казаться тем дальше, чем больше калорий он должен израсходовать, чтобы добраться до меня. Недавние эксперименты поддерживают эту идею. Например, Деннис Проффитт и его коллеги обнаружили, что люди, которым дают напиток, содержащий глюкозу, дают меньшие приблизительные оценки расстояния, чем те, которым дают напитки, не содержащие углеводов (а вместо этого искусственный подсластитель); люди более спортивные дают меньшие приблизительные оценки расстояния, чем менее спортивные. Это предполагает, что наше восприятие расстояния зависит не просто от затрат энергии, а скорее от соотношения затрат энергии к имеющейся у нас энергии{208}.
Давайте на секундочку обратимся к исправлению ошибок. Когда мы пользуемся интернет-банкингом или покупаем онлайн, по интернету носятся ценные данные. Чтобы предотвратить их кражу хакерами, мы их шифруем. Но важна и другая проблема: шум. Предположим, вы потратили шестьдесят долларов, чтобы купить онлайн цветы для мамы. Позже вы узнаете, что шум в сети ошибся на два знака и на самом деле вы потратили шесть тысяч долларов – дорогая ошибка. Если бы такие ошибки были распространенными, онлайн торговля прекратилась бы. Чтобы избежать их, данные перед отправлением форматируют в корректирующий код.
Ключ к обнаружению и исправлению ошибок – избыточность{209}. Простым примером служит повторение. Предположим, что вы хотите отправить четыре бита данных, такую вот последовательность битов: 1101. Вы можете отправить ее три раза подряд: 1101 1101 1101. Получательница проверяет, чтобы все три передачи совпадали. Если так, то она делает вывод, что ошибки нет. Но есл