Náhodná realita

rubrika: Populárně naučný koutek


"Informace je převratně novým druhem koncepce a rozpoznání této skutečnosti je jedním z milníku našeho věku." - Gregory Chaitin

"Přiznáváme se, že otroky jsme pouhé náhody" - William Shakespeare, Zimní pohádka

Lucifer


musime-si-promluvit-o-kelvinovi.jpgSvět je složitý. Dešťové mraky se ženou oblohou. Strom se zlehka kýve ve vánku. Žena v červeném kabátu venčí na ulici svého světlého pudlíka a zastavuje se na přechodu pro chodce. K přesnému popisu této scény je zapotřebí nesmírné množství informací. Je například nutné specifikovat polohu, tvar a složení každého mraku, každé větve, listu na stromě a tak dále. Abychom se ujistili, že je scéna jednoznačně odlišitelná od nesčetných jiných možností, musí být specifikováno velké množství věcí a to je důvodem, proč je potřeba tolik informací. Je totiž obrovské množství způsobů, jak by se mohly scény od sebe lišit, neskutečná spousta alternativních způsobů, jak by mohl být jejich materiál uspořádán. Mrak by se mohl nacházet na jiném místě, strom by mohl být nahrazen sloupem pouličního světla, ženu se psem by mohl nahradit muž venčící fretku. Abychom si byli jisti, že si scénu nelze splést s jinou, je skutečně nutné specifikovat polohu a vlastnosti každého jednotlivého atomu. Dokonce i každé subatomární částice.

Poznatek, že k popisu vesmíru je zapotřebí obrovské množství informací, se může zdát banální a bez většího významu. ve skutečnosti však prozrazuje o našem vesmíru cosi důležitého. Podle fyzika Stephena Hsua z oregonské univerzity v Eugene to vypovídá o tom, že okolní svět je takový, jaký je, a ne čirou náhodou jiný. Složitost světa je výsledkem dlouhé série hodu kostkou, sahající zpět až k počátku času. Einstein proslul větou: "Bůh nehraje s vesmírem kostky." Hsu však odvětil: "Nejenže Bůh s vesmírem kostky hraje, ale kdyby je nehrál, žádný vesmír by zde nebyl - alespoň ne vesmír tak bohatý a složitý, aby v něm došlo ke vzniku života."

Když vesmír vznikl, obsahoval pouze 1000 bitů informací, nyní však obsahuje 1089 bitů. Možná není zcela zřejmé, jak velkou záhadou tento mimořádný nárůst informací je, ale věřte, že je velkou záhadou. Abychom pochopili proč, je nutné vysvětlit fyzikální zákony. Einsteinova teorie gravitace - všeobecná teorie relativity - je teorií deterministickou. Deterministické zákony jsou ve skutečnosti synonymem pro zachování informace. Všeobecná relativita aplikovaná na celý vesmír jinými slovy popisuje, jak se určitý stav vesmíru později přemění na jiný. Nenastává však žádná změna v informačním obsahu vesmíru.

Jak si potom poradit se skutečností, že předinflační vesmír obsahoval pouze 1000 bitů informací a současný vesmír jich obsahuje 1089? Odpověď se nachází v tom, že synonymem pro informaci je náhodnost. Jaké procesy byly tedy od počátku inflace zodpovědné za vnesení informací/náhodnosti do vesmíru? Hsu o tom nemá pochyb. "Mohly to být pouze kvantové procesy", tvrdí. Zákony kvantové fyziky nejsou návodem pro předvídání budoucnosti se stoprocentní určitostí. Jsou receptem na předpověď velkého množství možných budoucností, z nichž každá se může stát s určitou pravděpodobností. "Věci se ve světě kolem nás dějí kvůli nesčetným invazím náhodnosti vnesené do vesmíru v době Velkého třesku - kvůli hodu kvantovou kostkou", říká Hsu.

Jak je slučitelné zvyšování počtu informací ve vesmíru s nemilosrdným zvyšováním entropie v souladu s druhým termodynamickým zákonem? Ukazuje se, že entropie a informace spolu úzce souvisejí. Fyzikové devatenáctého století zjistili, že entropie se zvyšuje kvůli tomu, že počet neuspořádaných stavů přístupných atomům apod. ohromně převažuje nad počtem možných uspořádaných stavů. "Ačkoli to nevěděli, tyto stavy jsou ve skutečnosti kvantovými stavy, jako je kupříkladu stav elektronu rotujícího uvnitř atomu," míní Hsu. "Entropie se zvyšuje, protože neuspořádané kvantové stavy přístupné subatomárním částicím enormně převyšují ty uspořádané. Vše do sebe zapadá."

Einstein pokládal kvantové stavy - náhodné a bez příčiny - za zcela nepřípustné. Podle Hsua mají však k nepřípustnosti daleko. Jsou naprosto nezbytné. Za naši zdejší existenci vděčíme právě kvantové nepředvídatelnosti. Podívejte se kolem sebe - na růži či novorozeně, na letadlo zanechávající za sebou bílou čáru napříč modrou oblohou. Žijeme ve světě nekonečné složitosti. Veškerá komplexita, kterou vidíte, je však pouze výsledkem dlouhé sekvence kvantových hodů mincí od dob skončení inflace. Ať se vám to líbí či ne, žijeme ve světě náhodné reality.

Zdroj: Marcus Chown, Musíme si promluvit o Kelvinovi


komentářů: 4         



Komentáře (4)


Vložení nového příspěvku
Jméno
E-mail  (není povinné)
Název  (není povinné)
Příspěvek 
PlačícíÚžasnýKřičícíMrkajícíNerozhodnýS vyplazeným jazykemPřekvapenýUsmívající seMlčícíJe na prachySmějící seLíbajícíNevinnýZamračenýŠlápnul vedleRozpačitýOspalýAhojZamilovaný
Kontrolní kód_   

« strana 1 »

4
STK (neregistrovaný) 26.04.2011, 18:39:14
Díky Lucifere, teď už to vypadá mnohem pravděpodobněji. Popis celého světa v jednom kilobitu - tož to by byl nářez přímo filozofický. Nebo téměř absolutní komprese sdělení. Téměř, protože "věs mir" s absolutní kompresí zní: 1 [Mrkající

Starý Tlustý Kocour

Lucifer
3 oprava
Lucifer 26.04.2011, 16:20:12
STK: Dík za upozornění. Zapomněl jsem zformátovat 89 na exponent, ačkoli ve svém rtf textu to mám. Těch 1000 bitů po velkém třesku spočítal Marcus Chown na základě inflačního modelu. Podrobnosti neznám, ale asi by se daly na internetu vyhledat. Příspěvek je napsán na základě uvedeného zdroje, který představuje populárně vědeckou literaturu.

2 1 000 bitů
STK (neregistrovaný) 24.04.2011, 12:24:00
Pěkné, vědecky podložené. Ale: jak se došlo k těm 1 089 bitům? Co popisují? A co popisoval těch 1 000 b v době Big Bangu?

1
Najihu (neregistrovaný) 14.04.2011, 11:01:55
Dík za pěkný příspěvek k nestabilitě stabilního řádu.

«     1     »