როგორც იქნა, პასუხი შეიძლება გაეცეს კითხვას, რომელიც მთელი გასული საუკუნის განმავლობაში ურევდა თავგზას; თუმცა, პასუხი შეიძლება ის არაა, რასაც ყველა ელოდა.
ამჟამინდელი თეორიის ახალ, დეტალურ ანალიზში, ბრიტანეთის კოლუმბიის ფიზიკოსთა ჯგუფმა მირ ფაიზალის ხელმძღვანელობით აჩვენა, რომ არ არსებობს უნივერსალური „ყველაფრის თეორია“, რომელიც სუფთად აერთიანებს ზოგად ფარდობითობას კვანტურ მექანიკასთან – სულ მცირე, ალგორითმულთან.
ამის ბუნებრივი შედეგი ის არის, რომ სამყარო ვერ იქნება სიმულაცია, რადგან ნებისმიერი ასეთი სიმულაცია ალგორითმულად უნდა მუშაობდეს.
„ვაჩვენეთ, რომ შეუძლებელია, ფიზიკური რეალობის ყველა ასპექტი აღწერო კვანტური გრავიტაციის კომპიუტერული თეორიის გამოყენებით. გამომდინარე აქედან, ფიზიკურად სრულყოფილი და თანმიმდევრული ყველაფრის თეორია მხოლოდ კომპიუტერულიდან ვერ იქნება მიღებული. ამის ნაცვლად, ის საჭიროებს არაალგორითმულ გაგებას, რომელიც უფრო მეტად ფუნდამენტურია, ვიდრე კვანტური გრავიტაციის კომპიუტერული კანონები და შესაბამისად, უფრო ფუნდამენტურიც, ვიდრე თავად სივრცე-დრო“, — ამბობს ფაიზალი.
ყველაფრის ფუნქციონირების ჩვენეულ გაგებაში ერთ-ერთი ყველაზე დიდი პრობლემა არის სივრცე-დროის უწყვეტ ქსოვილსა და კვანტური მექანიკის ბუნდოვან დუალურობას შორის არსებული ურღვევი ურთიერთობა. ვიცით, რომ სამყარო ფუნქციონირებს, მაგრამ თითოეული სფეროს აღსაწერად გამოყენებული მათემატიკა ინგრევა, როდესაც მეორეზე გამოიყენება.
ფიზიკოსები დიდი ხანია ეძებენ მათემატიკურ გადაწყვეტას — ე. წ. კვანტურ გრავიტაციას ან ყველაფრის თეორიას, რომელიც ფიზიკოსებს ზოგადი ფარდობითობიდან კვანტურ თეორიაში ხავერდოვანი გადასვლის საშუალებას მისცემს.
ფაიზალმა და მისმა კოლეგებმა გამოარჩიეს ამ გადასვლის პრობლემის გადაჭრის პოპულარული მცდელობები, როგორიცაა სიმების თეორია და მარყუჟის კვანტური გრავიტაცია.
ამ უკანასკნელთა თანახმად, სივრცე-დრო და კვანტური ველები წარმოიშობა სუფთა ინფორმაციის საფუძველზე, რომლის მიღმაც არაფერი არსებობს და რომელიც ამერიკელმა თეორიულმა ჯონ უილერმა ლაკონურად აღწერა, როგორც „მისი მიღება ბიტებიდან“.
თუმცა, ჯგუფის განცხადებით, არსებობს კარგი მიზეზები, რომ „ისინი“ ვერ შეიძლება მოდიოდნენ „ბიტებიდან“.
„არასრულყოფილებასა და განუსაზღვრელობასთან დაკავშირებული მათემატიკური თეორემების გამოყენებით ვაჩვენეთ, რომ რეალობის სრულად თანმიმდევრული და სრული აღწერა შეუძლებელია მხოლოდ კომპიუტერული თეორიით. საჭიროებს არაალგორითმულ გაგებას, რაც განსაზღვრების თანახმად, ალგორითმული კომპუტაციის მიღმაა და შესაბამისად, მისი სიმულირება შეუძლებელია. გამომდინარე აქედან, ეს სამყარო სიმულაცია ვერ იქნება“, — განმარტავს ფაიზალი.
იმის მტკიცებით, რომ ინფორმაცია, საიდანაც რეალობა წარმოიშობა, უნდა იყოს როგორც ფუნდამენტური, ასევე სასრული, ფიზიკოსებმა თავიანთი ჰიპოთეზის გადასამოწმებლად მათემატიკოსებს კურტ გიოდელს, ალფრედ ტარსკის და გრეგორი ჩაიტინს მიმართეს.
ამ სამმა თეორეტიკოსმა, რომელთაგან ბოლო ორი მეოცე საუკუნის პირველ ნახევარში მოღვაწეობდა, ჩაიტინი კი 1960-იან წლებში — ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად აჩვენეს, რომ სამყაროს ჩვენეული გაგების უნარს მკაცრი საზღვრები აქვს.
1931 წელს, გიოდელის სახელგანთქმულმა არასრულობის თეორემებმა აჩვენა, რომ ნებისმიერი თანმიმდევრული მათემატიკური სისტემა უნდა შეიცავდეს ჭეშმარიტ განცხადებებს, რომელთა დამტკიცება საკუთარი წესებით შეუძლებელია. 1933 წელს, ტარსკის განუსაზღვრელობის თეორემამ აჩვენა, რომ არითმეტიკულ სისტემას არ შეუძლია საკუთარი ჭეშმარიტების განსაზღვრა.
და ბოლოს, ჩაიტინის არასრულობის თეორემა, რომელიც გიოდელის ნაშრომს ჰგავს, აჩვენებს, რომ არსებობს მკაცრი ზედა ზღვარი იმისა, თუ რამდენად რთულია ფორმალური ალგორითმული სისტემის აღწერა.
ამ ლოგიკური თეორემების გამოყენებით, მკლვლევრებმა დაადგინეს, რომ თავად ფიზიკა სრულად კომპუტაციური ვერ იქნება. ისინი გვთავაზობენ, რომ ყველაფრის თეორიის გადაჭრის ერთადერთი გზა არის ალგორითმული შრის ზემოთ არაალგორითმული შრის დამატება, რათა წარმოიქმნას ყველაფრის მეტა-თეორია, იგივე MToE.
ამ მეტა-შრეს შეეძლება განსაზღვროს, თუ რა არის სიმართლე მათემატიკური სისტემის გარედან, რითაც მეცნიერებს გზას გაუხსნის მათემატიკური წესების დარღვევის გარეშე ისეთი ფენომენების შესასწავლად, როგორიც არის შავი ხვრელის ინფორმაციული პარადოქსი.
და რა თქმა უნდა, ეს წყვეტს ამ შემაწუხებელ პრობლემას, ვართ თუ არა სინამდვილეში „ნამდვილები“.
„ნებისმიერი სიმულაცია თავისი არსით ალგორითმულია — ის დაპროგრამებულ წესებს უნდა მიჰყვეს. მაგრამ ვინაიდან რეალობის ფუნდამენტური დონე დაფუძნებულია არაალგორითმულ გაგებაზე, სამყარო არ შეიძლება იყოს და ვერც ვერასოდეს იქნება სიმულაცია“, — ამბობს ფაიზალი.
კვლევა Journal of Holography Applications in Physics-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია news.ok.ubc.ca-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
