Появился препринт статьи в которой физики и специалисты по машинному обучению (четыре соавтора работают в том числе на Микрософт) обсуждают возможность того, что вселенная сама по себе обучается законами физики. Исходной точкой отсчета служит обсуждение тонкой настройки вселенной. Найденные законы физики логически не необходимы. Вполне можно представить себе вселенную с другими законами и физики ломают себе голову, почему мы живем во вселенной именно с такими законами физики.
Наиболее популярным объяснением среди физиков является апелляция к антропному принципу. Существует огромное количество вселенных со всеми возможными законами физики, мы же находимся в нашей вселенной только потому, что такие законы физики дает возможность к зарождению жизни и разума. Тем не менее, логика антропного принципа удовлетворяет не всех физиков, поскольку образование нашей вселенной при таком рассмотрении является делом чистого случая. Мы существуем, поэтому мы знаем, что такой случай удался, но это все, что может сказать антропный принцип.
Физик Ли Смолин предложил другое объяснение — космологический естественный отбор, в рамках которого образование нашей вселенной становилось более закономерным. В рассматриваемой статье предлагается другая попытка решения (Смолин один из авторов) — существует ландшафт возможных наборов законов физики и вселенная сама по себе обучается, какие законы должны быть, чтобы возникла жизнь:
‘Если законы могут изменяться, то они смогут достигнуть большего: мы считаем, что только вселенная, которая обучается своим законам, сможет породить такие новые явления как жизнь и физики.’
Авторы статьи черпают вдохновение из биологии. Предполагается, что биология дает оптимальный пример объяснения, который следует в данном случае рассматривать как идеал. В ходе эволюции все получается само по себе и для объяснения происходящего законы физики не требуется. Нечто подобного хотят достичь авторы статьи при объяснении тонкой настройки вселенной — все произошло самопроизвольно.
Должен признаться, что я не смог понять, как должен был бы происходить предполагаемый процесс самообучения вселенной. Приведу только несколько цитат про обучение и эволюцию:
‘Мы описали различные процессы обучения: обучение может происходить посредством выживания, когда популяции организмов конкурируют в опасной среде, а выжившие передают гены; обучение может происходить у индивида путем жизненного опыта, и при этом критерии того, что стоит изучать, могут быть аутодидактическими; обучение может быть спроектировано в программную модель инженером, используя произвольные критерии.’
‘Дарвин предположил, что эстетическое чувство выбора партнера, половой отбор, стал центральным двигателем эволюции. В человеческом интеллектуальном поведении мы иногда наблюдаем обучение, которое мотивируется не взаимодействием с непосредственной угрозой или необходимостью выживания, а такими вещами, как любопытство, стремление к элегантности, красоте или другим трудноопределимым целям.’
‘Если нейронные сети могут предсказывать или заново открывать теории, о которых мы знаем, не может ли природа походить как на нейронные сети, так и на теории?’
В целом могу только сказать, что физики столкнулись с проблемой, аналогичной тому, что в свои времена любили обсуждать схоласты: о необходимости и волюнтаризме Бога. Имел ли Бог выбор при создании мира или в силу разных причин выбора на самом деле не было — Бог с необходимостью обязан был создать самый лучший мир из всех возможных миров. В наше просвещенное время роль Бога отдается Эволюции и вопрос модифицируется таким образом: являются ли законы физики закономерным исходом эволюции (космологический или самообучения) или чистой случайностью.
В заключение отмечу, что в качестве предшественника идеи в начале статьи упоминается Чарльз Сандерс Пирс. Он действительно относился к законам как привычкам, но в основе мироздания у Пирса находился разум:
‘Материя — это просто омертвевший разум по мере развития привычек до такой степени, что их уже нельзя изменить.’
Более того, замечание о том, что Пирс первым применил естественный отбор к космологии совершенно неправильно. Космология Пирса была эволюционной, но в центре эволюции был не естественный отбор, а любовь. Это именно то, что, по-моему, в современной науке днем с огнем не сыщешь.
Информация
Stephon Alexander, William J. Cunningham, Jaron Lanier, Lee Smolin, Stefan Stanojevic, Michael W. Toomey, Dave Wecker, The Autodidactic Universe, Submitted on 29 Mar 2021.
Обсуждение
https://evgeniirudnyi.livejournal.com/253760.html
18.08.2019 Единая эволюционная теория Дарвина для физических и биологических систем
Физикам, по-прежнему, не дают покоя лавры Дарвина. Физик Карлос Баладрон (Carlos Baladrón) и математик Андрей Хренников работают над теорией физики, в основу которой положены идеи дарвиновской эволюции. Теория должна одновременно решить целый ряд проблем фундаментальной физики:
- Биологические системы должны стать естественным расширением физических систем;
- Законы физики должны получиться в ходе эволюции динамической системы;
- Информация должна интерпретироваться как полезность при достижении стабильности или выживаемости агента;
- Квантовомеханическое поведение (включая запутанность) должно появиться как результат оптимизации прошлых, настоящих и ожидаемых потоков информации при достижении стабильности системы.
Предлагаемая онтология, правда, выглядит несколько экстравагантной. На рисунке ниже фундаментальная физическая система, движущаяся по траектории, совмещена с машиной Тьюринга, исполняющей программу P и с генератором случайных чисел R. Таким образом, все время происходит взаимодействие между физическим и информационным пространствами. В результате с прагматической точки зрения фундаментальную физическую систему можно рассматривать как агента. Предполагается, что программа P меняется в ходе эволюции физической системы и что именно дарвиновская эволюция обеспечит оптимальную стратегию изменения программы.
Баладрон и Хренников предполагают, что использование формализма эволюционно стабильных стратегий идеально подходит для достижения ситуации, когда взаимодействие агентов, подверженных естественному отбору, приведет к возникновению стабильно функционирующих физических законов, (они в данном случае связаны с эволюционирующими программами P). В статье рассматривается возможный вариант такого развития, который также приводит к ожидаемому квантовому поведению микроскопических систем.
Отмечу, что теория находится в разработке и в статье описаны только основные идеи. Статья вышла в тематическом номере журнала, озаглавленного «Модели квантовой информации в биологии: от молекулярной биологии к когниции» (Quantum information models in biology: from molecular biology to cognition).
Baladron, C. and Khrennikov, A., 2017. Outline of a unified Darwinian evolutionary theory for physical and biological systems. Progress in biophysics and molecular biology, 130, pp.80-87.