Naukowcy udowodnili, że matryca nie istnieje. Naukowcy udowodnili niemożność istnienia matrycy. Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki przyznana za odkrycie fal grawitacyjnych
Hipoteza komputerowej symulacji naszego wszechświata została postawiona w 2003 roku przez brytyjskiego filozofa Nicka Bostroma, ale zyskała już swoich zwolenników w osobie Neila deGrasse Tysona i Elona Muska, którzy powiedzieli, że prawdopodobieństwo hipotezy wynosi prawie 100% . Opiera się na założeniu, że wszystko, co istnieje w naszym wszechświecie, jest produktem symulacji, podobnej do eksperymentów przeprowadzanych przez maszyny z trylogii Matrix.
Teoria symulacji
Teoria sugeruje, że przy wystarczającej liczbie komputerów o dużej mocy obliczeniowej możliwe staje się szczegółowe symulowanie całego świata, który będzie tak wiarygodny, że jego mieszkańcy będą świadomi i inteligentni.
Na podstawie tych pomysłów możemy założyć: co uniemożliwia nam życie w symulacji komputerowej? Być może bardziej zaawansowana cywilizacja przeprowadza podobny eksperyment, otrzymawszy niezbędne technologie, a cały nasz świat jest symulacją?
Wielu fizyków i metafizyków stworzyło już przekonujące argumenty na rzecz tej idei, odwołując się do różnych anomalii matematycznych i logicznych. Na podstawie tych argumentów można założyć istnienie kosmicznego modelu komputerowego.
Matematyczne odrzucenie pomysłu
Jednak dwóch fizyków z Oksfordu i Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie, Zohar Ringel i Dmitry Kovrizhin, udowodniło, że taka teoria jest niemożliwa. Opublikowali swoje odkrycia w czasopiśmie Science Advances.
Modelując układ kwantowy, Ringel i Kovrizhin odkryli, że symulacja zaledwie kilku cząstek kwantowych wymagałaby ogromnych zasobów obliczeniowych, które ze względu na naturę fizyki kwantowej rosłyby wykładniczo wraz z liczbą symulowanych kwantów.
Do przechowywania macierzy opisującej zachowanie 20 spinów cząstek kwantowych wymagany jest terabajt pamięci RAM. Ekstrapolując te dane na zaledwie kilkaset spinów, dowiadujemy się, że stworzenie komputera z taką ilością pamięci wymagałoby więcej atomów niż całkowita liczba atomów we wszechświecie.
Innymi słowy, biorąc pod uwagę złożoność obserwowanego przez nas świata kwantowego, można udowodnić, że każda proponowana symulacja komputerowa wszechświata zawiedzie.
A może to symulacja?
Z drugiej strony, kontynuując rozumowanie filozoficzne, człowiek szybko dojdzie do pytania: „Czy to możliwe, że bardziej zaawansowane cywilizacje celowo umieszczają tę złożoność świata kwantowego w symulatorze, aby sprowadzić nas na manowce?” Dmitry Kovrizhin odpowiada na to:
To ciekawe pytanie filozoficzne. Ale jest to poza zakresem fizyki, więc wolałbym tego nie komentować.
Operacje zachowywania znaków na dwuwymiarowych siatkach
Zohar Ringel, Dmitry L. Kovrizhin / Postęp naukowy
W niektórych systemach kwantowych problem znaku jest zasadniczo nierozwiązywalny. Oznacza to, że nie można ich skutecznie symulować na klasycznych komputerach. Dwóch fizyków, w tym jeden z Instytutu Kurchatowa, wykazało, że taki problem wynika z anomalii grawitacyjnych w układach o bozonowych stopniach swobody, takich jak ułamkowy efekt Halla. Artykuł opublikowany w czasopiśmie Postępy w nauce.
Tradycyjnie uważa się, że wszystkie problemy, które można skutecznie rozwiązać na komputerze klasycznym, można równie skutecznie rozwiązać na komputerze kwantowym, ale nie odwrotnie. Na przykład, nie znaleziono jeszcze skutecznych symulatorów klasycznych dla wielu układów z bozonowymi stopniami swobody, które powstają naturalnie podczas badania modeli oddziałujących na siebie kwantowych układów wielociałowych (kwantowe układy wielociałowe). W nowej pracy naukowcy wykazali, że brak takich symulacji wynika nie z braku pomysłowości badaczy, ale z fundamentalnej niemożności ich istnienia.
Autorzy artykułu zwracają uwagę, że udowodnienie niemożności symulacji klasycznych w ogóle jest zadaniem źle zdefiniowanym. W związku z tym wykazali, że podstawowe problemy pojawiają się przy stosowaniu najpopularniejszej metody badań numerycznych w terenie, czyli kwantowej metody Monte Carlo. Głównym narzędziem tej metody jest funkcja generująca (funkcja podziału , nie powinna być mylona z funkcją podziału z mechaniki statystycznej). Znając to, za pomocą różniczkowania łatwo znaleźć funkcje korelacyjne systemu. Okazuje się jednak, że obliczenie funkcjonału nie zawsze jest możliwe ze względu na problem ze znakiem, gdy fazy całki szybko się zmieniają.
Podstawowa idea dowodu fizyka opiera się na pojęciu anomalii. Anomalie to szczególne efekty, które pojawiają się, gdy symetria obecna na poziomie klasycznej teorii pola zostaje naruszona na poziomie kwantowej teorii pola. Zarówno zwykły efekt Halla, jak i temperaturę (efekt Rigi-Leduca, termiczny efekt Halla) można rozumieć w kategoriach anomalii – ładunku i grawitacji (anomalie grawitacyjne, przymiotnik „grawitacyjny” pojawia się ze względu na ogólną kowariancję teorii, a nie ze względu na efekty grawitacyjne ).
Często, kojarząc teorie anomalne ze statycznymi polami cechowania, okazuje się, że przepływy pola cechowania prowadzą do pojawienia się złożonych czynników fazowych w funkcjonale generującym. Uniemożliwia to skonstruowanie funkcjonału generującego bez problemu znakowego, w którym fazy złożone są z definicji zakazane. Jednak nie zawsze tak jest i istnieją różne kontrprzykłady. Subtelność polega na tym, że złożone fazy mogą powstać nie w oryginalnej teorii, ale w wyniku dodania strumienia pola cechowania.
Dowód, że dla klasycznego funkcjonału generującego w 2+1-wymiarowej teorii bozonowego ułamkowego kwantowego efektu Halla na płaszczyźnie lub torusie nie da się pozbyć problemu znaku, fizycy przeprowadzili w trzech krokach. Po pierwsze ustalili, że anomalie grawitacyjne przyczyna wzbudzenia chiralne na granicy badanej objętości. Następnie wykazali, że istnienie w tej teorii przestrzennie izolowanego kanału chiralnego zakazana pod warunkiem, że operator translacji i operator Perron-Frobenius są nieujemne. Jednocześnie istnienie funkcjonału generującego bez znaku (czyli takiego, w którym nie ma problemu ze znakiem) prowadzi do nieujemności tych operatorów. Uzyskana sprzeczność świadczy zatem o niemożności obejścia problemu znaku w tej teorii.
Fizycy następnie przyjrzeli się sfrustrowanym układom kwantowym, w których stany podobne do tych wynikających z ułamkowego efektu Halla pojawiają się z powodu spontanicznego złamania symetrii czasu (symetria odwrócenia czasu). Na przykład takie systemy obejmują kwantowe antyferromagnetyki Kagome. Na ogół powyższe rozważania mają do nich zastosowanie, chociaż należy poczynić pewne dodatkowe założenia mikroskopowe.
W ten sposób naukowcy wykazali, że dla szerokiej klasy układów kwantowych przy obliczaniu metodą kwantowego Monte Carlo zasadniczo nie można pozbyć się problemu ze znakiem. Oznacza to, że takich systemów nie da się skutecznie symulować przy użyciu konwencjonalnych, klasycznych komputerów. Być może tę przeszkodę uda się w przyszłości pokonać przy pomocy komputerów kwantowych.
Niedawno rozmawialiśmy o tym, jak fizycy rozwiązali problem znaku za pomocą sieci neuronowej w 1+1-wymiarowym modelu Thirringa.
Dmitrij Trunin
Możliwość podróżowania w czasie metodami optycznymi została odrzucona przez naukowców z Hongkongu. Jednak nadal istnieje hipotetyczna możliwość stworzenia wehikułu czasu przy użyciu obszarów supergrawitacji, takich jak czarne dziury lub „tule czasoprzestrzenne”.
Jednym z hipotetycznych sposobów podróżowania w czasie jest podróżowanie z prędkością światła lub większą od niej. Pomimo jednego z fundamentalnych stwierdzeń teorii względności Einsteina, jakim jest niemożność osiągnięcia prędkości większych niż prędkość światła, w ciągu ostatnich dziesięciu lat w środowisku naukowym toczyła się dyskusja, której istotą jest to, że pojedyncze fotony mogą być "Nadświetlny".
Udowodnienie istnienia takich fotonów oznaczałoby teoretyczną możliwość podróży w czasie, ponieważ fotony te naruszałyby zasadę przyczynowości.
Ta zasada w fizyce klasycznej oznacza, co następuje: każde zdarzenie, które wystąpiło w czasie t 1, może wpłynąć na zdarzenie, które miało miejsce w czasie t 2 tylko wtedy, gdy t 1 jest mniejsze niż t 2 . W teorii względności zasada ta jest sformułowana w podobny sposób, dodaje się do niej jedynie warunki związane z efektami relatywistycznymi, dzięki czemu czas zależy od wybranego układu odniesienia.
Powód wznowienia dyskusji o istnieniu fotonów „nadświetlnych” pojawił się w styczniu 2010 roku. Następnie w magazynie Optic Express ukazał się artykuł amerykańskich naukowców, który opisał dział naukowy Gazeta.Ru. W swoim eksperymencie naukowcy przepuszczali fotony przez stos materiałów o różnym charakterze.
Dzięki naprzemiennym warstwom o wysokim i niskim współczynniku załamania, naukowcy zaobserwowali, że pojedyncze fotony przemieszczają się przez płytę o grubości 2,5 mikrona z prędkością, która wydaje się być nadświetlna.
Autorzy pracy próbowali wyjaśnić to zjawisko z punktu widzenia korpuskularno-falowej natury światła (wszak światło jest jednocześnie falą i strumieniem cząstek-fotonów) bez naruszania teorii względności, argumentując że obserwowana prędkość jest pewnego rodzaju iluzją. W eksperymencie światło zarówno rozpoczyna, jak i kończy swoją podróż jako foton. Kiedy jeden z tych fotonów przekroczy granicę między warstwami materiału, na każdej powierzchni tworzy falę – optyczny prekursor-prekursor (dla jasności można porównać prekursor optyczny z falą powietrza, która pojawia się przed jadącym pociągiem).
Fale te oddziałują ze sobą, tworząc wzór interferencji: to znaczy, że natężenia fal ulegają redystrybucji, tworząc wzór wyraźnych maksimów i minimów, tak jak w oceanie tworzy się warstwa pływowa z nadchodzącymi falami - wypiętrzenie wody. Przy pewnym ułożeniu warstw H i L, interferencja fal powoduje efekt „wczesnego nadejścia” części fotonów. Natomiast inne fotony przybywają zauważalnie później niż zwykle ze względu na pojawienie się na obrazie minimów interferencyjnych. Aby poprawnie wykryć prędkość, musisz zarejestrować wszystkie fotony przechodzące przez warstwy, a następnie uśrednienie da zwykłą prędkość światła.
Aby potwierdzić to wyjaśnienie, konieczne było dokonanie obserwacji pojedynczego fotonu i jego optycznego prekursora.
Odpowiedni eksperyment został zorganizowany przez grupę naukowców kierowaną przez profesora Du Chengwang z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Hongkongu (HKUST).
W swoim eksperymencie naukowcy stworzyli parę fotonów, po czym jeden z nich został wysłany do ośrodka składającego się z atomów rubidu schłodzonych do niskich temperatur. Tworząc elektromagnetycznie indukowany efekt przezroczystości (gdzie ośrodek pochłaniający promieniowanie staje się przezroczysty po przyłożeniu do niego odpowiedniego pola), Du i współpracownicy z powodzeniem zmierzyli prędkość zarówno samego fotonu, jak i jego optycznego prekursora. „Nasze wyniki pokazują, że zasada przyczynowość jest spełniony dla pojedynczych fotonów” — czytamy w streszczeniu artykułu opublikowanego w Physical Review Letters.
W ten sposób praca ta położyła kres naukowej dyskusji o tym, czy mogą istnieć oddzielne „nadświetlne” fotony.
Ponadto eksperyment naukowców z Hongkongu jest ważny dla rozwoju optyki kwantowej, lepszego zrozumienia mechanizmu przejść kwantowych i ogólnie niektórych zasad fizyki.
Cóż, ludzie, którzy marzą o cofnięciu się w czasie, nie powinni rozpaczać.
Naruszenie zasady przyczynowości przez pojedyncze fotony nie było jedyną hipotetyczną możliwością stworzenia wehikułu czasu.
Jednym z hipotetycznych sposobów podróżowania w czasie jest podróżowanie z prędkością światła lub większą od niej. Pomimo jednego z fundamentalnych stwierdzeń teorii względności Einsteina, jakim jest niemożność osiągnięcia prędkości większych niż prędkość światła, w ciągu ostatnich dziesięciu lat w środowisku naukowym toczyła się dyskusja, której istotą jest to, że pojedyncze fotony mogą być „nadświetlnym”.
Udowodnienie istnienia takich fotonów oznaczałoby teoretyczną możliwość podróży w czasie, ponieważ fotony te naruszałyby zasadę przyczynowości.
Ta zasada w fizyce klasycznej oznacza, co następuje: każde zdarzenie, które wystąpiło w czasie t 1, może wpłynąć na zdarzenie, które miało miejsce w czasie t 2 tylko wtedy, gdy t 1 jest mniejsze niż t 2 . W teorii względności zasada ta jest sformułowana w podobny sposób, dodaje się do niej jedynie warunki związane z efektami relatywistycznymi, dzięki czemu czas zależy od wybranego układu odniesienia.
Powód wznowienia dyskusji o istnieniu fotonów „nadświetlnych” pojawił się w styczniu 2010 roku. Następnie w magazynie Optic Express ukazał się artykuł amerykańskich naukowców, który opisał dział naukowy Gazeta.Ru. W swoim eksperymencie naukowcy przepuszczali fotony przez stos materiałów o różnym charakterze.
Dzięki naprzemiennym warstwom o wysokim i niskim współczynniku załamania, naukowcy zaobserwowali, że pojedyncze fotony przemieszczają się przez płytę o grubości 2,5 mikrona z prędkością, która wydaje się być nadświetlna.
Autorzy pracy próbowali wyjaśnić to zjawisko z punktu widzenia korpuskularno-falowej natury światła (wszak światło jest jednocześnie falą i strumieniem cząstek-fotonów) bez naruszania teorii względności, argumentując że obserwowana prędkość jest pewnego rodzaju iluzją. W eksperymencie światło zarówno rozpoczyna, jak i kończy swoją podróż jako foton. Kiedy jeden z tych fotonów przekroczy granicę między warstwami materiału, na każdej powierzchni tworzy falę – optyczny prekursor-prekursor (dla jasności można porównać prekursor optyczny z falą powietrza, która pojawia się przed jadącym pociągiem). Fale te oddziałują ze sobą, tworząc wzór interferencji: to znaczy, że natężenia fal ulegają redystrybucji, tworząc wzór wyraźnych maksimów i minimów, tak jak w oceanie tworzy się warstwa pływowa z nadchodzącymi falami - wypiętrzenie wody. Przy pewnym ułożeniu warstw H i L interferencja fal powoduje efekt „wczesnego nadejścia” części fotonów. Natomiast inne fotony przybywają zauważalnie później niż zwykle ze względu na pojawienie się na obrazie minimów interferencyjnych. Aby poprawnie wykryć prędkość, musisz zarejestrować wszystkie fotony przechodzące przez warstwy, a następnie uśrednienie da zwykłą prędkość światła.
Aby potwierdzić to wyjaśnienie, konieczne było dokonanie obserwacji pojedynczego fotonu i jego optycznego prekursora.
Odpowiedni eksperyment został zorganizowany przez grupę naukowców kierowaną przez profesora Du Chengwang z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Hongkongu (HKUST).
W swoim eksperymencie naukowcy stworzyli parę fotonów, po czym jeden z nich został wysłany do ośrodka składającego się z atomów rubidu schłodzonych do niskich temperatur. Tworząc elektromagnetycznie indukowany efekt przezroczystości (gdzie ośrodek pochłaniający promieniowanie staje się przezroczysty po przyłożeniu do niego odpowiedniego pola), Du i współpracownicy z powodzeniem zmierzyli prędkości zarówno samego fotonu, jak i jego optycznego prekursora. zasada przyczynowości jest spełniona dla pojedynczych fotonów” – czytamy w streszczeniu. artykuł opublikowany w Physical Review Letters.
W ten sposób praca ta położyła kres naukowej dyskusji na temat tego, czy mogą istnieć oddzielne „nadświetlne” fotony.
Ponadto eksperyment naukowców z Hongkongu jest ważny dla rozwoju optyki kwantowej, lepszego zrozumienia mechanizmu przejść kwantowych i ogólnie niektórych zasad fizyki.
Cóż, ludzie, którzy marzą o cofnięciu się w czasie, nie powinni rozpaczać.
Naruszenie zasady przyczynowości przez pojedyncze fotony nie było jedyną hipotetyczną możliwością stworzenia wehikułu czasu.
W wywiadzie Gwiazda Toronto Du Chengwang stwierdził:„Podróże w czasie w oparciu o fotony lub metody optyczne nie są możliwe, ale nie możemy wykluczyć innych możliwości, takich jak czarne dziury lub „tule czasoprzestrzenne”.
Możliwość podróżowania w czasie metodami optycznymi została odrzucona przez naukowców z Hongkongu. Jednak nadal istnieje hipotetyczna możliwość stworzenia wehikułu czasu przy użyciu obszarów supergrawitacji, takich jak czarne dziury lub „tule czasoprzestrzenne”.
Jednym z hipotetycznych sposobów podróżowania w czasie jest podróżowanie z prędkością światła lub większą od niej. Pomimo jednego z fundamentalnych stwierdzeń teorii względności Einsteina, jakim jest niemożność osiągnięcia prędkości większych niż prędkość światła, w ciągu ostatnich dziesięciu lat w środowisku naukowym toczyła się dyskusja, której istotą jest to, że pojedyncze fotony mogą być „nadświetlnym”.
Udowodnienie istnienia takich fotonów oznaczałoby teoretyczną możliwość podróży w czasie, ponieważ fotony te naruszałyby zasadę przyczynowości.
Ta zasada w fizyce klasycznej oznacza, co następuje: każde zdarzenie, które wystąpiło w czasie t 1, może wpłynąć na zdarzenie, które miało miejsce w czasie t 2 tylko wtedy, gdy t 1 jest mniejsze niż t 2 . W teorii względności zasada ta jest sformułowana w podobny sposób, dodaje się do niej jedynie warunki związane z efektami relatywistycznymi, dzięki czemu czas zależy od wybranego układu odniesienia.
Powód wznowienia dyskusji o istnieniu fotonów „nadświetlnych” pojawił się w styczniu 2010 roku. Następnie w magazynie Optic Express ukazał się artykuł amerykańskich naukowców, który opisał dział naukowy Gazeta.Ru. W swoim eksperymencie naukowcy przepuszczali fotony przez stos materiałów o różnym charakterze.
Dzięki naprzemiennym warstwom o wysokim i niskim współczynniku załamania, naukowcy zaobserwowali, że pojedyncze fotony przemieszczają się przez płytę o grubości 2,5 mikrona z prędkością, która wydaje się być nadświetlna.
Autorzy pracy próbowali wyjaśnić to zjawisko z punktu widzenia korpuskularno-falowej natury światła (wszak światło jest jednocześnie falą i strumieniem cząstek-fotonów) bez naruszania teorii względności, argumentując że obserwowana prędkość jest pewnego rodzaju iluzją. W eksperymencie światło zarówno rozpoczyna, jak i kończy swoją podróż jako foton. Kiedy jeden z tych fotonów przekracza granicę między warstwami materiału, na każdej powierzchni tworzy falę – prekursor optyczny-prekursor (dla jasności można porównać prekursor optyczny z falą powietrza, która pojawia się przed jadącym pociągiem). Fale te oddziałują ze sobą, tworząc wzór interferencji: to znaczy, że natężenia fal ulegają redystrybucji, tworząc wzór wyraźnych maksimów i minimów, tak jak w oceanie tworzy się warstwa pływowa z nadchodzącymi falami - wypiętrzenie wody. Przy pewnym ułożeniu warstw H i L interferencja fal powoduje efekt „wczesnego nadejścia” części fotonów. Natomiast inne fotony przybywają zauważalnie później niż zwykle ze względu na pojawienie się na obrazie minimów interferencyjnych. Aby poprawnie wykryć prędkość, musisz zarejestrować wszystkie fotony przechodzące przez warstwy, a następnie uśrednienie da zwykłą prędkość światła.
Aby potwierdzić to wyjaśnienie, konieczne było dokonanie obserwacji pojedynczego fotonu i jego optycznego prekursora.
Odpowiedni eksperyment został zorganizowany przez grupę naukowców kierowaną przez profesora Du Chengwang z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Hongkongu (HKUST).
W swoim eksperymencie naukowcy stworzyli parę fotonów, po czym jeden z nich został wysłany do ośrodka składającego się z atomów rubidu schłodzonych do niskich temperatur. Tworząc efekt przezroczystości indukowanej elektromagnetycznie (gdzie ośrodek pochłaniający promieniowanie staje się przezroczysty po przyłożeniu do niego odpowiedniego pola), Du i współpracownicy z powodzeniem zmierzyli prędkość zarówno samego fotonu, jak i jego optycznego prekursora. „Nasze wyniki pokazują, że zasada przyczynowości odnosi się do pojedynczych fotonów” – mówi streszczenie. artykuł opublikowany w Physical Review Letters.
W ten sposób praca ta położyła kres naukowej dyskusji na temat tego, czy mogą istnieć oddzielne „nadświetlne” fotony.
Ponadto eksperyment naukowców z Hongkongu jest ważny dla rozwoju optyki kwantowej, lepszego zrozumienia mechanizmu przejść kwantowych i ogólnie niektórych zasad fizyki.
Cóż, ludzie, którzy marzą o cofnięciu się w czasie, nie powinni rozpaczać.
Naruszenie zasady przyczynowości przez pojedyncze fotony nie było jedyną hipotetyczną możliwością stworzenia wehikułu czasu.
W wywiadzie Gwiazda Toronto Du Chengwang stwierdził:
„Podróże w czasie w oparciu o fotony lub metody optyczne nie są możliwe, ale nie możemy wykluczyć innych możliwości, takich jak czarne dziury lub „tule czasoprzestrzenne”.
Co ciekawe: marka FxPro zyskała popularność na rynku Forex kilka lat temu. Następnie po raz pierwszy została wprowadzona przez FxPro Financial Services Ltd., której działalność jest regulowana przez Cypryjską Komisję CySEC (Komisja Papierów Wartościowych i Giełd)