Модель с потенциалом для представления фундаментальной физики
Еще в 2002 Stephen Wolfram написал манифест о вычислительной природе Вселенной.
Рассуждая о настройке модели для вселенной, Wolfram говорит о наличии языка, на котором можно описать нашу модель вселенной.
• Это должен быть язык, который люди могут понять.
• Это должен быть язык, который может выражать вычислительные идеи.
• Это должен быть язык, который на самом деле может представлять основную структуру физики.
Так каким должен быть этот язык?
Какие виды примитивов он должен содержать?
Wolfram описывает модель вселенной набором правил, похожих на компьютерную алгебру - набор абстрактных отношений между абстрактными элементами, которые он называет "гиперграфами".
Из этих правил возникает физическая реальность вселенной, всплывает пространство, время, элементарные частицы и т.д.
В основе моделей Wolfram лежат правила переписывания коллекций отношений.
Пример правила:
{{x, y}} -> {{x, y}, {y, z}}
В графических терминах использовалось следующее правило:
и последовательность шагов:
Продолжение применять то же правило еще для трех шагов дает:
Еще через несколько шагов:
Давайте сделаем это еще несколько раз, и посмотрим на получившуюся картину:
Что мы видим?
Применение простого правила, снова и снова приводит к тому, что получившийся граф выглядит действительно сложно. Так, как будто он имеет определенную форму.
Это вид самопроизвольного возникновения сложности оказывается совершенно повсеместным среди простых правил и простых программ.
Еще в начале 1980-х годов , когда Wolfram начал изучать вычислительную вселенную простых программ, он сделал важное открытие: даже когда базовые правила для системы чрезвычайно просты, поведение системы в целом может быть по существу сколь угодно богатым и сложным.
Может ли Вселенная работать таким образом?
Может ли быть так, что под всем этим богатством и сложностью, которые мы видим в физике, есть простые правила?
Ключевая идея - вся фундаментальная физика может представлять собой простые сетевые отображения.
Это напоминает игру «Жизнь» (имитируемую клеточными автоматами), где простые правила приводят к неимоверной сложности, которую мы видим в окружающем мире.
Идея в том, что вся эта сложность возникает и регулируются несколькими простыми правилами отношений.
Осталось только верно сформулировать эти правила.
В сухом остатке:
• Все в природе состоит из бесконечно усложняющихся динамических сетей отношений, представляющих собой "гиперграфы" (сети, в которых точки соединяются линиями отношений).
Вселенная - это самая большая и постоянно увеличивающаяся сеть отношений, составляющих пространство и все то, что находится внутри него.
• Сложные "гиперграфы" могут имитировать особенности Вселенной, включая материю и энергию, наряду с воспроизведением физических структур и процессов, описанных теорией относительности и квантовой механикой.
• Сложные развивающиеся "гиперграфы" можно получить, применяя простые правила к простым отправным точкам. Соединяя их между собой линиями отношений, можно получить граф связей, соответствующий структуре пространства.
Получается, что все пространство может считаться не просто единообразным набором неразличимых точек, а сетью точек, которые связаны между собой непостижимо сложными узорами. Они воспроизводят материю и энергию, а также взаимосвязи, известные как законы физики.
Люди воспринимают мир подобно тому, как рыбы воспринимают океан. Для них это безликая однообразная среда, но на самом деле, вода состоит из молекул, которые имеют взаимосвязь и объединены в огромнейшую сеть по всей планете.
/Источник №1//Источник №2/
