Невычислимость Простого мира

⬆️

“Вычислимые функции — это множество функций вида,
f: N → N, которые могут быть реализованы на машине Тьюринга. Задачу вычисления функции f называют алгоритмически разрешимой или алгоритмически неразрешимой, в зависимости от того, возможно ли написать алгоритм, вычисляющий эту функцию.”

Как вы можете прочитать из описания Простого мира, он предполагает существование неустранимой ошибки в процессе выполнения алгоритмов. Соответственно нельзя написать алгоритм, полностью повторяющий ее поведение – ведь поведение может быть разным. Соответственно Простой Мир не вычислим.

Его поведение может сильно зависеть не только от начальных условий, комбинаций квантов каждой частицы, но и от того, какие именно частицы лишаться своих квантов и где окажутся в результате.

И чем более такая система близка к некому неравновесному состоянию, когда малое количество изменений может привести к противоположным результатам, чем больше в ней “неопределенности”, тем непредсказуемее она.

Соответственно к таким непредсказуемым, невычислимым системам относимся и мы.

По той же причине в Простом Мире невозможны “путешествия во времени”, потому что будущего и прошлого в нем не существует – только текущее состояние системы.

Опровержение Квантовой механики

⬆️

Опровержение – громко сказано. Скорее небольшое уточнение. А может большое..

На самом деле в Квантовой механике опровергать почти нечего, так как она почти ничего не утверждает. Квантовая механика – это набор формул.

Единственное, что можно опровергнуть в Квантовой механике – это утверждение, что волновая функция описывает состояние квантовой системы, так как эта формулировка подразумевает, что частица находится везде и нигде одновременно. А в дискретном мире это невозможно.

Простой Мир предлагает заменить эту формулировку на более слабое утверждение: “волновая функция в некотором виде описывает статистику поведения квантовой системы”. При такой формулировке исчезает нелокальность Квантовой механики, так как исчезает необходимость находиться во всех точках пространства одновременно. Достаточно перемещаться по пространству так, чтобы статистическая вероятность обнаружения в каждой точке пространства совпадала с вероятностью, вычисляемой из волновой функции.

В самом деле, почему волновая функция должна описывать именно статус квантовой системы? Все что нам про эту функцию точно известно – что квадрат ее модуля дает вероятность обнаружения частицы в указанной точке пространства. Статистика частицы так же дает вероятность обнаружения частицы в указанной точке пространства.

Почему это более слабое утверждение? Потому что если в реальности окажется, что волновая функция действительно является состоянием частицы, то ей будет соответствовать некая статистика, которую можно построить для большого количества частиц в таком состоянии. Обратное же не верно. Если окажется, что волновая функция является неким описанием статистики поведения частицы, то вовсе не обязательно должно существовать соответствующее состояние частицы.

Таким образом более сильное утверждение требует “размазанности” частицы по пространству, а более слабое не требует. И не требует ничего взамен. Но дают одинаковые проверяемые следствия. В таком случае непонятно, почему должно быть принято именно более сильное утверждение.

Пример: Можно говорить о статистике выпадание орлов и решек, а можно утверждать, что монета находится в состоянии “орлорешек“. Но даже если допустить существование состояния “орлорешек” (что странно), этому состоянию все равно будет соответствовать некая статистика выпадения орлов и решек. Так на каком основании мы утверждаем, что “орлорешек” – это состояние монеты, а не ее статистика, представленная в неком специфическом виде?

В последующих статьях я попробую описать, что это за статистика такая.

Место Простого мира в современной физике

Категория: Физика Простого Мира

Между физиками ведутся споры о том, какая же из противоречащих друг другу теорий: Общая теория относительности и Квантовая теория (Квантовая механика и так далее).

Их противоречия заключаются в том, что:

  • Теория Относительности локальна – взаимодействие в ней не может распространятся быстрее скорости света.
  • Теория Относительности приводит к существованию сингулярности – бесконечном притяжении за горизонтом событий черных дыр
  • В Квантовой теории частица представлена волновой функцией, “проходит сразу через 2 щели”, а значит не может быть локальна.
  • В Квантовой теории нет ни слова о гравитации.

Обе теории подтверждаются множеством экспериментов, а значит, как считают физики, есть 2 варианта

  • либо одна из теорий не верна
  • либо существует некая более сложная теория, которая сможет объединить первую и вторую теории. Примером поисков таких теорий является Теория Струн.

Простой Мир наберется наглости предположить, что и Теория Относительности и Квантовая Механика ОБЕ частично не верны.

Мало того, Простой Мир пойдет дальше и предположит, что физика и математика вообще не являются базой мира, а являются следствием того, как устроен мир “на самом деле”. Для Простого Мира физика является следствием, статистикой поведения частиц. А сам Простой Мир описывается правилами, алгоритмами частиц. То есть место Простого Мира – ПРИЧИНА физики.

С другой стороны Простой Мир должен давать поведение, описываемое Теорией Относительности и Квантовой теорией и наблюдаемое в опытах, а значит можно указать его свойства и отличия от каждой из теорий:

  • Простой Мир трехмерный, в нем нет четвертого измерения времени, время в нем не больше, чем последовательность состояний системы
  • Часы в Простом мире идут с непостоянной скоростью. Эта скорость зависит от окружающих условий – в том числе от их абсолютной скорости и количества вещества вокруг
  • в Простом Мире только скорость света, излучаемого источником постоянна в системе отсчета источника. Соответственно скорость света для наблюдателя зависит от скорости наблюдателя относительно источника.
  • В Простом Мире реальная скорость света довольно сильно отличается (как минимум в корень из 3 раз) от наблюдаемой нами скорости света
  • Простой Мир локален и этим отличается от квантовой механики и похож на Теорию Относительности
  • Для Простого Мира волновая функция квантовой механики будет не описанием частицы, но описанием поведения частицы – ее статистикой.
  • Простой Мир будет теорией с множеством скрытых параметров, так как элементарная частица квантовой механики является составной частицей для Простого Мира. То есть не элементарной.
  • В Простом Мире, так же как в квантовой физике, вы не сможете одновременно узнать местоположение и импульс частицы, но не потому что их не было у частицы до измерения, а потому что само измерение изменяет частицу и ко второму измерению вы имеете дело не с той же самой частицей – имеете дело с частицей с измененными характеристиками. Причем вы же их и изменили.
  • Неравенства Белла не применимы к Простому миру потому что измерение изменяет частицу / разрушает квантовую запутанность и вы не сможете собрать статистику для Неравенств Белла. Все что показывают опыты по неравенствам Белла – то что между не связанными частицами нет корреляции.

И в релятивистской и в квантовой теориях множество принципов, законов и парадоксов, которые Простому Миру предстоит объяснить.

Ожидания и требования к алгоритму

⬆️

Еще раз напомню, что базовые законы/правила природы ни из чего не следуют, их нельзя вывести, их можно только угадать. Вот этим я и буду заниматься. Угадывание – процесс не самый простой и не самый благодарный. Потому не судите слишком строго, если сможете. Лучше помогите. Хотя бы критикой.

Тем не менее несмотря на то что законы нельзя вывести, можно пробовать строить их по неким принципам, используя некие предположения о природе. В этой статье я опишу мои принципы.

Работа физиков заключается в поиске математических формул, описывающих поведение объектов. Я предлагаю попробовать искать алгоритмы, описывающие поведение объектов. Алгоритм => математика/физика. Высокоуровневые примеры таких алгоритмов я уже приводил – это инстинкты животных. Другим высокоуровневым примером является копирование ДНК, фотосинтез, что угодно.

Я ни в коем случае не претендую на то, что это тот самый алгоритм.. Я рассматриваю его только как доказательство возможности существования самоусложняющихся алгоритмов, из которых в результате эволюции мог бы появится инстинкт “менять” и мы. То есть это Proof of concept. Так что все будет просто и примитивно. 

Искомый алгоритм должен быть линейным. То есть количество операций и памяти должно линейно зависеть от количества базовых элементов. Другими словами базовые частицы решают вопросы своего передвижения и взаимодействия сами или с частицами в непосредственной близости – то есть предполагается, что не существует никаких других кроме самих частиц скрытых вычислительных центров (где они?), в цикле проходящих по всем частицам мира, вычисляющих расстояния, поля, степень воздействия частицы на все остальные частицы мира.

Грубо говоря построить такой мир, который можно запрограммировать, а не только воображать в голове. Никакой магии типа искривляющегося пространства-времени или невидимых волн/полей. Базовая частица – сама себе поле, сама себе автомат, сама себе вычислительный центр, сама себе вселенная. И общего у них – только пространство, по которому они перемещаются.

Частицы способны группироваться и объединяться в нечто более сложное. Создавать более сложные алгоритмы.

Поведение всей вселенной определяется поведением одной частицы (если предположить, что поведение всех частиц одинаково).

Имитационная модель: Распространение света в зависимости от скорости источника

Распространение света в зависимости от скорости источника

Фронт волны света от движущегося источника

Последовательное излучение движущегося источника

Эффект Вавилова-Черенкова

Релятивистская струя

Бонус: Инерференция

Бонус: Инерференция

Я решил так же проверить, как будут выглядеть фронт волны из окружностей, центром которой будет не щель, а ожидаемое местоположение фотона, если бы не щель, так, как это описывает Простой Мир.

Результат довольно красноречивый -интерференция.

И зависит она как от скорости, так и от расстояния между источниками. Все как у настоящей интерференции.

Фронт волны света от движущегося источника

Эта имитационная модель показывает форму, создаваемую фронтом волны света в зависимости от скорости источника.

Если скорость источника меньше половины скорости света, то фронт волны принимает форму сферы. Если больше – форму конуса тем более узкого, чем выше скорость источника.

Именно так выглядит фронт волны для циклотронного (тор) и синхротронного(конус) излучения.

Обратите внимание, что антиалиасинг и тут создает ту самую дифракционную картину. И она тем уже, чем выше скорость источника.

Распространение света в зависимости от скорости источника

В данной модели показывается, как зависит скорость света от скорости источника в Простом Мире.

Слева направо расположены источники с разной скоростью – от 0 до 1 – максимальной скорости.

Скорость света от движущегося источника не может превышать скорости света в АСО, с другой стороны имеет постоянную скорость относительно источника. Соответственно радиусы окружности уменьшаются.

Уменьшаются, пока мы не дойдем до частицы, перемещающейся со скоростью света – фотона – соответственно он не излучает вообще.

Нормализация

⬆️

Нормализация – сведение к среднему значению. Например сведение всех длин к единице. Или всех скоростей к C.

Далее я покажу, что отличие комплексного пространства от действительного мира и есть то, что мы представляем себе наш мир нормализованным. В то время, как на самом деле он комплексный.