В конце ХХ века братья Вачовски предложили человечеству две таблетки. Синяя - и все останется, как есть. Красная - и ты узнаешь, как глубока кроличья нора. Ты обретешь способность летать, уворачиваться от пуль и делать что угодно. Правда, в мире, которого не существует. В мире, который является лишь ловкой ловушкой, детализированной симуляцией, которая разворачивается в недрах невероятного суперкомпьютера, для которого реальные люди служат лишь дешевым источником питания.

Где же правда? Что же нас окружает - реальный мир, или виртуальность? В 2003 году шведский трансгуманист Ник Бостром (Nick Bostrom) развил эту идею в известной статье «Живем ли мы в компьютерной симуляции?». В ней философ спекулирует на тему о том, что если человечество в обозримом будущем, все-таки, не погубит само себя, то рано или поздно оно разовьется в настолько мощную цивилизацию, что будет способно моделировать реальность в больших масштабах. И что, весьма вероятно, наша текущая реальность действительно является продуктом такого умелого моделирования.

Идеи Бострома подвергались критике неоднократно - детальный «разгром» его доводов можно найти в статье Данилы Медведева «Живем ли мы в спекуляции Ника Бострома?». Однако возможно ли разобраться в этой проблеме со строгой точки зрения, найти весомые экспериментальные доказательства тому, что наш мир, все-таки, реален? На самом деле, вполне.

Первые подобные попытки были сделаны еще до Бострома: в 2001 году исследователь из MIT Сет Ллойд (Seth Lloyd) попробовал подсчитать вычислительные ресурсы, необходимые для того, чтобы симулировать Вселенную в масштабах пространства и времени, доступных нашему наблюдению, и пришел к выводу, что такое невозможно в принципе.

Ллойд оценил, какое количество операций понадобится провести компьютеру, чтобы смоделировать всю Вселенную начиная с момента Большого Взрыва, с каждым событием, которое случилось с каждой элементарной частицей за прошедшие с тех пор почти 14 миллиардов лет. Тут важна не столько сама цифра, сколько ее масштаб: энергия, необходимая для произведения таких вычислений, окажется больше энергии самой моделируемой Вселенной. «Такой компьютер должен быть мощнее всего мироздания, и на работу у него уйдет время большее, чем время жизни мира, - резюмировал Ллойд. - Кому вообще может прийти в голову заняться этим?».

Казалось бы, точка поставлена - но это лишь на первый взгляд. В конце концов, наши сверхпотомки, искусственная Матрица, суперцивилизация инопланетян - или кто еще мог бы моделировать текущую реальность - вовсе не обязаны делать эту модель идеальной. Вспомните трехмерные модели миров в современных компьютерных играх: они весьма натуралистичны, притом что являются лишь приближенной моделью, которую способны обсчитывать процессоры обычных настольных компьютеров. Не способен ли некий суперкомпьютер так же обсчитывать и нашу реальность, вместе с нами в ней, откидывая излишнюю детализацию, на таком низком уровне, который мы просто пока не в силах «увидеть»?

Допустим, наша планета и Солнечная система могут обсчитываться с максимальным разрешением, далекие звезды - похуже, ну а самые дальние галактики «обновляются» лишь от случая к случаю. Также происходящее на доступном нам макроуровне может моделироваться весьма качественно, а вот микроуровень довольно грубо (недаром квантовый мир удивляет нас весьма условной приблизительностью, вероятностью своих причинно-следственных связей)?

В самом деле, современные суперкомпьютеры и математические методы квантовой хромодинамики уже вполне позволяют обсчитывать поведение Вселенной на очень небольших масштабах пространства и времени. Это, конечно, крошечный объем, зато происходящее в его пределах действительно ничем не отличимо от реальности, существующей независимо от нас и нашего сознания того, что мы привыкли считать материальным миром.

Если вычислительные мощности будут расти так же, как росли они до сих пор (известно, что один современный смартфон превосходит по производительности все возможности компьютеров NASA, которые существовали в годы реализации «лунной» программы Apollo) - не так уж и сложно представить, что возможности техники моделировать будут увеличиваться и, в конце концов, станут достаточными для моделирования всей нашей разумной цивилизации. Простая экстраполяция показывает, что при сохранении тех же темпов моделирование области размерами 1х1 м станет возможным через 140 лет.

Однако американский физик Сайлас Бин (Silas Beane), который занят моделированием взаимодействий протонов и нейтронов в ранней Вселенной, считает, что в пределах ближайшего столетия подобные модели будут еще более совершенны и вполне смогут включать в себя и разумные существа. И они, населяя такую модель, возможно, зададутся вопросом: реален ли наш мир, или мы - лишь продукт моделирования?..

Если это так, то «Матрица» может проявиться, если мы действительно обнаружим недостатки модели, участки, где она начинает «сбоить». В 2007 году с этой идеей выступил кембриджский профессор математики Джон Бэрроу (John Barrow). По его мысли, эти сбои могут проявляться небольшими неточностями в значениях фундаментальных констант, которые должны бы оставаться строго постоянными - таких, как скорость света в вакууме или постоянная тонкой структуры.

Интересно, что как раз в том же 1999 году, когда «Матрица» братьев Вачовски увидела свет, появились первые наблюдательные свидетельства тому, что фундаментальные постоянные - не такие уж и постоянные. Ученые заявили тогда, что 10 млрд лет назад постоянная тонкой структуры была слегка - на тысячную долю процента - больше, чем сейчас. Правда, дополнительные проверки до сих пор не позволили строго подтвердить этот факт, но пугающий шанс остается. Возможно, просто программисты Матрицы успели исправить этот «баг»?

В 2012 году Бин и его коллеги предложили и более ясный подход к проверке Матрицы на прочность. Дело в том, что любая компьютерная модель подразумевает разбиение реальности на участки, в пределах которых происходит обсчет - и затем соединение этих участков вместе. Примерно как картинка на экране компьютера состоит из пикселей: хватит только приблизить глаз достаточно близко, чтобы их увидеть. Проблема лишь в том, как нам разглядеть эти «пиксели реальности».

По расчетам британских ученых, движение частиц, смоделированное в рамках такой решетки, будет определяться размерами ее ячеек. Чем меньше эти ячейки - тем больший максимальный уровень энергии могут иметь. Кстати, астрономические наблюдения показывают, что энергия частиц космических лучей, прибывающих к нам от самых далеких галактик, действительно обрывается на определенном уровне. Эта граница известна, как предел Грайзена - Зацепина - Кузьмина, и расчеты показывают, что если именно она говорит о существовании Матрицы, то совершенство ее исключительно велико: размеры ячеек в такой модели будут в 10^11 раз меньше, чем «пиксели», которыми обсчитывают свои модели современные физики. Такая Матрица слишком совершенна, чтобы выявить ее этим подходом.

Существует и другой потенциально наблюдаемый эффект от существования решетки, в рамках которой моделируется реальность. Если ткань пространства-времени гладка и не имеет «склеек», то движущиеся по ней частицы, в том числе и те самые космические лучи, будут путешествовать по гладким траекториям. Если же решетка Матрицы существует, расчеты показывают, что склейка ее ячеек будет заставлять смоделированные частицы словно соскальзывать и проявлять симметрию, присущую изначальной модели. Если, скажем, решетка составлена из кубов - будет проявляться кубическая симметрия.

Однако как проверить эти доводы - пока совершенно непонятно. А главное, непонятно главное: стоит ли их проверять? Не лучше ли выбрать красную таблетку - и пусть все останется на своих привычных местах?..