Програмуючи Всесвіт. Космос – квантовий комп’ютер. Сет Ллойд

як здатні функціонувати машини, люди, мізки, ДНК та комп’ютери.

      Проте в кожному разі ясно, що енергія та інформація (видима і невидима) – це два головні актори у всесвітній драмі. Всесвіт, який ми бачимо, походить із взаємодії між цими двома величинами, взаємодії, що керована першим та другим законами термодинаміки. Енергія зберігається. Інформація ніколи не зменшується. Енергія потрібна для того, щоб фізична система еволюціонувала з одного стану до іншого. Тобто енергія потрібна для обробки інформації. Чим більше енергії, яку можна застосовувати, тим швидше фізична трансформація відбувається і тим швидше інформація обробляється. Максимальна швидкість, за якої фізична система може обробляти інформацію, пропорційна її енергії. Чим більше енергії, тим швидше біти перевертаються. Земля, повітря, вогонь і вода – все зроблене з енергії, але різні форми, яких воно набуває, визначаються інформацією. Щоб зробити будь-що, потрібна енергія. Щоб уточнити, що зроблено, потрібна інформація. Енергія та інформація за природою (даруйте мимовільний каламбур) тісно пов’язані.

Історія Всесвіту: частина друга

      Тепер, коли наші герої роману представлені, розповімо історію Всесвіту у світлі їхньої взаємодії. Саме ця взаємодія, перетягування каната між інформацією та енергією, і змушує Всесвіт обчислювати.

      За останнє століття прогрес у конструюванні телескопів дав можливість точніше, ніж будь-коли, спостерігати за Всесвітом поза межами нашої Сонячної системи. Минуле десятиліття особливо визначне в плані спостережень за небосхилом. Наземні телескопи та супутникові обсерваторії накопичили велику кількість даних, що описують, який вигляд Всесвіт має зараз, а також який вигляд він мав у минулому. (Оскільки швидкість світла є скінченною, то, коли ви дивитесь на галактику, яка за мільярди світлових років, ви бачите зображення мільярдорічної давнини.) Отака історичність спостережень за космосом є корисною, коли ми намагаємося розплутати первісну історію Всесвіту.

      Всесвіт виник лише трохи менш як 14 мільярдів років тому в гігантському вибуху. Що ж відбувалося до Великого вибуху? Нічого6. Не було ні часу, ні простору. Не порожній простір, а відсутність простору. Сам час мав початок. Немає нічого поганого в початку з нічого. Наприклад, додатні числа починаються з нуля («порожнє місце»). Перед нулем немає додатних чисел. До Великого вибуху не було нічого – ні енергії, ні бітів.

      Потім ні з того ні з сього виник Всесвіт. Виник час, і разом з ним – космос. Новонароджений Всесвіт був простим, початкова мішанина квантових полів містила небагато інформації та енергії. Щонайбільше це вимагало кількох бітів для опису. Фактично, якщо, як домислюють деякі фізичні теорії, був лиш один можливий початковий стан Всесвіту і лиш одна самоузгоджена система фізичних законів, то початковий стан не потребував бітів інформації для опису. Пригадаймо, що для накопичення інформації

6

У деяких космологічних теоріях вважається, що Всесвіт існує вічно, а Великий вибух настав після Великого стиснення. У цих моделях наш Всесвіт розширюватиметься, а потім знов увійде у фазу Великого стиснення, за яким настане черговий Великий вибух і так далі. Хоча такі моделі Всесвіту узгоджуються із законами фізики, на сьогодні вони не вважаються найбільш коректними. (Прим. авт.)