Waarom het universum toch geen computer is

Een van de drijvende krachten in de moderne wetenschap is het idee dat het heelal de toekomst berekent, waarbij het een begintoestand als invoer neemt en toekomstige toestanden als uitvoer genereert. Dit is een krachtige aanpak die veel inzicht heeft opgeleverd. Sommige wetenschappers gaan zelfs zo ver om te zeggen dat het heelal is een gigantische computer.

Is dit een redelijke veronderstelling? Tegenwoordig voert Ken Wharton van de San Jose State University in Californië een belangrijk argument aan dat dit niet het geval is. Zijn angst is dat het idee van het universum als een computer zorgwekkend antropocentrisch is. Het is in feite de veronderstelling dat de manier waarop wij mensen natuurkundige problemen oplossen, de manier moet zijn waarop het universum daadwerkelijk werkt, zegt hij.

Bovendien heeft het idee zich door de wetenschap verspreid zonder enige goede overweging van de geldigheid ervan of enig onderzoek van de alternatieven. Deze veronderstelling ... is zo sterk dat veel natuurkundigen niet eens kunnen verwoorden welk ander type universum conceptueel mogelijk is, zegt Wharton.

Hij stelt dat een nadere beschouwing van de notie van de kosmos als computer belangrijke problemen aan het licht brengt. Wharton onderzoekt verschillende. Een berekening omvat bijvoorbeeld drie stappen. Ten eerste moet de fysieke wereld in kaart worden gebracht op een wiskundige toestand. Vervolgens evolueert deze toestand wiskundig naar een nieuwe toestand. En tot slot wordt de nieuwe staat terug in kaart gebracht op de fysieke wereld.

In de kwantummechanica kan dit alleen gebeuren als deze laatste stap probabilistisch is. Zoals Wharton het stelt: Zelfs het universum weet niet welke specifieke uitkomst zal plaatsvinden.

En toch, wanneer het universum wordt gemeten, doet zich een specifiek resultaat voor. De werking van een computer kan dit niet verklaren. Voor Wharton is dit een cruciale fout die de meeste natuurkundigen gewoon over het hoofd zien.

Het is ook een belangrijke aanwijzing dat het idee van het universum dat een computer is slechts een aanname is en een die nooit rigoureus in twijfel is getrokken. Het zijn de minst betwiste (en meest fundamentele) veronderstellingen die het grootste potentieel hebben om ons op een dwaalspoor te brengen, zegt hij.

De gevolgen hiervan zijn ingrijpend. Dankzij deze diepe vooringenomenheid is het mogelijk dat we het grotere geheel hebben gemist: het toenemende bewijs dat de fundamentele regels die ons universum beheersen niet kunnen worden uitgedrukt in termen van [een traditionele berekening].

Om dit punt aan te tonen besteedt Wharton een aanzienlijk deel van zijn paper aan het uitleggen van een alternatieve kijk op de kosmos die niet afhankelijk is van traditionele berekeningen. Dit is Lagrange's formulering van de natuurwetten gebaseerd op het principe van de minste actie.

Een voorbeeld is het principe dat licht de kortste afstand tussen twee punten aflegt. De methode van Lagrange is in wezen om het begin- en eindpunt vast te leggen, alle mogelijke paden te onderzoeken en de kortste te kiezen. In deze visie is de reden dat licht afbuigt bij een lucht/water-interface niet vanwege een algoritme-achtige keten van oorzaak en gevolg, maar eerder omdat het wereldwijd efficiënter is, legt Wharton uit.

Iedereen die bekend is met deze benadering zal de grote elegantie en schoonheid ervan kennen. Maar critici vragen hoe de lichtstraal zijn eindpunt kan kennen wanneer hij aan zijn reis begint. Wharton zegt dat deze critici als volgt redeneren: Ja, [de methode van Lagrange] is misschien mooi, het kan krachtig zijn, maar het is niet hoe ons universum echt werkt. Het is gewoon een handige truc die we hebben ontdekt.

Maar dit argument is zelf sterk antropocentrisch, zegt Wharton. Het gaat ervan uit dat het universum moet werken op de manier waarop we problemen oplossen - dat het universum net zo in het ongewisse is over de toekomst als wij.

Natuurlijk zijn er genoeg goede argumenten om te denken dat het heelal werkt als een conventionele computer. Het punt dat Wharton maakt is dat er ook andere manieren van denken over de kosmos zijn en dat deze belangrijke nieuwe inzichten kunnen opleveren. We negeren ze op eigen risico.

Interessante lezing.

Referentie: arxiv.org/abs/1211.7081 : Het universum als geen computer

zich verstoppen