Джон Арчибальд Уилер, физик, которому мы обязаны термином «чёрная дыра», в 1989 году сформулировал принцип, уместившийся в три слова: it from bit, «всё из бита». Материя, пространство, силы, если Уилер прав, производны от более глубокого слоя, в котором живут биты.
Тогда это звучало как метафора с претензией. Сегодня — как программа исследований.
Ландауэр: информация физична
В 1961 году Рольф Ландауэр показал, что стирание одного бита должно выделять не меньше kT·ln 2 джоулей тепла; опуститься ниже этого порога значит нарушить второй закон термодинамики. В 2012 году Берю с коллегами (Nature) измерили это в лаборатории. Одиночную коллоидную частицу держали в двойной ловушке и стирали информацию о её положении, и чем медленнее шло стирание, тем ближе выделенное тепло подходило к пределу Ландауэра.
Этого результата достаточно, чтобы закрыть вопрос. Информация имеет термодинамическую цену. Она физична в том же смысле, в каком физична энергия.
Отложенный выбор: странность, которая остаётся странной
Экспериментов с отложенным выбором за последние двадцать лет поставлено много. Сценарий такой: фотон летит через интерферометр, а решение, как его измерить (как частицу или как волну), принимается после того, как он интерферометр прошёл. Классическая интуиция говорит, что так не бывает: исход должен быть уже предрешён тем, что фотон сделал.
Результаты согласуются с квантовой механикой: фотон ведёт себя так, как требует выбранное измерение, даже если выбор сделан позже. Это можно толковать как путешествие информации назад во времени. А можно считать, что вопрос «что фотон сделал» до измерения попросту лишён смысла. Второе толкование физикам ближе, но и оно разрушает привычную картину времени как ленты, по которой всё движется слева направо.
Что это значит для сознания
Придётся признать два факта.
- Информация — физический объект с термодинамической ценой (Ландауэр, Берю).
- У квантовых событий нет однозначного «до измерения» (мысленный опыт Уилера; эксперимент Жака, Аспе и коллег, 2007).
Если их сложить, получается картина, в которой время — способ, которым локальные обработчики информации, например мозги, упорядочивают свои взаимодействия с Вселенной. Стрелка времени — градиент возрастания энтропии для данного наблюдателя. Вне конкретного вычислительного процесса про «когда» говорить физически нечему.
Идея не моя. Карло Ровелли написал об этом книгу «Порядок времени» (2017), Джулиан Барбур ещё раньше — «Конец времени» (1999). Барбур вообще считает, что времени нет: есть только платоновское пространство мгновенных конфигураций Вселенной, а «течение» — иллюзия. К этой крайней позиции я не присоединяюсь, но физики обсуждают её всерьёз, и отмахнуться от неё было бы нечестно.
Где спекуляция, а где нет
Не спекуляция: информация физична, время эмерджентно в статистической механике ещё со времён Больцмана (1872), а у квантовых измерений нет «до».
Полуспекуляция: мозг — локальный процессор информации, и его чувство времени — побочный продукт его вычислений. Нейронаука это подтверждает: воспринимаемое время растягивается и сжимается в зависимости от того, чем занят мозг (Eagleman, Current Opinion in Neurobiology, 2008). Совпадает ли субъективная стрелка времени с физической, пока неизвестно.
Спекуляция: «эхо сознания», «дежавю как путешествие информации». Формулировки красивые, но нет пока ни одного измерения, которое отделило бы их от обычной работы памяти.
Я оставляю это в графе «интересно проверить»: до «доказано» отсюда далеко.
Если Уилер прав, сознание — то, что производит время локально из битов.