Джон Арчибальд Уилер, физик, которому мы обязаны термином «чёрная дыра», в 1989 году сформулировал принцип, сжимаемый до четырёх слов: it from bit. Всё, что есть, — из информации. Материя, пространство, силы — все они, если Уилер прав, — производные от более фундаментального слоя, в котором живут биты.
Тогда это звучало как метафора с претензией. Сегодня — как программа исследований.
Ландауэр: информация физична
Рольф Ландауэр в 1961 году доказал теоретически, что стирание одного бита информации должно выделять минимум kT·ln(2) джоулей тепла. Порог, ниже которого второй закон термодинамики нарушается. В 2012 году Берут с коллегами (Nature) измерил это в лаборатории. Честно. Одиночная частица в двойной ловушке; стирание информации о её положении выделяет ровно столько тепла, сколько предсказал Ландауэр.
Этого результата достаточно, чтобы закрыть вопрос. Информация имеет термодинамическую цену. Она физична в том же смысле, в каком физична энергия.
Делайед-чойс: странность, которая остаётся странной
Экспериментов «отложенного выбора» в последние двадцать лет было много. Базовый сценарий: фотон летит через интерферометр; решение, каким образом его измерить (как частицу или как волну), принимается после прохождения интерферометра. По классической интуиции невозможно — результат измерения должен уже быть предопределён тем, что фотон сделал.
Результаты согласуются с квантовой механикой. Каким будет измерение, таким окажется и поведение фотона — включая в том же «каком». Можно интерпретировать как путешествие информации назад во времени. Можно — как то, что понятие «что фотон сделал» до измерения вообще не имеет смысла. Второе устраивает физиков больше, но уничтожает интуитивное представление о времени как о ленте, по которой всё движется слева направо.
Что это значит для сознания
Два факта, которые придётся признать:
- Информация — физический объект с термодинамической ценой (Ландауэр, Берут).
- У квантовых событий нет однозначного «до измерения» (Уилер, Эспаньят).
Сложив эти два факта, получаем картинку, в которой время — способ, которым локальные обработчики информации (например, мозги) упорядочивают свои взаимодействия со 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 (The Order of Time, 2017). Джулиан Барбур ещё раньше (The End of Time, 1999). Барбур вообще считает, что времени нет в принципе — есть только платоновское пространство мгновенных конфигураций вселенной, а «поток» — иллюзия. К этой крайней позиции я не примыкаю, но её наличие в научном мейнстриме стоит отметить.
Честная граница
Где спекуляция, а где нет.
Не спекуляция: информация физична. Время эмерджентно в статистической механике (Больцман, 1872). У квантовых измерений нет «до».
Полуспекуляция: мозг — локальный процессор информации, и его чувство времени — побочный продукт его вычислений. Нейронаука подтверждает: время восприятия управляется тем, насколько занят мозг (Eagleman et al., 2005, PLoS Biology). Равна ли субъективная «стрелка» физической — вопрос открытый.
Спекуляция: «эхо сознания», «дежавю как путешествие информации». Красивые формулировки, но у них пока нет измерений, которые бы их отделяли от обычной нейронной памяти.
Я оставляю это на уровне «интересно проверить». До «доказано» далеко. Так честно.
Если Уилер прав, сознание — то, что производит время. Локально. Из битов.