Как нас обманывают органы чувств - Дональд Дэвид Хоффман

если пространства-времени нет, не понятно, о чем тогда физика.Нима Аркани-Хамед, Мессенджеровские лекции Корнелловского университета 2016

Ложки не существует.

Мальчик с ложкой, «Матрица»

Наука может развеять экзотику. Этот талант ведет к новой технологии – от сотовых телефонов до спутников, – которая может казаться, словами Артура К. Кларка, «неотличимой от магии».

Наука также может окружить таинственностью обыденное. Она может без предупреждения швырнуть нас в кроличью нору, где все страньше и страньше. Например, я вижу ложку, которая сейчас лежит на столе там. Это настолько обычно, что я даже ни на секунду не задумываюсь. Но тут, где я этого не ожидаю, наука вводит запутанную тайну: мы до сих пор не понимаем «сейчас» и «там». То есть мы не понимаем время и пространство – длину, ширину и глубину, – которые воспринимаем как само собой разумеющееся, которые вплетены в саму ткань нашего повседневного восприятия и которые мы считаем истинными и надежными проводниками в физическую реальность.

Что мы понимаем, говорят нам многие физики, так это что пространство-время обречено. Пространство и время являются центральными фигурами нашего повседневного восприятия. Но даже их изощренное объединение в пространство-время, придуманное Эйнштейном, не может быть частью истинного описания фундаментальных законов природы. Пространство-время и все объекты, которое оно содержит, исчезнут в этом истинном описании. Например, нобелевский лауреат Дэвид Гросс подметил: «Все в теории струн убеждены… что пространство-время обречено. Но мы не знаем, чем его заменить»{204}. Филдсовский медалист Эдварт Уиттен также предположил, что пространство-время может быть «обречено»{205}. Натан Зайберг из Института перспективных исследований в Принстоне сказал: «Я почти уверен, что пространство и время – иллюзии. Это примитивные представления, которые заменятся чем-то более продвинутым»{206}.

Это обескураживает. Как объясняет Нима Аркани-Хамед в цитате, открывающей главу: «Физика должна описывать то, что происходит в пространстве и времени. Поэтому, если пространства-времени нет, непонятно, о чем тогда физика». Для физиков это чудесная новость. Признать ошибочность теории, неважно насколько дорога она может быть, это прогресс. Заменить теорию пространства-времени чем-то более фундаментальным – захватывающий вызов для креативных теоретиков, имеющий потенциал трансформировать наше видение мира – возможно, впервые сказать нам, о чем же на самом деле физика.

Моя цель в этой главе чуть менее амбициозна. Новость о том, что пространство-время – а вместе с ним и объекты – обречено, еще не повлияла на современные теории визуального восприятия. Напротив, эти теории, как правило, предполагают, что объекты в пространстве и времени фундаментальны в физической реальности и что визуальное восприятие обычно выделяет истинные параметры этих предсуществующих объектов. Современные теории восприятия часто расходятся во мнении, какие истинные параметры сообщаются и как генерируются эти сообщения, но все они считают истиной то, что физики сочли ошибкой – что объекты в пространстве-времени фундаментальны.

Я кратко обсужу стандартные теории восприятия, а затем предложу новую точку зрения на наше восприятие пространства-времени и объектов. Новая перспектива вдохновлена ИТВ и голографическим принципом – эпохальным открытием, которое обсуждалось в шестой главе: что количество данных, которые можно поместить в область пространства, зависит от площади, окружающей эту область, а не от ее объема. Этот новый взгляд на пространство-время и объекты проистекает из идеи, что наше восприятие эволюционировало, чтобы кодировать выгоды приспособленности и управлять адаптивным поведением{207}. Каким-то образом пространство-время и объекты делают именно это. Но как? Я предполагаю, что они делают это отчасти путем сжатия данных и исправления ошибок информации о приспособленности.

Сначала давайте рассмотрим сжатие данных. Функция выгод приспособленности может быть сложной, и, как правило, для моего выживания важны многие функции выгод приспособленности, так что количество информации о приспособленности, которая касается меня, может быть огромным – неподъемным, если мне придется просматривать ее всю. Мне надо сжать ее до размера, с которым я справлюсь.

Предположим, вы хотите отправить другу фото из отпуска по электронной почте, но изображение слишком большое для вашего сервера. Вы сжимаете изображение и проверяете, чтобы оно все еще было хорошо различимым. Если нет, если вы не видите, что это ваша семья позирует рядом с Гранд-Каньоном, то вы сжимаете изображение меньше. Вы ищете удачное решение – сжатие, достаточное для отправки, но не настолько сильное, чтобы лишить ее смысла.

Для человеческого зрения пространство-время и объекты и есть это удачное решение. Функции выгод приспособленности могут варьироваться в сотнях измерений. Человеческое зрение, сформированное миллиардами лет естественного отбора, сжимает их в три измерения пространства и одно измерение времени и в объекты, обладающие формой и цветом. Я не в состоянии справиться с сотней измерений, а с несколькими – вполне. Это сжатие, без сомнений, упускает некоторую информацию о приспособленности. Например, я не вижу миллионы мюонов, каждый день пронизывающих мое тело, повреждая его ионизирующим излучением. Но я вижу достаточно информации о приспособленности, чтобы выжить и вырастить потомство.

Мы видим объекты в трех измерениях не потому, что воссоздаем объективную реальность, а потому, что таков формат алгоритма сжатия, который эволюция встроила в нас. Другие виды могут иметь другие форматы данных для представления приспособленности. Мы живем, двигаемся и ведем наше существование не в объективной реальности пространства-времени и объектов, а в структуре данных с форматом пространства-времени и объектов, которая развилась у Homo Sapiens, чтобы представлять выгоды приспособленности незатратным и полезным способом. Наше восприятие закодировано в эту структуру данных, но мы ошибочно верим, что ее пространственно-временной формат и есть объективная реальность, в которой мы живем. Эта ошибка понятна и даже простительна: наш формат данных ограничивает не только то, как мы видим, но и то, как мы думаем. Выйти за эти границы или даже осознать, что это возможно, непросто. Осознание этой возможности имеет долгую историю в интеллектуальной и религиозной культуре.

Предстоит много исследований о пространстве-времени и объектах как сжатого шифрования выгод приспособленности. Например, какой аспект приспособленности заключен в пространстве, а какой – во времени? Каким образом формы, цвета, текстуры и движение возникают при сжатии приспособленности? Почему сжатие приспособленности привело нас к обладанию восприятием, которое имеет разные форматы: зрение, слух, вкус, обоняние и осязание? Быть может, расстояния в пространстве кодируют затраты на получение ресурсов: яблоко, на получение которого тратится несколько калорий, может казаться на расстоянии метра, в то время как яблоко, на получение которого тратится гораздо больше калорий, может казаться гораздо дальше. Хищник может казаться тем дальше,