Nghiên cứu về bản chất của thời gian
(writings.stephenwolfram.com)- Thời gian có thể được hiểu không phải như một tọa độ của khoa học truyền thống, mà là tiến trình của phép tính, trong đó trạng thái của vũ trụ liên tục được cập nhật thông qua việc áp dụng các quy tắc
- Do tính bất khả quy tính toán, tương lai của nhiều hệ thống không thể được tính bằng cách bỏ qua các bước, mà phải đi theo các giai đoạn tiến hóa thực tế thì mới hình thành được sự tiến triển vững chắc của thời gian
- Các quan sát viên như con người bị giới hạn về tính toán, không thể biết toàn bộ tương lai cùng một lúc, nên trải nghiệm tương lai như thứ dần dần mở ra
- Trong Wolfram Physics Project, trạng thái nền tảng của vũ trụ được xem là một hypergraph, và thời gian là quá trình các sự kiện viết lại của nó nối tiếp nhau; nhiều lộ trình cập nhật được liên hệ với các nhánh lịch sử mang tính cơ học lượng tử
- Theo góc nhìn ruliad, mọi quá trình tính toán có thể đều tạo thành một cấu trúc tổng thể duy nhất, nhưng quan sát viên bên trong chỉ có thể thăm dò theo từng bước, nên trải nghiệm thời gian, mũi tên thời gian nhiệt động lực học và các hiệu ứng thời gian tương đối tính
Thời gian nhìn từ góc độ tính toán
- Thời gian là trung tâm của trải nghiệm con người, nhưng chỉ với tọa độ thời gian truyền thống thì khó giải thích thời gian thực chất là gì
- Theo góc nhìn tính toán, các trạng thái liên tiếp của thế giới được tạo ra từ trạng thái trước sang trạng thái sau bằng việc áp dụng dần dần các quy tắc tính toán
- Khi đó, sự tiến triển của thời gian có thể được đồng nhất với quá trình vũ trụ thực hiện phép tính
- Đây không đơn thuần là chuyện thay tọa độ thời gian bằng “số bước tính toán”
- Với tọa độ thời gian truyền thống, người ta dễ hình dung rằng chỉ cần đưa vào một giá trị thời gian bất kỳ là có thể tính ngay trạng thái ở thời điểm đó
- Tính bất khả quy tính toán có nghĩa là trong nhiều trường hợp, không có cách nào tốt hơn việc theo dõi các bước tiến hóa thực tế để biết tương lai của hệ thống
- Trong các hệ lý tưởng đơn giản có thể quy giản về mặt tính toán, như hành vi tuần hoàn, khái niệm tiến trình thời gian không mang tính vững chắc mạnh
- Theo nguyên lý tương đương tính toán, vũ trụ đầy rẫy tính bất khả quy tính toán, và điều này trên thực tế định nghĩa nên một khái niệm vững chắc về sự tiến triển của thời gian
Cách quan sát viên tạo ra trải nghiệm về thời gian
- Trải nghiệm thời gian không chỉ kết thúc ở tiến trình tính toán của vũ trụ, mà còn phụ thuộc vào việc quan sát viên là kiểu tồn tại nào
- Nếu hệ nền tảng là bất khả quy về tính toán, thì để biết hành vi tương lai sẽ cần một khối lượng công việc tính toán cũng bất khả quy
- Các quan sát viên như con người bị giới hạn về tính toán, nên không thể tính ra toàn bộ tương lai
- Quan sát viên buộc phải thực hiện tính toán song hành với hệ thống
- Không thể nhìn vượt xa về phía trước, nên trải nghiệm tương lai như thứ dần dần lộ ra
- Nếu có một quan sát viên không bị giới hạn về tính toán, họ có thể tri giác toàn bộ tương lai cùng một lúc và sẽ không cần đến khái niệm thời gian
- Nếu ở tầng nền tảng không có tính bất khả quy tính toán, thì cũng sẽ không xuất hiện sự bộc lộ dần dần của tương lai mà con người gắn với trải nghiệm về thời gian
Hướng của thời gian và nhiệt động lực học
- Thời gian trong đời thường có vẻ như trôi theo một hướng, và việc nhớ quá khứ dễ hơn rất nhiều so với dự đoán tương lai
- Tính bất đối xứng này gắn chặt với định luật thứ hai của nhiệt động lực học
- Các định luật vật lý vi mô có thể là khả nghịch, nhưng tính bất khả quy tính toán tác động mạnh hơn lên các quan sát viên bị giới hạn về tính toán
- Khi chuẩn bị một trạng thái có trật tự, tiến hóa bất khả quy trên thực tế sẽ mã hóa cấu trúc đó
- Do tính khả nghịch, cấu trúc ấy theo một nghĩa nào đó vẫn còn tồn tại
- Nhưng quan sát viên bị giới hạn về tính toán không thể nhận ra hoặc tiếp cận cấu trúc đó
- Quan sát viên nhận ra hướng chảy từ trật tự được chuẩn bị sang hỗn loạn được quan sát
- Để tạo ra một trạng thái hành xử phản nhiệt động lực học, cần dự đoán một quá trình bất khả quy tính toán, điều mà quan sát viên bị giới hạn về tính toán không thể làm
Viết lại hypergraph và không-thời gian
- Trong Wolfram Physics Project, trạng thái ở mức thấp nhất của vũ trụ được biểu diễn bằng một hypergraph mô tả các quan hệ giữa những “nguyên tử không gian” rời rạc
- Thời gian tương ứng với quá trình hypergraph này dần dần được viết lại
- “Nguyên tử của thời gian” có thể được xem là các sự kiện viết lại riêng lẻ
- Nếu đầu ra của một sự kiện là đầu vào cần thiết cho sự kiện khác, thì sự kiện trước đứng trước sự kiện sau về mặt thời gian
- Sự phụ thuộc này có thể được cấu thành thành một đồ thị nhân quả giữa các sự kiện
- Con người có xu hướng chia đồ thị nhân quả thành những “mặt đồng thời” liên tiếp, hoặc các trạng thái không gian theo từng thời điểm, để nhận thức
- Giống như trong thuyết tương đối chuẩn, cách xác định các mặt đồng thời như vậy nhìn chung không duy nhất, và việc phân biệt không gian với thời gian thay đổi theo hệ quy chiếu
- Đồ thị nhân quả đầy đủ thường gộp chung điều mà ta vẫn nghĩ là phân tách giữa không gian và thời gian
- Sự tiến triển của thời gian gắn với việc lựa chọn và nối tiếp các sự kiện tiếp diễn về mặt tính toán, còn không gian tương ứng với cách bố trí của cấu trúc dữ liệu vũ trụ
Thời gian bên trong quan sát viên và những trường hợp thời gian dừng lại
- Ngay cả một quan sát viên bị giới hạn về tính toán cũng phải có thứ gì đó diễn ra bên trong thì mới ghi nhận hoặc cảm nhận được sự trôi đi của thời gian
- Trong Observer Theory, quan sát viên được xem là thực hiện đồng nhất hóa nhiều trạng thái của thế giới để tạo nên tri giác bên trong về các sự kiện bên ngoài
- Có thể hình dung dòng chảy của thời gian được cảm nhận theo tốc độ mà các tri giác nội tại mới được bổ sung
- Nếu không có tri giác nào được thêm vào, như khi ngủ, gây mê hoặc chết, thì đối với quan sát viên, thời gian trên thực tế dừng lại
- Trong những tình huống cực đoan, thời gian có thể dừng lại không phải do bên trong quan sát viên mà do cấu trúc nền tảng của vũ trụ
- Nếu hypergraph có quá nhiều hoạt động, về mặt vật lý điều đó tương ứng với trạng thái có năng lượng-động lượng quá lớn
- Khi đi tới tình huống không còn phép viết lại nào để thực hiện, phần đó không thể tiếp tục tiến triển
- Điều này tương tự kỳ dị kiểu không gian liên quan đến hố đen trong thuyết tương đối rộng truyền thống, và về mặt tính toán là trạng thái đã đạt tới một điểm cố định nơi không còn phép tính nào để làm
Nhiều sợi thời gian và các nhánh lượng tử
- Con người trải nghiệm rất mạnh rằng thời gian tiến triển như một sợi duy nhất, nhưng Wolfram Physics Project cho rằng thời gian ở mức nền tảng có tính đa luồng
- Ngay trong một hypergraph cũng có thể có nhiều sự kiện cập nhật, và mỗi thứ tự của các sự kiện cập nhật xác định một đường lịch sử khác nhau
- Mọi đường lịch sử có thể được tóm lược thành một multiway graph, trong đó các trạng thái giống nhau được hợp nhất
- Sự tồn tại của nhiều đường lịch sử dẫn tới cơ học lượng tử, và hiện tượng quan sát viên chỉ tri giác một đường duy nhất liên quan đến phép đo trong cơ học lượng tử
- Không gian nhánh (branchial space) tương ứng với không gian nơi nhiều nhánh lịch sử được sắp xếp
- Không gian thông thường được dệt nên từ các sự kiện cập nhật gây hiệu ứng nhân quả lên các sự kiện ở những vị trí khác nhau
- Không gian nhánh được dệt nên từ các sự kiện cập nhật ảnh hưởng đến các sự kiện thuộc những nhánh lịch sử khác nhau
- Đồ thị nhân quả đa lộ trình có thể đồng thời chứa các hướng kiểu không gian và các hướng kiểu nhánh, và với hướng kiểu nhánh sẽ có các hình nón vướng víu tương ứng
Vì sao lại trông như chỉ có một thời gian
- Vì quan sát viên là một phần của hệ thống được quan sát, nên sự phân nhánh và hợp nhất diễn ra trong toàn vũ trụ cũng xảy ra bên trong quan sát viên
- Ở tầng nền tảng có rất nhiều nhánh và sợi lịch sử, nhưng quan sát viên bị giới hạn về tính toán phải đồng nhất hóa hầu hết các chi tiết thì mới có được trải nghiệm phù hợp với một tâm trí hữu hạn
- Với chất khí, các phân tử chuyển động một cách bất khả quy, nhưng con người không tri giác hành vi của từng phân tử mà chỉ nhận các đặc trưng tổng hợp ở cấp độ thủy động lực học
- Không gian cũng vậy: ở tầng nền tảng là mạng thay đổi của các nguyên tử không gian rời rạc, nhưng với quan sát viên quy mô lớn bị giới hạn về tính toán, nó trông như không gian liên tục
- Trong không gian nhánh cũng tương tự, tâm trí con người là một cấu trúc “lớn” băng qua nhiều nhánh lịch sử riêng lẻ, và chỉ tri giác các đặc trưng tổng hợp chứ không phải từng nhánh chi tiết
- Kết quả là ở xấp xỉ bậc một, xuất hiện một sợi lịch sử đã được tổng hợp, tức một tiến trình thời gian duy nhất
- Với các phép đo đủ tinh vi, có thể quan sát được hiệu ứng lượng tử bộc lộ nhiều sợi lịch sử
- Nhưng ở mức độ con người thông thường, sự tổng hợp quá mạnh nên ta chỉ trực tiếp trải nghiệm một sợi lịch sử duy nhất
Hiện thực chung giữa nhiều quan sát viên
- Việc một quan sát viên đơn lẻ có thể tri giác một sợi lịch sử nhất quán và việc nhiều quan sát viên cùng tri giác một hiện thực khách quan chung là hai vấn đề khác nhau
- Lý do nhiều quan sát viên con người chia sẻ một hiện thực khách quan nhất quán được xem là vì họ ở đủ gần nhau trong không gian nhánh
- Trong không gian vật lý, các quan sát viên ở những vùng khác nhau của vũ trụ sẽ nhìn thấy những ngôi sao khác nhau, nhưng con người thì chia sẻ cùng những ngôi sao lân cận
- Trong không gian nhánh cũng vậy, con người tồn tại trong một mảng nhỏ có chung nguồn gốc, và vì mảng đó nhỏ so với toàn bộ không gian nhánh nên họ tri giác cùng một sợi lịch sử chung
- Tốc độ tối đa mà hiệu ứng lan truyền trong không gian nhánh tương ứng với tốc độ vướng víu cực đại
- Giá trị đó chưa được biết
- Nó liên hệ với độ dài cơ bản và thời gian cơ bản thông qua chuyển đổi đơn vị Planck
- Người ta cho rằng khối lượng khác 0 đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn các quan sát viên tản ra theo những hướng khác nhau với tốc độ vướng víu cực đại
- Tại chân trời vướng víu của hố đen, các cạnh theo hướng nhánh của đồ thị nhân quả đa lộ trình bị giam giữ, và quan sát viên không còn có thể dệt nhiều nhánh lịch sử lại để tạo thành suy nghĩ cổ điển nhất quán, khiến khái niệm thời gian sụp đổ
Thời gian trong ruliad
- Các thảo luận trên giả định rằng cùng một quy tắc lặp đi lặp lại việc viết lại trạng thái của vũ trụ, nhưng ruliad là cấu trúc tổng thể tuân theo mọi quy tắc tính toán có thể có
- Ruliad là giới hạn đan xen của mọi quá trình tính toán khả dĩ, và được xem như một cấu trúc đơn nhất, duy nhất
- Trong ruliad, “ở đâu đó mọi thứ đều có thể xảy ra”, nhưng những điều đó được sắp xếp và kết nối theo một cách hình học rõ ràng
- Quan sát viên không ở ngoài ruliad mà nằm bên trong nó, và việc họ tri giác gì phụ thuộc vào tính chất của chính quan sát viên
- Người ta cho rằng sự kết hợp giữa tính bất khả quy tính toán, quan sát viên bị giới hạn về tính toán và giả định về tính liên tục của quan sát viên tạo nên các định luật vật lý mà quan sát viên nhận ra
- Định luật thứ hai của cơ học thống kê
- Phương trình Einstein về cấu trúc không-thời gian
- Tích phân đường đi của cơ học lượng tử
- Toàn bộ ruliad, ở mức trừu tượng, có thể được xem như một đối tượng phi thời gian đã hoàn chỉnh
- Nhưng quan sát viên bên trong không thể ngay lập tức tính được toàn bộ ruliad, mà chỉ có thể khám phá từng bước trong giới hạn tính toán của mình
- Chính sự thăm dò theo từng bước này tạo ra trải nghiệm về thời gian bên trong ruliad
Khác biệt giữa trải nghiệm toán học và thời gian
- Ruliad không chỉ chứa mọi vật lý có thể mà còn chứa mọi toán học có thể
- Khi xây dựng ruliad bằng hypergraph, các nút có thể không phải là nguyên tử không gian mà là emes, tức những yếu tố trừu tượng cấu thành các biểu thức toán học và các mảnh của định lý
- Trong trải nghiệm vật lý, quan sát viên có xu hướng được định vị cục bộ trong không gian vật lý và không gian nhánh
- Trải nghiệm làm toán gần hơn với việc dần dần mở rộng miền các “định lý được giả định là đúng” trong metamathematical space
- Có thể định nghĩa một thứ tương tự thời gian trên lộ trình mở rộng đó, nhưng đó không phải đặc trưng thiết yếu của cách thăm dò ruliad
- Khi duy trì tính cục bộ trong rulial space và bảo toàn bản sắc nhất quán, ta sẽ thấy tự nhiên khi nghĩ đến một quỹ đạo chuyển động theo thời gian
- Khi mở rộng trong rulial space để bao quát nhiều mô hình tư duy, sẽ khó gói nó vào một sợi thời gian cụ thể; mọi thứ đều là kết quả tính toán nhưng thường không được buộc vào một dòng thời gian rõ ràng
Rốt cuộc thời gian là gì
- Theo góc nhìn này, thời gian là thứ tiến lên khi các quy tắc tính toán được áp dụng
- Điểm cốt lõi là thời gian có thể được trừu tượng hóa độc lập với chi tiết của quy tắc cụ thể hay nền tảng áp dụng nó
- Khả năng đó xuất phát từ nguyên lý tương đương tính toán và tính phổ quát của tính bất khả quy tính toán đi kèm theo nó
- Tính bất khả quy tính toán có nghĩa là các quan sát viên bị giới hạn về tính toán nói chung không thể đi tắt mà phải đi theo một chuỗi bước tuyến tính
- Nguyên lý tương đương tính toán có nghĩa là ngay cả các hệ thống tuân theo những quy tắc tính toán bất khả quy khác nhau cũng có tính phổ quát trong cách chúng tích lũy hiệu ứng
- Cũng như nhiệt có thể được đặc trưng bằng “lượng nhiệt” mà không cần chi tiết chuyển động phân tử của từng vật liệu, thời gian cũng có thể được nói đến như “đã trôi qua bao nhiêu thời gian” mà không cần chi tiết hoạt động của chiếc đồng hồ hay hệ thống cụ thể
- Các hiện tượng nhiệt cũng là kết quả của tính bất khả quy tính toán, và sự đặc trưng hóa trừu tượng của chúng xuất phát từ tính phổ quát của tính bất khả quy tính toán
Du hành thời gian và đường cong thời gian kín
- Nếu hình dung thời gian giống như không gian thì du hành thời gian có vẻ tự nhiên, nhưng nếu nhìn như quá trình áp dụng các quy tắc tính toán thì nó kém tự nhiên hơn
- Ở mức thấp nhất, các quy tắc được áp dụng tuần tự để tạo ra một trạng thái rồi đến trạng thái khác, hình thành sự tiến triển thời gian theo một hướng
- Nếu quy tắc lại tạo ra đúng trạng thái đã từng được tạo trước đó, thì khi đồng nhất hóa hai trạng thái, có thể xuất hiện một vòng lặp trong đồ thị nhân quả
- Điều này tương ứng với đường cong thời gian kín
- Trong trình tự áp dụng quy tắc nguyên thủy, hai trạng thái đó có thể vẫn khác nhau
- Nếu mọi đặc trưng có thể quan sát đều giống nhau, quan sát viên buộc phải xem hai trạng thái là một
- Khi có tính bất khả quy tính toán, trên thực tế rất khó kỳ vọng rằng các trạng thái sẽ hoàn toàn trùng khớp trở lại
- Việc một trạng thái bao gồm cả những quan sát viên như con người có ký ức lại trùng khớp hoàn toàn là điều gần như bất khả thi
- Trong các hệ thống đơn giản về mặt tính toán, có thể có những cấu hình “quay ngược đường thời gian”, nhưng khi có tính bất khả quy tính toán thì quan sát viên bị giới hạn về tính toán không thể kỳ vọng điều này
- Điều đó tương tự trực tiếp với Maxwell's demon phá vỡ định luật thứ hai, hay với việc thao túng cấu trúc ở mức thấp nhất của không gian để di chuyển nhanh hơn ánh sáng
Diễn giải tính toán của các hiệu ứng thời gian tương đối tính
- Dù du hành thời gian ngược của quan sát viên là bất khả thi, sự thay đổi thời gian được tri giác do các hiệu ứng tương đối tính vẫn có thể xảy ra
- Trong giãn thời gian, vật thể chuyển động càng nhanh thì thời gian của nó trôi càng chậm
- Trong Wolfram Physics Project, không gian và mọi thứ trong đó được biểu diễn bằng một hypergraph liên tục được viết lại
- Khi một vật thể chuyển động, nó phải được tái tạo ở những vị trí không gian khác, và quá trình này sử dụng một số lượng phép viết lại nhất định
- Tương ứng, số phép viết lại dành cho tiến hóa nội tại của chính vật thể sẽ giảm đi
- Kết quả là thời gian của vật thể trôi chậm hơn
- Cách giải thích định tính này có thể được hình thức hóa và khôi phục công thức giãn thời gian tương đối tính thông thường
- Trong trường hấp dẫn cũng xảy ra điều tương tự
- Năng lượng-động lượng và hấp dẫn gắn với mức hoạt động lớn hơn của hypergraph
- Hoạt động càng lớn thì càng có nhiều phép viết lại xảy ra
- Với các vật thể ở vùng không gian đó, thời gian trôi nhanh hơn, tương ứng với dịch đỏ hấp dẫn truyền thống
- Trong những trường hợp cực đoan như hố đen, có thể hình dung gần đúng kỳ dị kiểu không gian là “nơi thời gian đã trôi quá nhanh đến mức kết thúc”
Phân rã thời gian-không gian do quy mô con người tạo ra
- Các quan sát viên như con người có xu hướng nhận thức thế giới bằng cách chia nó thành những “trạng thái không gian” của các khoảnh khắc thời gian liên tiếp
- Sự phân rã này phụ thuộc vào những điều kiện cụ thể là quy mô không gian vật lý của con người và tốc độ xử lý thời gian của họ
- Các vật thể trong một cảnh đời thường thường cách vài chục mét, và ánh sáng từ đó đến nơi trong chưa đầy 1 micro giây
- Não người cần tới mili giây để ghi nhận những gì đã nhìn thấy
- Chính sự chênh lệch thang thời gian này khiến con người nhìn thế giới như các trạng thái không gian của những khoảnh khắc thời gian nối tiếp
- Nếu não bộ hoạt động nhanh hơn gấp 1 triệu lần, như tốc độ của thiết bị điện tử số, thì con người có thể tri giác rằng photon từ những phần khác nhau của cảnh đến vào các thời điểm khác nhau
- Hiện tượng tương tự cũng xuất hiện khi giữ nguyên tốc độ não nhưng xử lý những cảnh ở quy mô lớn hơn rất nhiều, như tàu vũ trụ hay thiên văn học
- Những khác biệt đó ảnh hưởng đến việc ta nghĩ thời gian đang tác động lên cái gì, nhưng không làm thay đổi bản chất của chính thời gian
- Thời gian vẫn là quá trình tính toán tạo ra các trạng thái liên tiếp của thế giới
1 bình luận
Các ý kiến trên Hacker News
Điểm tương đồng giữa những gì Wolfram nói và công trình của Julian Barbour về thời gian như một thuộc tính phát sinh thật thú vị
Cả hai dường như đều giả định một nền tảng phi thời gian làm bản thể luận cơ bản của vũ trụ, chứa toàn bộ mọi trạng thái và cấu hình khả dĩ
Tuy nhiên, Barbour nói về một cảnh quan hình học tĩnh, nơi thời gian nảy sinh một cách khách quan, độc lập với người quan sát, từ cấu trúc quan hệ giữa các cấu hình; còn Ruliad của Wolfram xem thời gian nảy sinh do giới hạn tính toán của chúng ta với tư cách người quan sát trong một cấu trúc tính toán phi thời gian
Rốt cuộc cả hai đều đi đến một nền móng phi thời gian của thực tại, nhưng cách họ giải thích sự phát sinh của thời gian thì đối lập nhau: hình học khách quan so với trải nghiệm tính toán chủ quan
Trong The Janus Point có những vùng của vũ trụ mà do sự giãn nở của vũ trụ, khoảng cách giữa chúng tính bằng năm ánh sáng lớn hơn cả tuổi của vũ trụ, và chúng rời xa nhau nhanh hơn ánh sáng nên sẽ mãi mãi bị tách biệt về mặt nhân quả
Điều này cũng có vẻ liên quan đến tính toán, ở chỗ không có tương lai nào trong đó thay đổi trạng thái ở một bên ảnh hưởng đến bên kia, và cũng gợi cảm giác giống một dạng bất khả quyết nào đó
Ngoài ra, khi đọc đoạn “bên trong lỗ đen, mật độ sự kiện quá cao đến mức không thể tính toán thêm được nữa”, tôi nhớ đến định lý bất toàn của Chaitin
Nếu tôi hiểu đúng, nội dung là trong bất kỳ hệ tiên đề hình thức tùy ý nào cũng có một hằng số c sao cho không thể chứng minh trong hệ đó độ phức tạp Kolmogorov của một chuỗi lớn hơn hằng số ấy; điều này tạo cảm giác tương tự ý tưởng rằng Ruliad không thể mô phỏng dần dần các trạng thái muộn hơn bên trong lỗ đen
Để trải nghiệm, cần có một vị trí tương đối so với toàn thể, và thứ băng qua toàn thể đó chính là thời gian
Một ẩn dụ gần hơn là đầu đọc của băng: bạn trở thành đầu đọc, đi xuyên qua sự phóng chiếu của chính mình và tạo ra nó như một hoạt hình
Cũng như tương lai bị ràng buộc bởi quá khứ, tôi nghĩ quá khứ cũng có thể bị ràng buộc bởi tương lai
Tôi không nghĩ có tác dụng ma quái từ xa; về bản chất nó giống phản nhân quả, vì kết quả của một sự kiện ở xa dù thế nào cũng không thể vượt trước nón ánh sáng của nó
Tôi cho rằng sự chồng chập trạng thái của những thứ như đường cong thời gian khép kín sẽ giải quyết các nghịch lý, và hiện thực hóa bằng cách cho phép tương tác giữa các khía cạnh không mâu thuẫn ở cùng một vị trí
Tuy nhiên tôi không phải nhà vật lý, nên có lẽ tất cả chỉ là nói nhảm
Julian Barbour cố loại bỏ hoàn toàn thời gian bằng cách nói rằng mọi trạng thái khả dĩ đều tồn tại, và phải có một quy luật nào đó ưu tiên những trạng thái bề ngoài có vẻ liên quan đến các trạng thái trước đó
Wolfram thì tập trung hơn vào việc hiểu “thời gian là sự thay đổi” từ góc độ tính toán
Bài viết được liên kết trông giống “suy tư triết học bằng thuật ngữ khoa học” hơn là vật lý
Chẳng hạn như câu “việc chúng ta trải nghiệm thời gian là do sự tương tác giữa tính hữu hạn tính toán của chúng ta với tư cách người quan sát và tính bất khả quy tính toán của quá trình nền tảng của vũ trụ”
Thực ra, insight lớn của ông gần như giống điểm xuất phát trong The Science of Logic của Hegel: sự thật rằng chúng ta là hữu hạn
Chỉ riêng điều đó không biện minh được cho những nội dung khác, đặc biệt là thuyết đa vũ trụ, và cũng hoàn toàn không đủ để xây dựng một khái niệm thời gian có thể sử dụng một cách có ý nghĩa
Điều thu được chỉ là kiểu “nếu là một tồn tại vô hạn thì sẽ không trải nghiệm thời gian”, nghe như insight ở tầm một phim khoa học viễn tưởng bom tấn
Ông đã viết rất thuyết phục về sự khác nhau giữa trực giác toán học và khái niệm triết học, còn Wolfram có lẽ sẽ nhầm lẫn sự phân biệt đó với logic vững chắc đối lập với những lời vô nghĩa
Nhưng nếu không thừa nhận giới hạn của mình, ta chỉ càng dễ mắc những sai lầm bắt nguồn từ chính các giới hạn đó
Tôi nhớ đến đoạn: “Siêu hình học về tự nhiên hoàn toàn khác với toán học và kết quả không phong phú bằng, nhưng nó rất quan trọng trong việc kiểm nghiệm phê phán việc áp dụng nhận thức tự nhiên của lý tính thuần túy. Không có sự dẫn dắt đó, ngay cả các nhà toán học cũng sẽ tiếp nhận một số quan niệm chung, thực ra là các quan niệm siêu hình, rồi lấp đầy lý thuyết tự nhiên bằng các giả thuyết; khi áp dụng các nguyên lý của siêu hình học này, sai lầm của chúng sẽ lộ ra. Dĩ nhiên điều đó không gây hại cho việc sử dụng toán học trong lĩnh vực nhận thức này”
Cũng đáng nhớ rằng Aristotle đã tạo ra “physics” với nghĩa nghiên cứu physis, tức tự nhiên, bằng toán học; sau đó các lập luận khác hẳn về chất nhằm diễn giải và mở rộng nền tảng đó được nối tiếp dưới tiêu đề metaphysics, tức “sau physics”
Chúng ta đã học được nhiều sự thật toán học hơn rất nhiều, nhưng “thời gian thực sự là gì?” sẽ mãi nằm ngoài tầm với của toán học, và tôi cho rằng đó là sự thật do chính câu hỏi quy định, chứ không phải do vũ trụ
Tóm lại, nếu muốn nói về nhận thức thì tối thiểu phải thừa nhận rằng mình đang viết triết học, và nếu có thể thì cũng nên trích dẫn các triết gia
Chúng ta đã xử lý vấn đề này khá lâu rồi
Barbour có vẻ đang làm một việc ít tham vọng hơn nhiều: tạo ra một khung toán học hữu ích và nền tảng nhất có thể
10 năm trước tôi từng trình bày một ý tưởng gần như giống hệt theo cách dễ tiếp cận hơn
https://blog.rongarret.info/2014/10/parallel-universes-and-a...
Hơn nữa, bài trước đó còn yêu cầu đọc một bài báo hoặc xem video trước khi tiếp tục
Dù ra muộn 10 năm, bài của Wolfram vẫn tự hoàn chỉnh và trọn vẹn hơn nhiều
Công trình ở đây cho thấy việc suy đoán và đi hơi theo hướng triết học là hoàn toàn ổn, và kết quả có thể thú vị, gợi nhiều điều để suy nghĩ
Ý tưởng lớn khác với hoang tưởng tự đại; ý tưởng lớn vẫn có thể giữ nền tảng khoa học và không cần tạo ra những thuật ngữ sến súa như Ruliad
Một trong các nỗ lực đó là bài này
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.10...
Đề xuất này sai về mặt toán học, và lý do đến nay vẫn khiến tôi thấy khó hiểu về mặt vật lý
Hóa ra trong lý thuyết lượng tử, với các sự kiện entropy giảm, có thể có các bản ghi ký ức mạnh hơn được định nghĩa bằng thông tin tương hỗ cổ điển
Một ví dụ đơn giản ở đây
https://arxiv.org/abs/0909.1726
Tôi là tác giả thứ hai
Kiểu như “nếu bạn chưa đọc bài trước đó … bạn sẽ không hiểu bài này”
Có lẽ, dù chỉ tình cờ, nó đã cho thấy một nguyên lý tổ chức thay thế khiến trật tự thời gian nảy sinh trong một bản thể luận định hướng tính toán
Liệu tương lai chỉ có thể được “hiểu” khi nó theo sau quá khứ về mặt thời gian không?
Nói nửa đùa thôi
Tôi tự hỏi liệu các nhà vật lý có nghĩ rằng thời gian thực sự tồn tại không
Có lẽ đã có người suy luận rằng thời gian là một cách hạch toán mà con người tạo ra để hiểu trải nghiệm về sự thay đổi của hệ thống
Wolfram dùng rất nhiều các từ tiến trình và tính toán trong bài, nhưng trong đó có một thiên kiến ngầm giả định rằng một quá trình nào đó là tất định hoặc có một trạng thái mà nó đang hướng tới
Nhưng những “tiến trình” như vậy dường như không có nhiều ý nghĩa, mà chỉ là các phản ứng tuân theo nhiệt động lực học
Nếu không ai quan sát những thay đổi hệ thống như thế, thì xu hướng, mẫu hình và tính chu kỳ chỉ đơn giản là hệ quả của vật lý
Thứ chúng ta gọi là “thời gian” có vẻ giống sự tích lũy của một hiệu ứng hơn là một khía cạnh riêng biệt của vật lý
Ví dụ, tôi tự hỏi trong mô phỏng vật lý, nếu thay thời gian bằng một thước đo như biên độ của hiệu ứng thì sẽ ra sao
Thành thật mà nói tôi không biết, và vì tôi không phải nhà vật lý nên có thể đây chỉ là lời nói nhảm ngây ngô
Giá trị đo bằng đồng hồ trong thế giới thực thỏa mãn, ít nhất trong một số vùng nhất định của vũ trụ, các tính chất giống với thứ được gọi là thời gian trong nhiều lý thuyết vật lý như thuyết tương đối hay cơ học cổ điển
Và các lý thuyết đó đưa ra những dự đoán khá đúng về các giá trị đo được trong thế giới thực
Tất nhiên, có khả năng những tính chất này là kết quả của các tương tác ở cấp thấp hơn với những quy luật hoàn toàn khác
Nhưng có thể hiểu theo kiểu việc phát hiện ra hạt không làm Mặt Trời biến mất
Không-thời gian rất quan trọng trong thuyết tương đối rộng, vũ trụ học và nhiệt động lực học
Tuy nhiên, nó có phải là nền tảng hay là thứ phát sinh từ một cái gì đó nền tảng hơn vẫn là câu hỏi mở
Những thứ như “muộn”, “sớm”, “mất quá lâu”, “chậm”, “không có thời gian”, “vừa đúng lúc”
Tất cả đều là khái niệm của con người; nói về mặt vật lý thì, ít nhất theo cổ điển, mọi việc xảy ra chính xác vào lúc nó xảy ra
Không có thay đổi thì không có thời gian
Chúng ta quan tâm đến tốc độ đặc thù của thời gian dựa trên nhịp tim trong trải nghiệm của chính mình
Đây là một thí nghiệm tư duy về bản chất của thực tại
Trong một vũ trụ lớn hơn rất nhiều, ghi vào sổ cái mọi sự kiện đã xảy ra với mọi hạt ở mọi khoảnh khắc, từ Vụ Nổ Lớn cho đến nhà hàng
Đặt cuốn sổ đó lên bệ lò sưởi rồi cứ để nguyên
Về bản chất, đây là log của một mô phỏng
Nó tồn tại gần như theo cùng cách với một mô phỏng đang chạy, chỉ là chiều thời gian của nó không được chia sẻ với vũ trụ mà nó mô phỏng
Tuy nhiên, mọi quan sát viên bên trong nó lẽ ra đã có cùng các quan sát như trong trường hợp được chia sẻ
Có thể đúng hoặc không, nhưng đây là một giả định siêu hình học rất gây tranh cãi
Tôi không biết nên nghiêm túc đến mức nào với những tuyên bố của những người nói rằng họ “biết” giả định đó thực sự đúng
Giống như bài toán dừng, ở bất kỳ điểm nào cũng không thể vượt lên trước, và không thể biết điều gì sẽ đến tiếp theo
Tương tự, bất kỳ mô phỏng nào chạy với một “tốc độ tick” nào đó cũng có thể chạy nhanh gấp đôi nếu giảm một nửa kích thước bước trên mỗi tick
Nếu ngay từ đầu các bước đã đủ dày, không ai bên trong vũ trụ đó nhận ra
Có vẻ Greg Egan đã đề xuất trong Diaspora hoặc Permutation City: ý tưởng rằng bất kỳ tốc độ tick nào cũng không thể bị sinh thể được mô phỏng phát hiện, thậm chí cả “không có” cũng vậy
Khi được mã hóa thành tệp số, nó chỉ là một con số, một khái niệm thuần túy phi thời gian, và không nhất thiết phải được ghi lại để tồn tại
Nó luôn tồn tại trên trục số ngay cả trước khi Tom Cruise ra đời
Thực ra, mọi cách mã hóa của Top Gun đều tồn tại trên trục số: mọi định dạng nén, mọi độ phân giải, cho đến cả độ phân giải 16K của tương lai, khi phim còn chưa được quay và cũng chưa có thiết bị hiển thị
Cách mã hóa dưới dạng một con số dài 400GB cũng đã ở đó rồi, và sẽ luôn ở đó
Tức là mọi dạng mã hóa của một mô phỏng, một log sự kiện hay bất kỳ trải nghiệm nào đều đã tồn tại trong toán học, ở đâu đó trên trục số
Điều này bao gồm cả toàn bộ vũ trụ vật lý
Đây không phải là giả thuyết mà là điều tất yếu đúng
Bất cứ thứ gì có thể biểu diễn bằng một lượng thông tin hữu hạn đều phải nằm trên trục số
Ngay cả nếu giả định vũ trụ kéo dài vĩnh viễn, lịch sử của nó vẫn có thể được chia thành một chuỗi các trạng thái, và mỗi trạng thái là hữu hạn
Khi đó chuỗi đó tồn tại trên trục số như một tập hợp các điểm kéo dài đến vô hạn
Ta không thể chỉ định chính xác toàn bộ trạng thái của mọi hạt trong vũ trụ; và nếu vũ trụ là vô hạn, thì ngay cả khi không có bất định cũng không thể liệt kê một tập vô hạn
Tuy vậy có thể viết hàm sinh hoặc công thức truy hồi, và đây có vẻ là ý chính của Wolfram
Nhưng tôi không hiểu vì sao phải ám ảnh với những chi tiết này
Có gì khác nhau giữa thứ đang được tưởng tượng ở đây và một cuộn phim thông thường
Phim có thể được phát lại, nhưng ngay cả khi không được phát, nó vẫn ghi lại trạng thái của những sự kiện đã xảy ra, và cũng chứa các quan sát viên từng tồn tại nhưng không còn tồn tại nữa, cùng trải nghiệm về các sự kiện từng xảy ra nhưng không còn đang xảy ra nữa
Dù bản ghi tự nó không thay đổi, nó vẫn có thể mô tả một trình tự chuẩn
Ai đó bên ngoài bản ghi có thể xem nó không theo trình tự, xem nhanh, xem chậm, dừng lại hoặc tua ngược
Theo nghĩa đó, cuộn phim không chia sẻ chiều thời gian với vũ trụ của chính nó
Thật khó hình dung điều này hàm ý gì, và vì sao nó quan trọng
Tôi không rõ trong những điều được nói ở đây có gì về cơ bản là ông ấy chưa từng nói trước đó không
Những phần hơi gây ngạc nhiên, chẳng hạn phần ví thời gian với nhiệt, hay phần cạn kiệt các bước cần làm ở chân trời sự kiện, theo tôi nhớ là đã được liên kết tới trong một bài từng đăng trước đây
Tôi không đồng cảm với sự hào hứng của ông ấy dành cho cụm từ tính bất khả quy về mặt tính toán
Tôi thà diễn đạt theo kiểu định lý không tăng tốc hơn
https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_physics
Mối liên hệ giữa nhiệt, entropy và thời gian cũng đã được nghiên cứu kỹ
Ví dụ có https://en.wikipedia.org/wiki/Arrow_of_time và https://en.wikipedia.org/wiki/Entropy_as_an_arrow_of_time
Nhưng với ông ấy, có vẻ điều đó là không thể
Nghĩ về một siêu đồ thị liên tục tự viết lại chính nó là điều hay
Tôi từng nghĩ về phê bình văn học hoặc tiểu thuyết theo góc nhìn “biên dịch”
Theo một nghĩa nào đó, nó khiến tôi liên tưởng đến mạng Petri: tại một thời điểm nhất định, nhân vật có một mô hình tĩnh về thế giới, và mô hình này có thể được vẽ thành một đồ thị nhân quả gồm các kết luận và tiền đề
Rồi khi một sự kiện xảy ra, cách nhân vật đó hiểu thế giới thay đổi, và siêu đồ thị được viết lại cho phù hợp
Khi viết tiểu thuyết, tôi từng thử nghiệm điều này bằng phần mềm đồ thị do mình tự làm
Tất nhiên, không thể ghi chép đầy đủ mô hình của mọi nhân vật trước và sau mọi sự kiện ảnh hưởng đến họ, nhưng chỉ làm ở các khoảnh khắc then chốt cũng đã hữu ích
Tôi đã nhiều lần nghĩ rằng sẽ thật tốt nếu có thể “biên dịch” tiểu thuyết để tự động chỉ ra lỗ hổng cốt truyện hoặc những bước nhảy logic sai của nhân vật, ít nhất là những bước nhảy không giống tính cách nhân vật đó
Tôi cũng từng thử cách dùng bảng tính: đặt mỗi nhân vật thành một cột, và biểu thị dòng chảy thời gian bằng các hàng
Ở đó tôi không vẽ siêu đồ thị, mà viết nguyên văn trạng thái của nhân vật tại thời điểm đó vào từng ô
Cách này hữu ích, nhưng bắt đầu đổ vỡ khi phải xử lý những thứ như cảnh hồi tưởng
Mỗi lần đọc những bài như thế này, tôi lại bị cuốn mạnh về ý niệm tính Không (Śūnyatā)
Theo cách tôi hiểu về tính Không trong Phật giáo Đại thừa, nó không phải là hư vô tuyệt đối hay sự không tồn tại, mà có nghĩa là mọi thứ đều trống rỗng về một tồn tại cố hữu và độc lập
Vì mọi thứ đều phụ thuộc lẫn nhau nên không có tự tính, và các hiện tượng chỉ tồn tại trong quan hệ với nguyên nhân và điều kiện
Sự tồn tại mang tính quan hệ này giả định rằng sự vật không có bản chất bất biến, và rốt cuộc không có một thực tại cố định
Thứ trông như “mọi thứ” thực ra thấm đẫm “hư vô” hay “sự trống rỗng”, còn các hiện tượng sinh khởi tùy thuộc vào điều kiện và không có bản tính cố hữu, vĩnh viễn
https://en.wikipedia.org/wiki/%C5%9A%C5%ABnyat%C4%81
Brane chứa mọi thời gian, mọi không gian, mọi nhánh của Ruliad mà ta gọi là vũ trụ là một thể liên tục duy nhất, còn cái tôi chỉ là một mô hình chiếu vũ trụ đó từ một góc nhìn đơn nhất
Mô hình ấy được lưu trong các neuron, tiếp diễn qua những thay đổi của neuron, và khi đến điểm cập nhật mô hình để nhìn thấy bức tranh lớn hơn, nếu muốn thì có thể gọi đó là Niết-bàn
Ta thấy rằng chính ý nghĩ cho rằng thứ gọi là “thời gian” là cần thiết là một phát minh của tâm trí, và hoàn toàn không cần thiết
Tôi biết nghe có vẻ kỳ lạ và như mấy lời huyền học nhảm nhí, nhưng một khi đã thấy thì đó là điều đơn giản và hiển nhiên nhất trên đời
Có vẻ như đây là bài viết hợp với cái ngày giải Nobel Vật lý được trao không phải cho một phát hiện vật lý, mà cho khoa học máy tính
Từ “it from bit” của Wheeler đến vũ trụ tính toán của Wolfram, câu hỏi rốt cuộc là “phần thực chất nằm ở đâu”
Tuy vậy, ngay cả sự ám ảnh với vật lý số cuối cùng cũng có thể chứa điều gì đó có giá trị
Những mô hình tinh thần từng trông khác nhau có thể hợp nhất và trở nên hữu ích, và cũng không nhất thiết phải là một bộ công cụ hoàn chỉnh
Việc Newton phát minh ra giải tích cũng khá thô sơ, nhưng nhờ nó ông đang giải thích được những thứ trước đó chưa hiểu được
Ông xem vũ trụ là một đồ thị có các quy tắc tính toán
Hai thứ đó có giống nhau không
Về mặt toán học, đa tạp có một khái niệm rõ ràng về số chiều, và điều này ảnh hưởng đến những thứ như định luật nghịch đảo bình phương
Ruliad của Wolfram, tức góc nhìn về một đồ thị tiến hóa theo các quy tắc, đặt ra vấn đề về số chiều
Nhưng rốt cuộc ông phải đưa ra những dự đoán cụ thể khác với quan điểm hiện tại thì người ta mới dành nhiều thời gian nghiên cứu thế giới quan của ông
Ông là một người xuất sắc và Wolfram Language cũng tuyệt vời, nhưng ông cần khiêm tốn đủ để thừa nhận giá trị của việc thuyết phục người khác
Điều khó chịu ở ý tưởng “Ruliad” là nó hoàn toàn không thể bị phản chứng
Ngay cả nếu ta đang sống trong một thực tại nơi có sự ngẫu nhiên thực sự, hoặc nơi tính bất khả quy về mặt tính toán không phải là điều hiển nhiên, thì bất cứ lúc nào cũng có thể lập luận rằng thứ ta quan sát chỉ là một mảnh cục bộ hữu hạn của Ruliad, trông có vẻ tất định hoặc bất khả quy về mặt tính toán do các giới hạn của ta với tư cách người quan sát
Về bản chất, đó là phiên bản hiện đại của “dưới con rùa lại là một con rùa nữa”
Nó giả vờ giải thích bản chất của thực tại bằng cách mở rộng định nghĩa về thực tại cho khớp với một mô hình tinh thần bao quát, bề ngoài nghe có vẻ hợp lý
Tất nhiên, những từ như “vũ trụ”, “đa vũ trụ” không đủ để mô tả mọi thứ mà hiện nay ta muốn bao hàm
Nhưng chỉ việc đặt một cái tên mới cho ý tưởng trừu tượng “mọi thứ” không tạo ra cơ sở thuyết phục để nói rằng mọi thứ tồn tại như một cấu trúc tĩnh, bất khả quy về mặt tính toán ở cấp độ nền tảng và mang tính tất định
Trong mô phỏng vật lý thì nghe có vẻ hợp lý, nhưng trong thực tại vẫn còn sự thật rằng ta không biết những gì ta không biết
Việc đặt cái chưa biết vào một chiếc hộp khái niệm không biến nó thành cái đã biết
Cảm giác như suy đoán chồng lên suy đoán, nên khó biết nền tảng nằm ở đâu
Ít nhất nó phải đưa ra được những dự đoán nghiêm ngặt về thế giới thực mà hiện ta chưa có
Khái niệm thời gian chỉ là sự “viết lại” của hypergraph cũng không thỏa đáng
Nó mượn trực giác về việc lật bit trong bộ nhớ vật lý, nhưng trong miền siêu hình của hypergraph này, “viết lại” thực sự có nghĩa là gì thì không rõ
Tôi rất kính trọng Wolfram, nhưng phần lớn nội dung này có cảm giác quá dựa vào những lập luận vung tay mơ hồ
Ở đây có điều gì có thể kiểm chứng hoặc có thể phản chứng không
Hay chỉ là rao giảng một niềm tin mà thôi