99,9%-ban üres tér. Így bizonyítják az atomok, hogy a Mátrixban és egy szimulációban vagyunk

Ha figyelemmel kíséred a témával kapcsolatos fejtegetéseket, bizonyára észrevetted, hogy a fizikai szimuláció gondolata valójában teljesen észszerű. Érthető, hogy közvetlen bizonyítékokról egyelőre nem beszélhetünk, és ez sokkal inkább egyfajta világnézet, mintsem klasszikus tudomány.

A szimulációs elmélet alapötletét elég jól bemutatja a Mátrix, bár az a logika, hogy a gépek az embereket használják energiaforrásként, határozottan sántít egy picit. Nem éppen a leghatékonyabb megoldás. Lehet, hogy a tehenekkel sokkal jobban jártak volna. De ez már egy teljesen más kérdés.

A lényeg azonban ugyanaz: a körülöttünk lévő világ csupán egy ügyesen megírt programkód, amely alapjaiban határozza meg az anyag tulajdonságait és a fizika törvényeit.

Már korábban is szóba került, hogy ez a megközelítés tökéletesen megmagyarázna szinte bármilyen fizikai paradoxont. Érdemes azonban a szimulációs elméletet magának az atomnak a felépítésére vonatkoztatva is megvizsgálni. Bármilyen hihetetlenül is hangzik, mintha maga az atommag szemléltetné ennek a mechanizmusnak a valós működését. Egyszerűen túl sok itt a számítástechnikai jellegű hasonlóság ahhoz, hogy szó nélkül elmenjünk mellette.

Laikusokban és tudósokban egyaránt önkéntelenül is felmerül a párhuzam a mátrixszal, vagy a számítógépes modellekkel. Nézzük meg ennek a kérdéskörnek a legérdekesebb aspektusait!

Ha megfognánk egy atomot, és felnagyítanánk egy futballstadion méretére, az atommag csupán egy apró borsószem lenne a kezdőkör közepén, az elektronok pedig pici pontok valahol a legfelső lelátókon. A fennmaradó tér pedig teljes egészében üres.

A modern fizika felfogása szerint ez az űr korántsem annyira „üres”. Kvantumhab tölti ki, gluonok cikáznak benne, és részecskék keletkezésével, valamint megsemmisülésével járó folyamatok zajlanak. Ez a szüntelen instabilitás nyüzsgő világa. A tankönyvekben persze egyszerűbb azt írni, hogy üres térről van szó, hiszen strukturált anyag valóban alig akad benne. Viszont maga a jelenség kísértetiesen emlékeztet a digitális zajra.

Amit „szilárd tárgynak” nevezünk, az a valóságban 99,9999999%-ban a semmiből áll. A szilárdság érzetét mindössze az elektromágneses kölcsönhatás erői keltik, amelyek megakadályozzák az elektronok egymásba ütközését. Vagyis az, hogy egy tárgyat szilárdnak érzékelünk, pusztán a kölcsönhatások illúziója, nem pedig valódi, tömör anyag. A fizika ezt a „szilárd” állapotot a valóságos anyag megnyilvánulási pontjaként írja le.

Egy programkód ezt kiválóan le tudná írni. Van egyfajta anyagsűrűségi gradiens, és maga az anyag pusztán a koordináták alapján generálódik meg. A többi terület pedig csak egy kitöltetlen tartomány. Ez a virtuális tér kísértetiesen emlékeztet a kvantumhabra.

Az elektronok ugyanis nem úgy keringenek az atommag körül, ahogyan mondjuk a bolygók a Nap körül. Kvantumszuperpozícióban léteznek: egyszerre több helyen is jelen vannak, egészen addig a pillanatig, amíg meg nem figyeljük vagy meg nem mérjük őket.

Ebből az következik, mintha a világ atomszerkezete kizárólag a megfigyelés pillanatában rajzolódna ki, pont úgy, ahogyan egy videojáték rendereli a képet, amikor a karakterünkkel egy adott irányba nézünk. Mindez szintén szorosan összefügg az eloszlási sűrűséggel.

A digitális zaj számos tényezőtől függően alakul ki, amelyek közül az egyik maga a mérés. Lássuk be: ez a paradoxon rendkívül elegánsan és logikusan magyarázható lenne egy programkóddal.

Egy elektronnak csak meghatározott, pontosan megengedett energiaszintjei lehetnek, a fotonok pedig rögzített értékű adagokban, úgynevezett kvantumokban léteznek. Mindez döbbenetesen hasonlít egy digitális rendszer működésére.

Vegyünk alapul bármilyen digitális képet: ez képpontokból, azaz pixelekből áll. Nyilvánvaló, hogy minél több van belőlük, annál jobb a képminőség, és annál finomabb részleteket látunk. Ez azonban a lényegen egyáltalán nem változtat. A számítógépek világában kivétel nélkül minden koordinátaként jelenik meg. Nincs végtelen folytonosság, kizárólag diszkrét lépések léteznek, akárcsak a pixelek vagy az adatbitek esetében.

Az atomban is úgy tűnik, hogy minden folyamat determinált és pontosan leírható. Hagyjuk most a véletlenszerűség kérdését, hiszen még az is visszavezethető a precíz matematikára. Maga az anyag felépítése egyszerűen döbbenetesen emlékeztet egy digitális képre.

Semmi sem haladhat gyorsabban a fénysebességnél. Ez pontosan olyan, mint egy beépített sebességkorlát a valóság fizikai motorjában, hasonlóan ahhoz, ahogyan a videojátékoknál maximalizálják a képkockasebességet (FPS).

Amikor játszol, a hardver egy bizonyos mennyiségű képkockát bír el. Ez a korlát azonban kétoldalú: a rendszernek képesnek kell lennie minél több képkockát megjeleníteni másodpercenként, az algoritmusnak pedig elő kell tudnia állítani ezt a maximális képkockaszámot. Egy maximális FPS-érték azonban mindig, minden körülmények között jelen van.

Az atomon belüli részecskék folyamatosan energiát és információt cserélnek egymással. Ez az, ami a leginkább meghatározza magának az atomnak a stabilitását és létezését. Ezek a belső kölcsönhatások pedig soha, semmilyen esetben sem haladhatják meg a fénysebességet.

Ha megvizsgálod az okostelefonodat, és egy alkalmazással elemzed az adatforgalmát, rögtön észreveszed, hogy a készülék folyamatosan adatokat cserél a szolgáltatóval, illetve a szerverekkel. Ezek leginkább olyan háttér-információk, mint a hálózati „pingelés” (elérhető vagy? – igen, itt vagyok), vagy a különböző applikációk csendes háttérfolyamatai. Képzeld el: az atom hajszálpontosan ugyanezt csinálja.

Az atomok elektromágneses erők révén lépnek kapcsolatba egymással, így alkotva molekulákat és összetettebb struktúrákat. A köztük zajló kölcsönhatásokat az elektronszerkezetük határozza meg. Azonban az atomon belül is szüntelenül hatnak bizonyos erők, amelyeket a modern fizika energia- és információcserének tekint. Az atom szó szerint „lekérdezi” a környező részecskéket, és így tud fennmaradni. A gluonok és a többi szubatomi részecske megállás nélkül cikáznak az atomon belüli fix pontok, vagy akár maguk az atomok között.

Kiderül tehát, hogy egy atom rendkívüli módon hasonlít egy internetre kapcsolt számítógéphez. Ez az analógia pedig ismét csak tökéletesen beleillik a szimulációs elméletbe.

Az atomok viselkedése és a köztük lévő kölcsönhatások a kvantummechanika szigorú törvényeinek engedelmeskednek. Ezek a törvények könnyedén felfoghatók egy olyan szabályrendszerként, amely pontról pontra előírja az atomok működését.

A kvantumfizika és a részecskefizika folyamatosan ezeket a mechanizmusokat kutatja, és gyönyörűen le is írja a „hogyant”. Arra a kérdésre azonban, hogy mindez miért pont így működik, és mi kényszeríti rá a részecskéket erre a furcsa viselkedésre, senki sem tud egyértelmű választ adni. Egyszerűen csak elfogadjuk, hogy így van. Ha viszont feltételezzük, hogy az univerzumnak tényleg létezik egy alapvető, „atomi” forráskódja, hirtelen minden a helyére kerül, és a fizika legbonyolultabb összefüggései is azonnal értelmet nyernek.

Feltárhatjuk a viselkedési algoritmust, és megállapíthatjuk például, hogy az azonos töltésű részecskék taszítják egymást. Azt viszont a mai napig nem tudjuk megmondani, hogy miért van ez így. A szimulációs elmélet zseniális választ ad erre, ugyanakkor rögtön fel is vet egy sokkal ijesztőbb kérdést: mégis kinek állt mindez érdekében, és ki írta a kódot?

Ahogy a számítógépek a programkódban rögzített utasítások alapján futnak, úgy a kvantummechanika törvényei is párhuzamba állíthatók egy gigantikus szoftverrel, amely az egész univerzum – és benne az atomok – működését vezérli.

Az atom protonokból, neutronokból és elektronokból áll. A protonokat és neutronokat kvarkok, valamint gluonok építik fel. És ha még ennél is mélyebbre ásunk, valószínűleg ezek is további apróbb elemekre bonthatók. A fizikusok jelenleg úgy vélik, hogy a kutatás előbb-utóbb eljut majd a tiszta, puszta információig és energiáig, ahol ez a végtelennek tűnő bontás egyszer és mindenkorra megáll.

A videojátékok összetett 3D-modelljei például számtalan apró poligonból állnak össze. Minden egyes poligont csúcspontok koordinátái, színek, textúrák és egyéb paraméterek határoznak meg. Az atom egyszerűbb összetevőkre való darabolása kísértetiesen emlékeztet arra a folyamatra, amikor a számítógépes grafikában egy bonyolult modellt visszabontunk az alapvető építőelemeire.

Nem olyan ez, mintha világunk anyagi struktúrája gyanúsan hasonlítana ezekre az összetett, egymásba ágyazott informatikai rendszerekre? Ahogyan a képernyőn látottakat egy kód vezérli, és az egész bitekből meg bájtokból épül fel, úgy a valóságunk részecskéit is szigorú szabályok határozzák meg egy felfoghatatlanul bonyolult, rétegzett struktúrában.

A világunk számtalanszor valóban úgy viselkedik, mintha a háttérben algoritmusok futtatnák: a hatalmas üresség, a kvantált állapotok, a fizikai sebességkorlátok és a megfigyelőtől való függés mind ebbe az irányba mutatnak. Ezek az analógiák persze a végtelenül összetett valóság erős leegyszerűsítései. A hasonlóságok önmagukban még nem bizonyítják 100%-osan, hogy a világunk tényleg csak egy szimuláció, csupán rámutatnak arra a tényre, hogy megdöbbentő párhuzamokat fedezhetünk fel a világegyetem felépítése és a számítógépek működési elve között.

Hogy honnan erednek ezek a furcsa párhuzamok, azt mindenkinek magának kell eldöntenie. A klasszikus tudomány jelenleg széttárja a karját a kérdésben, a felvetett elméletek sokfélesége pedig egyenesen szédítő. De talán pont ez benne a legszebb.