น้อยกว่า 14 พันล้านปีก่อนเล็กน้อย
การระเบิดสล็อตเว็บตรงครั้งใหญ่ทำให้เกิดจักรวาล และเมื่อมันเกิดขึ้นแล้ว จักรวาลก็เริ่มคำนวณ ตำแหน่ง ความเร็ว และสถานะภายในของอนุภาคมูลฐานทุกอนุภาค ทุกอะตอมและโมเลกุล แท้จริงทุกเอนทิตีทางกายภาพเดียวลงทะเบียนบิตของข้อมูล บิตเหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องโดยการโต้ตอบทางกายภาพที่ทำหน้าที่เหมือนลำดับของลอจิกเกต – เมื่อมีบิตเพียงพอและมีเวลาเพียงพอ พวกเขาสามารถคำนวณอะไรก็ได้ที่คำนวณได้ ดังนั้นจักรวาลจึงเป็นคอมพิวเตอร์ มันไม่ใช่อุปมา มันคือเรื่องจริง ยิ่งไปกว่านั้น กฎพื้นฐานของฟิสิกส์ที่ควบคุมปฏิสัมพันธ์ใดๆ คือควอนตัม ดังนั้นจักรวาลจึงเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ที่คำนวณพฤติกรรมของตัวเอง มันเริ่มต้นในสถานะที่เรียบง่ายมากในตอนแรก แต่เมื่อจำนวนขั้นตอนการคำนวณเพิ่มขึ้น จักรวาลควอนตัมการคำนวณก็แยกรูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นออกไป ซึ่งรวมถึงกาแล็กซี ดวงดาว และดาวเคราะห์ จากนั้นชีวิต มนุษย์ คุณและฉัน และเซธ Lloyd และหนังสือของเขา Programming the Universe
ลองใช้โปรแกรมดู ปรากฏว่าจักรวาลเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดยักษ์ เครดิต: M. KULYK/SPL
เช่นเดียวกับเรื่องราวดีๆ อื่นๆ ในประเภทนี้ หนังสือของลอยด์จะไขปริศนาและทำให้ระคายเคืองได้มากเท่าที่จะเกลี้ยกล่อม ลอยด์เขียนในสไตล์ที่มีชีวิตชีวา เล่าเรื่องตลกและเกร็ดเล็กเกร็ดน้อยส่วนตัวมาเป็นการเล่าเรื่องเชิงเทคนิคมากขึ้น เขาแบ่งปันมุมมองเกี่ยวกับจักรวาลวิทยา การคำนวณ ฟิสิกส์ควอนตัม ความซับซ้อน เพศ ชีวิต จักรวาล และทั้งหมดนั้น และเขาก็ทำได้ดี แม้จะมีการเพิ่มจำนวนหัวข้อเหล่านี้ แต่ข้อความหลักก็โดดเด่นและมีการกล่าวซ้ำหลายครั้ง – จักรวาลเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ตั้งโปรแกรมโดยความผันผวนของควอนตัมและความสามารถในการคำนวณของจักรวาลอธิบายว่าระบบที่ซับซ้อนสามารถเกิดขึ้นได้จากกฎทางกายภาพขั้นพื้นฐานที่เรียบง่ายได้อย่างไร
Lloyd บอกเล่าเรื่องราวของจักรวาลที่กำลังวิวัฒนาการในแง่ของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างพลังงานและข้อมูล ในประวัติศาสตร์ตามแบบฉบับของการกำเนิดและวิวัฒนาการของจักรวาล เรื่องราวที่นักจักรวาลวิทยาและนักดาราศาสตร์มักบอกเล่าโดยปกติ พลังงานมีบทบาทสำคัญ ครั้งแรกมีความเป็นเอกเทศและไม่มีอดีตที่จะเกิดขึ้น แล้วขยาย. เมื่อเอกภพขยายตัว จักรวาลก็เย็นตัวลงและสสารในรูปแบบต่างๆ ควบแน่นเนื่องจากพลังงานความร้อนที่ก่อกวนค่อยๆ ลดลงต่ำกว่าพลังงานยึดเหนี่ยวที่ยึดส่วนประกอบโปรตอน นิวเคลียส และอะตอมไว้ด้วยกัน ความผันผวนของควอนตัมเพียงเล็กน้อยทำให้บางพื้นที่ของจักรวาลหนาแน่นขึ้นเล็กน้อย และแรงโน้มถ่วงขยายผลกระทบนี้ ซึ่งส่งผลให้เมฆก๊าซ ดาวฤกษ์ และกาแลคซี่ ดาวที่ระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวาทำให้เกิดองค์ประกอบที่หนักกว่า จากนั้นดวงอาทิตย์และระบบสุริยะของเราก่อตัวขึ้น และเมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อน สิ่งมีชีวิตก็เกิดขึ้นบนโลก แต่เรื่องนี้กลับทิ้งคำถามมากมายที่ยังไม่ได้คำตอบ ชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไร? ทำไมจักรวาลถึงซับซ้อนนัก? ความซับซ้อนดังกล่าวอาจเกิดขึ้นจากการสุ่มทั้งหมดหรือไม่?
ตอนนี้เข้าสู่วิทยาการคอมพิวเตอร์
ทฤษฎีข้อมูลอัลกอริธึมแสดงให้เห็นว่ามีโปรแกรมสั้น ๆ ที่มีลักษณะสุ่ม ซึ่งอาจทำให้คอมพิวเตอร์สร้างเอาต์พุตที่ดูซับซ้อนได้ ลอยด์อธิบายเรื่องนี้ด้วยเรื่องราวที่ได้รับความนิยมซึ่งมาจากนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Émile Borel ลองนึกภาพฝูงลิงที่สุ่มพิมพ์ดีดลงในเครื่องพิมพ์ดีด หากให้เวลาเพียงพอ เป็นไปได้อย่างแน่นอนที่ลิงตัวใดตัวหนึ่งจะพิมพ์เลขล้านตัวแรกของ π หรืออักษรตัวแรกของ Hamlet เป็นไปได้ แต่ไม่น่าเป็นไปได้มาก ตอนนี้ นำเครื่องพิมพ์ดีดออกไปและมอบคอมพิวเตอร์ให้กับลิงที่รู้จักการป้อนข้อมูลแบบสุ่ม ไม่ใช่เป็นข้อความ แต่เป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เมื่อคอมพิวเตอร์พยายามรันโปรแกรมแบบสุ่ม ส่วนใหญ่แล้วมันจะพังหรือสร้างขยะ แต่ทุก ๆ ครั้งแล้วโค้ดสุ่มสองสามบรรทัดที่พิมพ์โดยลิงจะให้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจ — ตัวอย่างเช่น ตัวเลขต่อเนื่องกันของ π หรือ แฟร็กทัลที่สลับซับซ้อน หรือรูปแบบที่น่าสนใจกว่านั้นถ้าคอมพิวเตอร์คือจักรวาลเอง
วิสัยทัศน์ของจักรวาลการคำนวณนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่: Konrad Zuse และ Ed Fredkin เสนอขึ้นในช่วงทศวรรษ 1960 และ Stephen Wolfram ได้ฟื้นคืนชีพขึ้นมาเมื่อเร็วๆ นี้ อย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนกับรุ่นก่อนของเขา ลอยด์เน้นธรรมชาติของการคำนวณควอนตัม ความแตกต่างนี้มีความสำคัญเนื่องจากเท่าที่ความรู้ของเรา ดูเหมือนว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะจำลองวิวัฒนาการของระบบควอนตัมอย่างมีประสิทธิภาพบนคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก
การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกของวิวัฒนาการควอนตัมมักเกี่ยวข้องกับการชะลอตัวแบบทวีคูณในเวลา เนื่องจากจำนวนข้อมูลแบบคลาสสิกที่จำเป็นในการอธิบายสถานะควอนตัมที่กำลังพัฒนานั้นมีขนาดใหญ่กว่าที่จำเป็นในการอธิบายระบบคลาสสิกที่สอดคล้องกันซึ่งมีความแม่นยำใกล้เคียงกัน อย่างไรก็ตาม แทนที่จะมองว่าความดื้อรั้นนี้เป็นอุปสรรค วันนี้เราถือว่ามันเป็นโอกาส — หากจำเป็นต้องคำนวณมากขนาดนั้นเพื่อหาว่าจะเกิดอะไรขึ้นในการทดลองการรบกวนหลายอนุภาคด้วยควอนตัม และการวัดผลลัพธ์ก็เทียบเท่ากับการคำนวณที่ซับซ้อน ตั้งแต่ Richard Feynman และ David Deutsch pointสล็อตเว็บตรง
