Вселенная как гигантский мозг: новая теория находит пугающее сходство между космосом и человеческим сознанием

Поместите фотографию нейрона человеческого мозга рядом с симулированным изображением крупномасштабной космической паутины. Две картинки выглядят почти идентично. Тонкие разветвлённые нити, соединяющие плотные скопления, с огромными пустотами между ними. Одно помещается внутри черепа. Другое простирается на миллиарды световых лет. Сходство трудно игнорировать. И для растущего числа исследователей это не просто визуальное совпадение.

Измеренное сходство

В статье, опубликованной в журнале Frontiers of Physics, исследователи из Италии подошли к вопросу методически, а не метафорически. Несмотря на колоссальную разницу в масштабе — более двадцати семи порядков, — их количественный анализ показал, что различные физические процессы могут создавать структуры со схожими уровнями сложности и самоорганизации.

Человеческий мозг функционирует благодаря нейронной сети, содержащей около 69 миллиардов нейронов. Наблюдаемая Вселенная состоит из космической паутины, насчитывающей не менее 100 миллиардов галактик. В обеих системах только около 30 процентов массы приходится на галактики и нейроны. В обеих системах галактики и нейроны располагаются в длинные нити или узлы между нитями. И наконец, в обеих системах около 70 процентов распределения массы или энергии составляют компоненты, играющие пассивную роль: вода в мозге и тёмная энергия в наблюдаемой Вселенной. Симметрия в этих пропорциях поразительна.

Космическая паутина, основанная на выборке тысяч узлов, имела в среднем от 3,8 до 4,1 соединения на узел. Кора головного мозга человека — от 4,6 до 5,4 соединения на узел. Обе системы демонстрировали тенденцию к кластеризации соединений вокруг центральных узлов.

Вселенная как нейронная сеть

В 2020 году физик-теоретик Виталий Ванчурин опубликовал в журнале Entropy статью под названием «Мир как нейронная сеть». Там, где другие описывали структурную организацию Вселенной как похожую на мозг, Ванчурин утверждает, что мир буквально является нейронной сетью. Взаимосвязанная сеть «узлов» на микроскопическом уровне эквивалентна сети нейронов внутри человеческого черепа. Это не свободная аналогия. Это формальное физическое предложение.

Работа Ванчурина пытается преодолеть один из самых больших разрывов в физике: пропасть между квантовой механикой, управляющей сверхмалым, и общей теорией относительности, описывающей сверхбольшое. Физик считает, что если рассматривать Вселенную как работающую по сути как нейронная сеть, то её поведение при определённых условиях может быть объяснено и странными уравнениями квантовой механики, и законами классической физики.

Квантовая механика как эмерджентное свойство

Одна из самых захватывающих частей этой теории — то, как она предполагает, что квантовая механика может возникать. Ванчурин утверждает, что когда «обучаемые» переменные этой универсальной нейронной сети находятся в состоянии, близком к равновесию, их динамика может быть описана уравнениями Маделунга. Это подразумевает, что квантовая механика может быть не фундаментальной теорией сама по себе, а эмерджентным поведением этой огромной обучающейся нейронной сети.

Когда сеть находится дальше от равновесия, возможно, в более активной фазе обучения, её поведение согласуется с уравнениями Гамильтона-Якоби, описывающими классическую механику. Это обеспечивает потенциальный путь к пониманию того, как и классическая, и квантовая физика могут возникать из одной и той же базовой структуры нейронной сети. Две отдельные системы для очень большого и очень малого могли бы оказаться двумя сторонами одной монеты.

Может ли Вселенная мыслить

Сабина Хоссенфельдер, физик-теоретик, известная своим критическим подходом, рассматривала идею мыслящей Вселенной. В статье «Может быть, Вселенная мыслит» она исследует концепцию, не одобряя её полностью, но признавая, что определённые явления могут интерпретироваться в этом свете. Для физика, широко известного своим скептицизмом в отношении умозрительных идей, это значимая уступка. Сходство между космической паутиной и коннектомом не поверхностно. Строгое исследование, проведённое физиком и нейробиологом, проанализировавшими общие черты и на основе общих математических свойств пришедшими к выводу, что две структуры «замечательно похожи», подтверждает это.

Хоссенфельдер отмечает, что идея о том, что Вселенная разумна, совместима со всем, что известно на данный момент, хотя она обязательно оговаривается, что теория в настоящее время не проверяема, что делает её чистой философией, а не наукой. Эта оговорка важна. Интеллектуальная честность требует держать захватывающую идею на расстоянии вытянутой руки, пока доказательства не догонят воображение.

Информационная ёмкость космоса

Недавнее исследование показало, что ёмкость памяти человеческого мозга составляет около 2,5 петабайт. Другое исследование, проведённое Ваццей, предполагает, что ёмкость памяти, необходимая для хранения сложности Вселенной, составляет около 4,3 петабайт. Эти цифры удивительно близки для двух систем, разделённых столь непостижимой разницей в масштабе.

Фракталы — это структуры, повторяющиеся на разных масштабах. И мозг, и Вселенная демонстрируют фрактальные характеристики. Дендриты нейронов ветвятся во фрактальных структурах, оптимизируя связность. Распределение галактик и тёмной материи следует фрактальным структурам, повторяющимся на различных масштабах — от небольших групп галактик до массивных сверхскоплений.

Древние корни, современная физика

Идея о том, что Вселенная подобна организму или мозгу, не нова. Она восходит как минимум к 500 году до нашей эры, когда её впервые предложил Анаксагор. Досократовский греческий философ предположил, что разумная космическая сила направляет развитие Вселенной к более организованному и целеустремлённому состоянию. Новшество в том, что современная физика даёт этим древним интуициям строгую математическую основу.

Многие учёные остаются скептиками, подчёркивая отсутствие эмпирических доказательств космического сознания. Структурное сходство может возникать из фундаментальных физических законов, управляющих сложными системами, а не из какого-либо более глубокого тождества между разумом и космосом. Что касается предложения Ванчурина, его можно рассматривать как предложение теории всего, и в этом качестве его должно быть легко опровергнуть. Всё, что для этого нужно, — найти физическое явление, которое не может быть описано нейронными сетями. Пока никому это не удалось, что поддерживает дискуссию в живом состоянии.

Что это значит

Идея о том, что Вселенная может функционировать как гигантский мозг, находится где-то между передовой физикой и философией. И это именно то, что заставляет относиться к ней серьёзно. Структурное сходство между космической паутиной и нейронным коннектомом теперь измерено, а не просто отмечено визуально. Математические рамки, предложенные такими исследователями, как Ванчурин, пытаются вывести установленную физику из нейросетевой основы. Это действительно амбициозная и проверяемая цель.

Ничто из этого не означает, что Вселенная сознательна в каком-либо знакомом смысле. Честная позиция заключается в том, что мы не знаем. И доказательства на данный момент допускают скорее любопытство, чем требуют выводов. Идея о том, что Вселенная — это мозг, нейронная сеть или самоорганизующаяся сложная адаптивная система, аналогичная организму, приглашает нас пересмотреть наше понимание космоса. Если Вселенная действительно является живой, эволюционирующей сущностью, то возникновение жизни и сознания на Земле было бы не случайным явлением, а естественным и ожидаемым проявлением космического эволюционного процесса, который постоянно порождает более высокие уровни организации, знания и осознания. Человек может быть не гостем в этой Вселенной, а её естественным проявлением.