היקום כמחשב קוונטי: הפרכת הדרוויניזם?

פיסיקת הקוונטים: חתול שחי ומת בו-זמנית

לפי סת לויד בספרו החדש: "לתכנת את היקום. הקוסמוס כמחשב קוונטי", פיסיקת הקוונטים היא תיאוריה שפותחה במחצית הראשונה של המאה ה-20 ושלפיה חוקי הפיסיקה ברמה החלקיקית התת-אטומית שונים מחוקי הפיסיקה ברמה של שולחן או גלקסיה. דהיינו היא שונה מהרמה של החפצים שאנו חווים אותם ומשתמשים בהם ביום יום ללא מכשירים מיוחדים כמו מיקרוסקופ או מאיץ חלקיקים.

הפיסיקה הקוונטית מלאה מוזרויות. חלקיק יכול להיות בו זמנית בכמה מקומות ובכמה מצבים. לפי נילס בוהר, איינשטיין, פלאנק ודה-ברולי, חלקיק יכול להיות בו זמנית גם חומר וגם אנרגיה. לפי וורנר הייזנברג לעולם לא ניתן לדעת בו זמנית במדוייק את מיקומו ואת האנרגיה של חלקיק. לפי שרדינגר בעולם הקוונטי חתול יכול להיות חי ומת בו זמנית.

מחשב קוונטי: שבירת מחסום מהירות האור?

מחשב קוונטי מנצל את מה שהם כביכול באגים או מוזרויות, כדי לבנות מהם תועלות. אם חלקיק יכול להיות בכמה מקומות בו זמנית, אז אולי יש כאן סוג חדש של תקשורת? מהירות אינסופית (Entangelment)? אולי פרדוקס EPR על שם איינשטיין-פודולסקי-רוזן הוא באג שמזמין סטארטפ?

אם חלקיק יכול להיות קיים וגם לא קיים, אולי יש כאן סוג חדש של יכולת אחסון. במקום שמעגל חשמלי יכול להיות או סגור או פתוח, 0 או 1, אולי הוא יכול להיות בעוד מצבים ולא רק שניים? לזה קוראים סופרפוזיציה (Superposition). ומה אם נוכל להשתמש בשילוב של סוג התקשורת האינסופית וסוג האחסון העצום כדי לבנות מחשב שמסוגל לבצע במקביל מספר עצום של חישובים שגדל אקספוננציאלית ביחס לחלקיקים?

ווב 5.0: טכנולוגיות מידע ותקשורת קוונטיים, הנדסה קוונטית ותוכנות קוונטיות.

אלו הם הניסיונות של חוקרים (שמנסים להיות גם מהנדסים אוונגרדיים), לבנות מחשב קוונטי יעיל. הכוונה היא לחוקרים כמו דיוויד דוייטש מאוקספורד וסת לויד מ-MIT. ההנדסה הקוונטית מנסה לבנות מכשירים כמו קרני לייזר, או מגנטים מיוחדים, או שבבי סיליקון קורני חלקיקים, שמסוגלים לבודד חלקיק כמו אלקטרון ולהחזיק אותו במצב רצוי 0 או 1 או 0 ו-1. עד 2006 הצליחו לבנות מחשבים קוונטיים עם 5 עד 11 מעבדים. עד כאן דיברתי על חומרה. מבחינת תוכנה קוונטית, יש אלגוריתם הצפנה של שור ואלגוריתם חיפוש של גרובר. יש גם ניסיונות הצפנה באמצעות עיקרון אי הוודאות של הייזנברג הנ"ל.

פסיכולוגיה קוונטית, ביולוגיה קוונטית, אסטרונומיה קוונטית ופילוסופיה קוונטית: פנרוז, קורצוויל, לויד ודוייטש.

אם אכן היקום הוא מחשב קוונטי, אז האלגוריתמיקה עדיפה על הפיסיקה והמתמטיקה בהבנת הטבע. לראשונה נתקלתי ברעיון שהתוכנה עדיפה על פני המשוואה בשנת 1980 בספרו של בנואה מנדלברוט "המבנה הפראקטלי של הטבע". בספרו, מנדלברוט רואה בסימן "השויון האינטרקטיבי" כאלטרנטיבה לסימן השיוויון האריתמטי המוכר.

בשנות ה-90 בסרט של ארתור סי.קלארק "פרק טלים וכאוס" ובספרו של גליק "כאוס: מדע חדש נולד" הרגשתי אבל עוד לא הבנתי, שבפרקטלים יש תיאוריה שלישית אלטרנטיבית לתורת האבולוציה המודרנית המיכניסטית ולתורת הבריאה הקדם-מודרנית האורגניסטית. אחר כך בשנת 2000 בערך נתקלתי באתר האינטרנט של וולפראם על האלגוריתמיקה כתחליף למתמטיקה.

השנה הרציתי יחד עם פרופ' יוסף אגסי, תלמידו של פופר, באוניברסיטת ת"א והוא הפנה את תשומת ליבי לחידוש חשוב שלו הרואה במחקר מדעי כמייצר תוכניות מחקר במקום תיאוריות. תיאוריות כביכול משקפות מציאות, בעוד שתוכניות משקפות דווח על אמצע הדרך. לדעת אגסי, איינשטיין הוא שתיאר את המדע כתכנית ולא כתיאוריה. במחקר שיצא לאחרונה בשם "מדע 2020" ושחלקיו פורסמו באתר של מיקרוסופט ובאתר של המגזין "נייצ'ר" הסימולציה הממוחשבת נחשבת כתחליף לאמפיריות של הניסוי שגם היא מאבני היסוד של המודרניות.

מאלקטרונ-יקה אל נוקליאונ-יקה

הרעיון של היקום כמחשב או של המוח כמחשב אינו חדש. אסימוב היה הראשון שניסה להצביע על היקום כמחשב. קורצוויל ניסה למפות אחד לאחד את המוח כמחשב. אבל מה שקורצוויל ואסימוב לא הביאו בחשבון הוא שאין מדובר במחשב אלקטרו-ני, אלא במחשב קוונטי (דהיינו במחשב נוקליאו-ני). אם המוח הוא מחשב קוונטי, כי אז לפי פנרוז, כל נוירון אינו טרנזיסטור, אלא כל נוירון הוא מחשב קוונטי עם כ-10,000 טרנזיסטורים הנקראים מיקרו-שפופרונים. היות ומחשב קוונטי חזק ממחשב אלקטרוני בכמה סדרי גודל הרי שהמוח הוא הרבה יותר מתוחכם ממה שחשבו עד לפני שנים ספורות.

לויד מרחיק לכת מכולם שכן הוא טוען שהיקום עצמו הוא מחשב קוונטי זאת אומרת שהתפשטות היקום היא ביטוי של חוק מור מור, ממייסדי אינטל, גילה ב-1965 שהמעבד של המחשב מכפיל בערך את עוצמתו כל שנתיים. כך תוך כמה עשורים עברנו ממעבדים של עשרות אלפי טרנזיסטורים למעבדים של עשרות מיליוני טרנזיסטורים. חוק זה פועל היטב כבר למעלה מ-40 שנה. מה שקרה ב-40 שנים אלו הוא שככל שהמעבד יותר חזק, התוכנות שפועלות עליו הן הרבה יותר ידידותיות ומעניינות. במחשב XT אי אפשר להריץ חלונות. במחשב שבא עשור אחריו 486, יו.טיוב לא היה רלוונטי.

כדור הארץ הוא מעבד קטן יותר מגלקסיה בגלל שבכדור הארץ יש פחות מעבדים קוונטיים מאשר בגלקסיה. מעבד קוונטי הוא כל חלקיק כמו אלקטרון או פוטון שיכול לקבל ערכים כמו 0,1 (ספין למטה ספין למעלה במקרה של אלקטרון, או שני קיטובים שונים של אור במקרה של פוטון). כדור הארץ הוא כמו מעבד של מחשב XT משנת 1985 ואילו גלקסיה היא כמו מעבד של מחשב פנטיום. היקום מתפשט ולכן הוא מגדיל את כוח העיבוד של עצמו.

זאת אומרת שהיקום כשנולד היה בעל יכולת חישוב הרבה יותר קטנה מכפי שהוא כיום. לכן הוא לא יכול היה אז ליצור (לחשב) חיים. כשהחיים נוצרו הם היו בעלי יכולת חישוב הרבה יותר קטנה מכפי שיש כיום ולכן הם לא יכלו ליצור נפש או תודעה. כשהתודעה נוצרה היא הייתה בעלת יכולת חישוב הרבה יותר קטנה מכפי שהיא כיום, לכן הם לא יכלו ליצור (לחשב) תרבות.

מה זה אינטרנט קוונטי?

עתה הבה נדמיין מה יקרה אם נחבר כמה מחשבים קוונטיים ברשת תקשורת? מה זה גריד (GRID) קוונטי? היקום או המוח או החיים או התרבות אינם אלא רשתות של מחשבים קוונטיים. זה יותר ממה שסת לויד טוען. אולי משום שזה מוביל אותנו למה שמעבר ליקום שלנו, לתחום החדש הנקרא יקומים מקבילים. האם היקומים המקבילים הם חוות השרתים של אלוהים? "בראשית תכנת אלוהים את השמיים ואת הארץ".

מרושתים: לבלוג המלא