То, что произойдет завтра — не случайно, в том смысле, что это можно предсказать не на 100 процентов, но некоторые вещи произойдут наверняка, а другие точно не случатся. Например Солнце восходит, или вода замерзнет при нуле градусов Цельсия, а Вы не станете Томасом Эдисоном. Это так и есть потому, что вся вселенная состоит из двенадцати элементарных частиц которые взаимодействуют четырьмя разными способами. Что если бы человек мог определить положение и скорость каждой частицы во вселенной? Ну он был бы тем умником которого воображал Лаплас. Он говорил, что если кто-то выяснит местонахождение и скорость всего во вселенной то он узнает ее будущее так как сможет предсказать все взаимодействие частиц. Это значит, что все было бы предсказуемо и ничего не было случайно, даже поведение человека.
Мы сделаны из тех же элементарных частиц как и все в этом мире поэтому все, что мы делаем, или уже сделали, определялось бы информацией о состоянии вселенной в конкретный момент времени.
Но, что такое информация?
По большому счету это порядок. Порядок молекул в ДНК содержит нужную информацию для создания вашей копии. Порядок нулей и единиц, передаваемый через интернет, содержит информацию, нужную для воспроизведения какого либо видео. Порядок букв составляет слово, а порядок слов составляет фразу, а фраза составляет фразу. Значит в основе информации это порядок и систематичность. Но задумайтесь об этом: разве каждая буква в слове несёт одинаковое количество информации? Нет. Например после «А» почти наверняка идет «Б», а после «Ил» вероятно будет «и». То есть эти буквы содержат очень мало информации потому, что вы можете предсказать их заранее. Они явно предсказуемы. И правда, основатель теории информации Клод Шеннон оценил предсказуемость любого языка в 75 процентов. Поэтому мы можем понять какие-то слова и в сокращенном виде. То есть английский можно сжать потому, что в нем есть закономерности. Точно так же можно сжать видео, объединить в каждом кадре пиксели одинаковых цветов, и записать только те пиксели которые меняются от кадра к кадру вместо тех, что остаются неизменными.
Кстати эта техника используется для создания художественного эффекта Datamosh - это наложение данных и движений одного видео на пикселях другого. Так же это означает, что обычное видео можно сжать до одной тысячной от его первоначального размера. Но, что можно сжать больше всего? Все, что не рандомно, любые закономерности можно уменьшить потому, что они предсказуемы. Можно продолжать сжатие файла пока не останется случайный набор данных. Это будет тоже самое сообщение, но очищенное. Чистая информация. Чистая информация — хаотична. Если кто-то хочет знать сколько информации в сообщении узнайте насколько оно бессистемно. А бессистемность это порядок. Он называется энтропией. То есть по сути информация - это энтропия.
Представьте строку двоичного кода. Например эта строка идеально упорядочена, и у неё низкая энтропия. Она не содержит информации, это состояние чистого жесткого диска. А теперь представьте, что теперь эта строка составляет чуть больше информации, но закономерность позволяет ее сжать. Значит строка которая содержит максимум информации это случайный набор нулей и единиц. В ней максимум энтропии потому, что она совсем не упорядочена. Нельзя предсказать одну цифру смотря на другую и если вы хотите кому-то отправлять эту информацию вам придётся послать всю строку целиком, потому, что ее никак нельзя сжать.
Но вот еще кое-что: про объекты с максимумом информации. Для нас они не несут никакого смысла. Например, максимально информативное видео выглядит с помехами и шумами, где ничего не различить — это просто белый шум. Цвет каждого пикселя не зависит от цвета других пикселей и все они хаотично меняются. Такое видео нельзя сжать потому, что оно совершенно беспорядочно. Так же случайная цепь ДНК не создает организм. И случайный набор букв как правило не составляет слова. Нам не нравится ни идеальный порядок с нулем информации, ни абсолютный хаос с максимум информации, мы где-то по середине в области сложных закономерностей. Здесь мы находим смысл в музыке, поэзии, в идеях. Поиск смысла заставляет нас предлагать научные теории, которые если задуматься, есть лишь попытка сжатия вселенной. Например общая теория относительности, объясняющая гравитацию, сжимает одно уравнение и падение яблока и вращение Луны вокруг Земли, и Земли вокруг Солнца, Солнца вокруг сверх-массивной черной дыры в центре галактики. И то как образуются и ведут себя черные дыры и расширение вселенной. С этой теорией мы можем предсказывать будущее! Например мы можем предсказать затмение на тысячу лет вперед, и так со всеми научными теориями.
Значит ли, что поведение вселенной не случайно? Мы можем его предсказать? Допустим, что Лаплас был прав и, что зная состояние вселенной в один момент времени мы так же знаем ее состояние в любой другой момент. Это означало бы, что количество информации во вселенной неизменно. Но, что если информация - это энтропия. Значит ли это, что энтропия тоже неизменна? А это не похоже на вселенную в которой мы живем.
Второй закон термодинамики гласит, что энтропия во вселенной увеличивается, то есть перемешенное не может разделиться обратно, но если энтропия растет значит и растет количество информации. Это правда. Ведь нужно гораздо больше сведений, чтобы описать нынешнюю вселенную, чем вселенную сразу после ее образования. Так откуда берется новая информация? Есть вариант: квантовая механика, она описывает поведение двенадцати элементарных частиц, но это лишь теория вероятностей, хотя и крайне успешная. Она утверждает, что нельзя абсолютно точно предсказать где окажется электрон через некоторое время. Можно лишь вычислить места где будет вероятность найти его. Когда мы вступаем во взаимодействие с электроном, и находим его в конкретной точке, мы получаем информацию. Мы узнаем то, чего не могли предсказать заранее. Это сводило Эйнштейна с ума, «Бог не играет в кости» говорил он по этому поводу. Он хотел, что бы квантовая механика сжалась до того, что бы дать всем нам возможность вычислять где будут находятся эти частицы. Вероятно не удалось сжать квантовую механику потому, что в ее основе нет закономерности. С каждым новым квантовым событием она генерирует новую информацию. В таком случае квантовые измерения могут являться движущей силой энтропии. Они постоянно создают новую информацию и это значит, что беспорядок во вселенной растет - это второй закон термодинамики.
Мы воспринимаем его как препятствие, словно все, что было упорядочено превращается в беспорядок. Но только в мире, где действует этот закон, может произойти что-то неожиданное, и будущее непредсказуемо.
Если мы хотим иметь свободу воли нам нужен второй закон термодинамики. Вы можете думать, что эти квантовые события слишком малы, чтобы влиять на эволюцию во вселенной, но это не так. Физические системы так зависимы от начальных условий, и так чувствительны к любым изменениям, что даже самые незначительные из них меняют ход историй - это называется хаос или эффект бабочки. Мы с вами являемся такими физическими хаотичными системами. И наша свободная воля зарождается квантовыми событиями в наших головах. Всё выглядит так, что мы живем в мире где будущее еще не предопределено. То есть будущее это не что-то случайное.
Но вот какая вещь во вселенной более случайная?