Новая физика на подходе: мир оказался не энергией, а смыслом, закодированным в данных

Физика переживает новую волну философских поисков. Всё чаще учёные задаются вопросом: возможно ли, что сама ткань реальности построена не на материи и энергии, а на информации? С этой идеей выступили минералог Роберт Хейзен и астробиолог Майкл Вонг из Института Карнеги в Вашингтоне. Они предложили "закон возрастания функциональной информации" — смелую гипотезу, которая может изменить привычное представление о развитии Вселенной.

Что скрывают законы классической физики

Классическая физика веками объясняла мир через движение частиц, взаимодействие сил и сохранение энергии. Но всё чаще исследователи сталкиваются с тем, что эти модели не отвечают на главный вопрос — почему во Вселенной со временем возникает всё больше сложных структур. От атомов и клеток до экосистем, городов и технологий — кажется, мир движется от простоты к организации.

Хейзен и Вонг считают, что физика в нынешнем виде упускает из виду нечто фундаментальное: информацию - способность системы хранить, передавать и использовать сведения для поддержания своей структуры. Если признать её основным параметром, рядом с массой и энергией, появится ключ к пониманию эволюции космоса и самого понятия времени.

Новый закон: рост функциональной информации

Исследователи формулируют идею просто: во всех сложных системах со временем возрастает количество информации, связанной с их функциональностью. Иными словами, природа "учится" использовать данные, чтобы лучше выживать и развиваться. Эта закономерность, по мнению авторов, действует от микроскопического до космического уровня.

"Закон возрастания функциональной информации объясняет, почему материя стремится к усложнению", — отметил минералог Роберт Хейзен.

Учёные видят в этом не альтернативу законам термодинамики, а их дополнение. Энтропия всё так же растёт, но внутри хаоса появляются островки порядка — живые системы, технологии, цивилизации. Это не противоречие, а отражение универсального принципа самоупорядочения.

От кристаллов до цивилизаций

Хейзен как минералог подходит к вопросу с неожиданной стороны. Он исследует, как кристаллы на протяжении миллиардов лет становились всё разнообразнее. Каждый новый тип минерала содержит больше информации о химических процессах, которые его породили. А Вонг, изучающий происхождение жизни, видит в росте функциональной информации мост между неорганическим и биологическим миром.

Их общая идея: жизнь — это способ накопления информации. Эволюция, по сути, — естественный эксперимент, где успешные формы сохраняют наиболее "работающие" алгоритмы взаимодействия с окружающей средой. Человеческое общество и технологии продолжают эту цепочку, ускоряя поток данных до масштабов, невиданных ранее.

"Сравнение" классической физики и информационного подхода

Как измерить информацию в природе

Учёные признают: самая трудная часть — ввести количественные показатели. Физики уже давно используют энтропию Шеннона, чтобы оценивать хаос и порядок, но функциональная информация описывает не просто объём данных, а их "смысл" — способность выполнять полезную работу.

Примером может служить ДНК. Её последовательность — это не случайный набор символов, а код, обеспечивающий работу организма. Аналогично, структура Интернета или финансовых систем хранит информацию, поддерживающую их устойчивость. Каждый новый уровень организации — дополнительная ступень в накоплении смыслов.

Советы шаг за шагом: как физика может принять новую парадигму

1. Пересмотреть понятие "основных величин" и признать информацию равноправной с энергией.

2. Разработать методы измерения функциональной информации для разных типов систем.

3. Объединить данные биологии, геологии и физики в единую теорию эволюции сложности.

4. Использовать вычислительные модели для проверки гипотезы на искусственных системах.

5. Включить новую логику в образование — учить физике как науке о взаимодействии данных.

Ошибка → последствие → альтернатива

• Ошибка: рассматривать эволюцию Вселенной только через энергию и массу.
• Последствие: непонимание причин появления порядка и жизни.
• Альтернатива: признать информацию активным фактором развития материи.

А что если время — тоже информация?

Одно из самых интригующих следствий этой идеи — переосмысление времени. Возможно, прошлое, настоящее и будущее — не абсолютные категории, а разные состояния информационного поля. Если так, то направление времени определяется не физическим процессом, а ростом функциональной информации. Мы движемся "вперёд" потому, что данные во Вселенной становятся всё более организованными.

Таблица "Плюсы и минусы" информационного подхода

FAQ

Что такое функциональная информация?
Это количество сведений, которые позволяют системе эффективно выполнять свои функции, будь то химическая реакция, ген или технология.

Чем новая теория отличается от энтропии?
Энтропия описывает хаос, а функциональная информация — наоборот, способность поддерживать порядок внутри этого хаоса.

Можно ли измерить сложность цивилизации в информационных единицах?
Теоретически — да. Количество данных, обработанных обществом, отражает уровень его организации и технологического развития.

Мифы и правда

• Миф: информационная физика противоречит законам термодинамики.
• Правда: она их дополняет, объясняя, почему внутри растущей энтропии появляются структуры.

• Миф: информация — понятие из информатики, не из физики.
• Правда: в современной науке информация признана универсальным физическим ресурсом, связанным с энергией и энтропией.

• Миф: рост информации ведёт к хаосу.
• Правда: наоборот, она организует хаос, создавая условия для саморазвития систем.

Исторический контекст

Интерес к информации как физической сущности возник не вчера. Ещё Джон Уилер, один из учеников Эйнштейна, предложил концепцию "it from bit" - всё во Вселенной происходит из информации. Клод Шеннон в 1948 году создал математическую основу теории информации, а позже физики, включая Ландауэра и Беннетта, показали, что обработка данных требует энергии. Сегодня идеи Хейзена и Вонга продолжают этот путь, предлагая объединить физику и эволюцию в одной рамке.

3 интересных факта

• Каждый бит информации при удалении выделяет энергию — это доказал физик Рольф Ландауэр.
• В черных дырах информация, по теории Хокинга, не исчезает, а кодируется на их горизонте событий.
• Генетический код человека содержит около 3 млрд "битов" информации — колоссальная база данных природы.

Психология восприятия времени

Если время — функция информации, то субъективное ощущение его течения тоже связано с обработкой данных мозгом. Чем больше информации мы получаем и анализируем, тем медленнее "течёт" время. Именно поэтому насыщенные событиями дни кажутся длиннее, чем монотонные.