كونٌ أساسه المعلومات

(١) أساس الواقع

حين يُجري فيزيائي تجربةً ما، فإنه يستجوب الطبيعة فتُجيبه في النهاية بصيغة بتَّات مُنفصلة من المعلومات (مثل الإجابة على أسئلة معيَّنة إما ﺑ «نعم» أو «لا»)، تشير إلى كونها مُنفصلة الطبيعة الأساسية الكمية للكون (تسايلنجر، ٢٠٠٤). هل يكمن الواقع إذن في سلسلة البتَّات المعلوماتية التي نتلقَّاها من جميع الملاحظات والتجارب؛ سلسلة ثنائية من الآحاد والأصفار ليس إلَّا. هل «تَنقل» تلك الملاحظات بتَّات معلوماتية موجودة في الواقع من الواقع الموجود في العالم الخارجي إلى عقول المُلاحظِين، أم إن المُلاحظة أو التجربة هي التي «صنعتها»؟ هل البتَّات المعلوماتية «التقليدية» هي النوع الوحيد من المعلومات الذي يعتدُّ به في لعبة الواقع، أم إن نوعًا مُختلفًا تمامًا من المعلومات هو قوام ذلك الواقع؟ ذلك هو السؤال الذي يَصبو إليه ذلك النقاش برمَّته. باختصار، ما الأساس الأنطولوجي الذي يَنبني عليه تصورنا للكون الواقعي؟

في أسطورة برج السلاحف المشهورة، يقود البحث عن المصدر النهائي للوجود إلى تسلسل لا نهائي للأسباب. يتطلَّب تصوُّر انتهاء البرج إلى «سلحفاة خارقة طافية في الهواء» إيمانًا أعمى — إقرار بوجود المستوى الأول من البرج باعتباره حقيقة واقعة لا تفسيرَ لها — أو تصورًا عقليًّا ما، مثل افتراض وجود ذاتٍ واجبة الوجود يستحيل عقلًا عدمُها. اختار اللاهوت المسيحي التقليدي الطرح الثاني، فاعتبر تلك الذات الواجبة الوجود هي الإله، الذي لولاه لما وُجد الكون. للأسف واجَهَ مفهومُ الذات الواجبة الوجود صعوبات فلسفية ولاهوتية، أهمها حقيقة أن تلك الذات بعيدة كل البُعد عن التصورات التراثية عن الإله (وارد، ١٩٨٢). كما أنه ليس من الواضح إن كانت تلك الذات فريدة بالضرورة (إذ ربما يُوجد أكثر من إله واجب الوجود)، أو خَيِّرة بالضرورة، أو قادرة على خلق كون (أو مجموعة من الأكوان) غير واجب الوجود في ذاته (وهو ما يَنفي ضرورة وجوب تلك الذات). لكن إن كان الكون حادثًا، فستَنشأ مشكلة أخرى: هل يُمكن أن تكون طبيعة تلك الذات الواجبة الوجود وأفعالها بالتبعية حادثَين؟ بعبارة أخرى، هل يُمكن أن تختار الذات الواجبة «بحُرية» أن تَخلُق شيئًا ما؟ (هذا في مُقابل لزوم خلق الكون على صورة بعينها.) نتيجةً لتلك الورطة الفلسفية، أعرض مُعظَمُ اللاهوتيِّين عن فكرة أن الإله واجب الوجود عقلًا.

لم يَخُض العلم التجريبي في كل تلك التعقيدات إذ قَبِل بالكون الفيزيائي في كل لحظة من الزمن أساسًا للواقع، دون الحاجة إلى إله يُقيمه (سواء كان واجب الوجود أم لا). وقد عبر الفيلسوف البريطاني برتراند راسل بفصاحةٍ عن ذلك الرأي في مُناظرته مع القس فريدريك كوبلستون التي نقلتها إذاعة «بي بي سي» (راسل، ١٩٥٧). إذ قال بوضوح: «أقول إن الكون موجود فحسب، لن أزيد على ذلك.»

في وقتٍ ما خلال القرن العشرين، حدث تحوُّل جذري. إذ قوضت نظرية النِّسبية مفهوم الزمن المُطلَق ووجود واقع واحد لحالة الكون بأكمله في كلِّ لحظة من الزمن. ثم جاءت ميكانيكا الكم لتَهدم مفهوم الواقع الخارجي الذي يُمكن فيه تعيين قِيَم محدَّدة لكل المتغيرات الفيزيائية في كل لحظة. هكذا حدثَت قفزة هائلة، على الأقل في أوساط علماء الفيزياء النظرية، إذ اعتبرُوا قوانين الفيزياء نفسها هي أساس الواقع، ثم انتقل ذلك الدور إلى صياغاتها الرياضية مثل نُظُم لاجرانج وفضاءات هيلبرت وغيرهما. كانت النتيجة المنطقية لذلك المسلك هي التعامل مع الكون الفيزيائي باعتباره مجرَّد قوانين رياضية. يعتبر العديد من أقراني من علماء الفيزياء النظرية الواقع المُطلَق فرع الرياضيات الذي يصف القانون الفيزيائي. بالنِّسبة إليهم، الرياضيات (أو ذلك الفرع منها) هي الأساس الذي ينبني عليه الوجود. حين زعم جاليليو منذ ثلاثة قرون أن «كتاب الطبيعة العظيم لا يمكن أن يقرأه سوى من يعرف اللغة التي كُتِب بها، وتلك اللغة هي الرياضيات» (دريك، ١٩٥٧)، افترض أن القوانين الرياضية مترسِّخة في مُستوى أعمق؛ مستوى يضمن الإله وجوده ويُقيِّمه. لكن اليوم، يَعتبر معظم العلماء قوانين الفيزياء أساسًا للكون؛ يَعتبرونها تلك السلحفاة الخارقة الطافية في الهواء التي أشرتُ إليها آنفًا.

هنا تُواجه الفيزياء معضلة الضرورة مقابل الصدفة التي خلقتْها بنَفسها، والتي عبر عنها أينشتاين في ملاحظته العارضة عما إذا كان للإله اختيار في خروجه هو نفسه إلى حيز الوجود. ما قصَدَه هو هل كان مِن المُمكن أن تكون قوانين الفيزياء مُختلفة عما هي عليه (أي، يُعبر عنها بعلاقات رياضية مختلفة)، أم إن الضرورة «تحتم» أن تكون على صورتها تلك؟ المُشكلة بالطبع هي أن القوانين لو كان من المحتمل أن تكون مُختلفة، لوسع المرء أن يتساءل لما هي كذلك، ومن أين «جاءت» بعبارة أعم. مجازًا الأمر يُشبه أن تكون الرياضيات مُستودعًا مُدهشًا زاخرًا بصيغ وعلاقات، تجول فيه الطبيعة الأم وهي تدفع عربة تسوق، فتَنتقي على مهَلٍ مُعادلة تفاضُلية نافعة من هنا أو زمرة تماثل جذابة من هناك، كي تستخدمها باعتبارها قوانين للعالم الفيزيائي.

مشكلة منشأ قوانين الفيزياء هي مشكلة عويصة بالنِّسبة للفيزيائيِّين. لم يلقَ تلميح أينشتاين بأن القوانين قد تكون وُجِدَت على صورتها تلك من باب الضرورة دعمًا كبيرًا. في بعض الأحيان، يُقال إنه لو وُجِدت نظرية جامعة حقيقية للفيزياء فقد تكون بالغةَ الإحكام منطقيًّا إلى الحد الذي يجعل صياغتها الرياضية فريدة. لكن ذلك ادِّعاء يسهل دحضه. من السهل افتراض وجود نماذج مُصطنعة للكون، مع أن النماذج الضعيفة منها بعيدة كل البعد عن الكون الحقيقي، المتسق مع ذاته رياضيًّا ومنطقيًّا. على سبيل المثال، كُتب العديد من الأوراق البحثية التي استُبدِلَت فيها الأبعاد الأربعة للزمكان ببُعدين فقط لتسهيل إجراء العمليات الحسابية. يُمثل كل من تلك «الأكوان» المُبسَّطة واقعًا محتملًا، لكنه ليس الواقع «الفعلي» (ديفيز، ٢٠٠٦).

باعتبار أن الكون كان يُمكن أن يكون على خلاف صورته بطرق شتى، فما الذي يحدد الصورة التي هو عليها في الواقع؟ بعبارة أخرى، إذا كان ثمَّة عدد لا نهائي من الأشياء المُمكنة الوجود، فمَن أو ما الذي يُحدد أيًّا منها سوف يُوجد «فعليًّا»؟ يحوي الكون أشياء معينة، كالنجوم والكواكب والذرات والكائنات الحية … فلمَ توجد تلك الأشياء بعينها دون سواها؟ لمَ لا تُوجد حبات نابضة من الهلام الأخضر، أو سلاسل مُتشابكة، أو كرات كسيرية فائقة الأبعاد؟ الأمر سيان بالنِّسبة إلى قوانين الفيزياء. لمَ تخضع الجاذبية لقانون عكس مربع المسافة لا عكس مكعبها؟ لمَ يُوجد نوعان من الشحنة الكهربية لا أربعة، وثلاث «نكهات» للنيوترينوات لا سبع؟ حتى إن كان لدينا نظرية موحدة تربط جميع تلك الحقائق، سيظلُّ السبب المُرجِّح لكونها «النظرية المختارة» دون غيرها لغزًا قائمًا. صاغ ستيفن هوكينج استحالة الترجيح تلك بعبارة أبلغ: «ما الذي ينفث اللهب في تلك المعادلات ويَخلق لها كونًا تصفُه؟» (هوكينج، ١٩٨٨). وما أو مَن الذي يُرقي ذلك «الممكن» إلى مرتبة المتحقِّق أو «الموجود بالفعل»؟

يُمكن التحايل على مشكلة «مُحقِّق الممكن نافث اللهب» — أو آلية ترقية مجموعة فرعية من الاحتِمالات إلى مرتبة «المتحقِّق» بالفعل — في حالتَين. الأولى هي أن «لا شيء» موجود حقيقة. بيد أن بإمكاننا استبعاد ذلك الاحتمال استنادًا إلى الرصد. والثانية هي أن «كل شيء» موجود، بمعنى أن كل شيء «يُمكن» أن يوجد فهو موجود «بالفعل». في تلك الحالة تنتفي الحاجة إلى عملية اختيار الأشياء الموجودة بالفعل من ضمن مجموعة لا نهائية من المُمكنات غير المتحقِّقة. هل ذلك معقول؟ ليس بوسعنا أن نلاحظ كل شيء، وغياب الدليل على وجود شيء ليس دليلًا على عدم وجوده. لا يسعنا أن نتيقن أن شيئًا قد يُتصوَّر وجوده ليس موجودًا «في مكان ما»، ربما خارج حدود قُدرة أقوى أجهزة الرصد أو في كون موازٍ ما.

افترض ماكس تيجمارك أن كلَّ شيء يُمكن أن يوجد موجودًا بالفعل، في مكانٍ ما في عدد لا مُتناهٍ من العوالم المتوازية. يقول متحديًا: «إن كان الكون رياضيًّا بطبيعته، فلمَ اختيرت بنية رياضية واحدة دون سواها لوصف كونٍ ما؟ يبدو أن ثمة تمايزًا أساسيًّا يكمن في جوهر الواقع» (تيجمارك، ٢٠٠٣). ما يقترحه تيجمارك هو واحد من عدة نماذج تُدعى نماذج الأكوان المتعدِّدة، وهي تعتبر الكون المُشاهَد مجرد ذرة ضمن عدد هائل قد يكون لا متناهيًا من الأكوان. في معظم النسخ المختلفة من تلك النظرية، تختلف قوانين الفيزياء من كون لآخر. أي إن القوانين ليست مُطلَقة، بل هي «قوانين داخلية محلية» (ريز، ٢٠٠١).

كان أحد ردود الأفعال المتوقَّعة تجاه نسخة تيجمارك من نظرية الأكوان المتعدِّدة هو أن فيه معارضة جسيمة لمبدأ نصل أوكام. لكن تيجمارك يقول إن كل شيء في صورته المجتمعة يمكن أن يكون أبسط من أجزائه. هذا يعني أن الكل غالبًا ما يكون تعريفه أسهل من تعريف أي من أجزائه. (على سبيل المثال، مجموعة الأعداد الصحيحة، يُمكن وصفها بسهولة، على عكس المجموعة الفرعية للأعداد الصحيحة المكونة من الأعداد الأولية التي يقع عليها الاختيار أو لا برمي عشوائي لعملة معدنية.) لكن مفهوم «كل شيء» يواجه مشكلات مفاهيمية أساسية حين يتضمَّن مجموعات لا نهائية، وتعريف تيجمارك لمقترحه يعوزه الإحكام، ربما إلى حدِّ افتقاره إلى المعنى. على أي حال، لن يُوافق تيجمارك في رأيه المُتطرِّف سوى قلة قليلة من العلماء أو الفلاسفة. حتى أولئك الذين يؤمنون بتعدُّد الأكوان بشكل ما عادة ما يتورَّعون عن افتراض أن «كل شيء» يُمكن أن يكون موجودًا بالفعل بالمعنى الحرفي للعبارة.

يبدو أن الموقف التقليدي هو أن القوانين الموجودة بالفعل (في مقابل تلك الممكنة لكن غير الموجودة) يجب أن تُقبل باعتبارها حقيقة واقعة، دون الحاجة إلى أي تفسير أبعد. عبر شون كارول على تبنِّيه لذلك الموقف، في معالجته لسؤال: لمَ تلك القوانين الفيزيائية دون غيرها؟ يُجيب كارول قائلًا: «هكذا هو واقع الأمر. توجد سلسلة من التفسيرات للأشياء التي تحدث في الكون، تمتد إلى قوانين الفيزياء الأساسية وعندها تتوقف» (كارول، ٢٠٠٧). بعبارة أخرى، قوانين الفيزياء تقع «خارج نطاق» العلم التجريبي. يجب أن نُقر بأنها «مُسلَّمات» ونتفرغ إلى مهمَّة تطبيقها.

(٢) افتراضات مُستترة عن قوانين الفيزياء

تَشتمل النظرة التقليدية لطبيعة قوانين الفيزياء على قائمة طويلة من الخواصِّ المُفترضة ضمنيًّا. على سبيل المثال، تُعتبر القوانين علاقات رياضية ثابتة وأزلية ولا مُتناهية الدقة تتخطَّى الكون الفيزيائي، انطبعت عليه من «الخارج» لحظة ولادته مثل شعار الصانع، ولم تتغير منذ ذلك الحين؛ وهو ما عبر عنه ويلر بصيغة شاعرية إذ قال إنها «تَبقى منقوشة في ألواح حجرية منذ الأزل إلى الأبد» (ويلر، ١٩٨٩). من ثَم يُفترَض أن العالم الفيزيائي المادي يتأثَّر بالقوانين، لكنها لا تتأثَّر على الإطلاق بما يحدث في الكون. مهما طرأ من تغير مُتطرف أو عنيف على طاقة الحالة الفيزيائية، تظل القوانين ثابتة لا تتزعَزع قِيد أنملة. لا يصعب اكتشاف منبع ذلك التصور عن القوانين الفيزيائية؛ إنه موروث مباشرة من الديانات التوحيدية، التي تُؤكد أن ذاتًا عاقلة صممت الكون وَفق مجموعة من القوانين المحكمة. والتمايز بين القوانين الثابتة والاحتمالات يَعكس التمايز بين الإله والطبيعة؛ الكون يعتمد في وجوده على الإله، فيما لا يَعتمد وجود الإله على الكون.

يُدرك مؤرخو العلم جيدًا أن نيوتن ومُعاصريه اعتقدوا أنهم بخوضهم في العلم إنما يكشفون المخطط الإلهي للكون في صورة بنائه الرياضي الأساسي. عبَّر رينيه ديكارت عن ذلك صراحة إذ قال:

وعبَّر سبينوزا عن التصور نفسه:

من الواضح إذن أن اللاهوت هو المنبع المباشر للرؤية التقليدية لقوانين الفيزياء. والمدهش أن تلك الرؤية ظلت قائمة دون أن تُواجه الكثير من التشكيك حتى بعد مرور ٣٠٠ عام من سيادة العلم العلماني. لا شك أن «النموذج اللاهوتي» لقوانين الفيزياء مُتوغِّل بشدة في التفكير العِلمي إلى حد التسليم به. لا يَلتفِت للافتراضات المُستترة وراء مفهوم قوانين الفيزياء ومصدرها اللاهوتي إلا مُؤرِّخو العلوم وعلماء اللاهوت. بيد أنه من المنظور العِلمي، ذلك الإقرار غير الحاسم للنموذج اللاهوتي للقوانين قاصر جدًّا. فبداية، كيف نتيقَّن أن القوانين ثابتة وغير قابلة للتبدُّل؟ دُرِسَت القوانين المُعتمِدة على الزمن عدة مرات (طالِع على سبيل المثال سمولين، ٢٠٠٨)، وأجريت كذلك التجارب المبنية على الرصد بحثًا عن دليل على احتمالية أن تكون بعض الثوابت الأساسية المزعومة للفيزياء قد تغيرت ببطء على مدى مقاييس زمنية كونية (بارو، ٢٠٠٢). يُشير علم الفيزياء الجزيئي إلى أن القوانين المُشاهَدة في الوقت الحالي قد تكون مجرَّد قوانين فعالة انبثَقَت من الانفجار العظيم أثناء انخِفاض حرارة الكون عن درجة حرارة بلانك. تَقترح نظرية الأوتار مسرحًا رياضيًّا له قوانين مختلفة للطاقة المنخفضة، يحتمل أن لها أنظمة تختلف باختلاف الرقع الكونية، أو الأكوان؛ وتلك نسخة مختلفة من نظرية الأكوان المتعدِّدة (سسكيند، ٢٠٠٥).

لكن حتى في تلك الأمثلة، تُوجد قوانين فوقية ثابتة ذات مُستوًى أعلى تُحدِّد النمط القانوني (ديفيز، ٢٠٠٦). هكذا تفترض النسخة المشهورة من نظرية الأكوان المتعددة، التي تُسمى التضخم الأبدي، حدوث عدة انفجارات عظيمة مُتناثرة في نسيج الزمكان التي تنشأ كلٌّ منها عبر ظاهرة النَّفَق الكَمِّي، وتَولَّد نتيجة لذلك الكون. أثناء انخفاض حرارة كون ما عن حرارة الانفجار العنيف الذي أنشأه، يَكتسب مجموعة من القوانين ربما بصورة عشوائية نوعًا ما (أي في صورة حوادث مُتجمِّدة في الزمن). كي يصحَّ ذلك النموذج، يلزم أن توجد آلية لتوليد الأكوان يمتدُّ عملها إلى جميع الأكوان (تستند في المثال المشار إليه إلى نظريتي المجال الكمِّي والنِّسبية العامة) ومجموعة من القوانين العامة (مثل دالة لاجرانج لنظرية الأوتار) التي تُتيح اختيارات عشوائية من قوانين الطاقة المُنخفِضة داخل كل كون. من الواضح أن كل ما يفعله نموذج القوانين الفوقية للأكوان المُتعدِّدة ذلك هو أنه يَنقل مشكلةَ منشأ القوانين إلى مستوًى أعلى.

أحد العوامل الأخرى المؤثرة بقوة على المفهوم التقليدي للقانون الفيزيائي هي الأفلاطونية. فقد كان أفلاطون يعتقد أن الأعداد والأشكال الهندسية موجودة في عالم المُثُل المُجرَّد. ذلك الفردوس الأفلاطوني يحوي على سبيل المثال، دوائر مثالية، في مقابل الدوائر التي نقابلها في العالم الحقيقي، التي دائمًا ما تكون مجرد تقديرات ناقصة للدائرة المثالية. يتبع العديد من الرياضيين المذهب الأفلاطوني؛ إذ يعتقدون أن العناصر الرياضية لها وجود حقيقي، حتى إن لم تكن موجودة في الكون الفيزيائي. الفيزيائيون النظريون مُنغمِسون في التراث الأفلاطوني، لذا يرون هم أيضًا أنه من الطبيعي الاعتقاد بوجود القوانين الفيزيائية في عالم المُثُل الأفلاطوني. ذلك المزيج بين الأفلاطونية والاعتقاد بإله واحد خلق تصورًا علميًّا تقليديًّا قويًّا عن قوانين الفيزياء، باعتبارها صيغ وعلاقات رياضية مثالية كاملة لا متناهية الدقة وأزلية لا تتبدَّل ولا تتأثَّر بالحالات ولا تتغيَّر، ومُتعالية فوق العالم الفيزيائي المادي، وساكنة في فردوس أفلاطوني مجرَّد خارج حدود الزمان والمكان.

أرى أنه بعد ثلاثة قرون، لا بدَّ أن ننظر في احتمال كون النموذج اللاهوتي/الأفلاطوني للقوانين نموذجًا مثاليًّا يكاد لا يستند إلى أي مُبرِّرات قائمة على التجربة أو الرصد. وهذا بطبيعة الحال يَدفعنا إلى أن نسأل: هل يُمكن أن يكون لدينا «نظرية» عن القوانين؟ بدلًا من الإقرار بأنَّ قوانين الفيزياء هي السلحفاة الخارقة الطافية في الهواء التي يرتكز عليها برج السلاحف — أي حقيقة واقعة لا تفسير لها — هل يُمكن أن ننزل دونها ولو خطوة واحدة لنُحاول الوقوف على تفسيرٍ لكون القوانين على تلك الهيئة، وإثبات أن ثمَّة «أسبابًا» تجعل القوانين على هيئتها تلك؟ كي نتأمَّل ذلك بطريقة إبداعية، لا بدَّ أن ننفض عنا جميع الافتراضات المُستترة التي ذكرناها. على سبيل المثال، لا بدَّ أن نَفترض احتمال عدم صحة فرضية أن القوانين لا تتأثَّر بالحالات، وننظر في التبعات المحتملة لاعتبار القوانين مُعتمدة (ولو بدرجة ما على الأقل) على ما يحدث في الكون؛ أي على الحالات الفيزيائية الواقعية. هل يُمكن أن تتطوَّر القوانين والحالات الواقعية كليهما على نحو يجعل «عالمنا» أحد العوامل المُحدثة للتغيُّر في حيِّز القوانين والحالات المشترك؟

إيضاحًا لأجندة مُمكنة بخصوص ذلك السياق، أودُّ أن أركز على الجانب الأكثر عرضة للدحض من جوانب النموذج اللاهوتي التقليدي للقوانين، ألا وهو افتراض دقتها المطلقة (ديفيز، ٢٠٠٦). عادة ما يُعبر عن قوانين الفيزياء في صورة مُعادلات تفاضُلية، تتضمَّن مفاهيم الأعداد الحقيقية والمقادير اللانهائية واللامتناهية الصغر، وكذلك اتصال المتغيرات الفيزيائية، مثل تلك الخاصة بمُتغيِّرات الزمان والمكان. ذلك الافتراض يمتد حتى إلى نظرية الأوتار، حيث الرابط بين عالم الزمان والمكان والمادة مُمتد الأواصر وهشٌّ لأبعد حد. ولما كان لا يُمكن إجراء أي تجربة أو عملية رصد إلا بدقة محدودة، فإنَّ افتراض الدقة المطلقة في القوانين لهو استقراء خارجي غير مبرر على الإطلاق؛ مجرد إيمان أعمى. طالما أنه بغرض الملائمة الفنية فحسب، فلا بأس به. لكن كما سأُبيِّن، قد يكون ذلك الاستقراء الخارجي مُضللًا في بعض الظروف على نحو يمكن اختباره.

لاستيضاح المسألة، تأمل عبارة لابلاس الشهيرة عن شيطان ذي قُدرة حسابية هائلة. أشار لابلاس إلى أن حالات نظام حتمي مُغلَق، كمجموعة محدودة من الجسيمات خاضعة لقوانين الميكانيكا النيوتنية، تكون ثابتةً تمامًا بمجرَّد تحديد الظروف الأولية:

(٣) كون من المعلومات

ذلك النَّقد، الذي ينبني على أعمال جون ويلر (١٩٧٩، ١٩٨٣، ١٩٨٩، ١٩٩٤) وأعمال رولف لانداور (١٩٦٧، ١٩٨٦)، نابع في الأصل من نظَرية المعلومات والحوسبة. يُمكن التعبير عن العلاقة التقليدية بين الرياضيات والفيزياء والمعلومات رمزيًّا على النحو الآتي:

وَفق المنظور التقليدي هذا، العلاقات الرياضية هي الجوانب الأساسية للوجود. والعالم الفيزيائي هو تعبير عن مجموعة جزئية من العلاقات الرياضية، بينما المعلومات هي مفهوم ثانوي أو مشتق لوصفِ حالات محدَّدة للمادة (مثل مفتاح تشغيل إما أن يكون في وضع التشغيل أو الإيقاف، أو اللف المغزلي للإلكترون الذي يكون اتجاهه إما لأعلى أو لأسفل). لكن منظورًا آخر بدأ يسود؛ منظورًا يعتبر «المعلومات» هي الكيان الأساسي الذي ينبني عليه الواقع الفيزيائي. ساد ذلك الرأي بين العلماء والرياضيِّين الذين يبحثون أساسيات الحوسبة والفيزيائيين الذين يَبحثون نظرية الحوسبة الكمية. الأهم أن ذلك ليس مجرَّد تغيُّر في المنظور من الناحية الاختصاصية، بل يُمثِّل تحوُّلًا جذريًّا في رؤيتنا للعالم، يعبر عنه شعار ويلر البليغ «كون أساسه المعلومات» (ويلر وفورد، ١٩٩٨). التغيير الذي أودُّ أن أبحثه هنا هو وضع «المعلومات» في بداية المخطَّط التفسيري، ليصير:

في الأساس، قوانين الفيزياء هي عبارات إخبارية؛ إذ تُخبرنا بشيء ما عن آلية عمل العالم الفيزيائي. يتطلَّب ذلك التحوُّل في المنظور تحولًا في السؤال الأساسي الذي طرحته بشأن منشأ قوانين الفيزياء؛ بوسعنا الآن أن نسأل عن منشأ «المحتوى المعلوماتي» للكون وطبيعته، وأحيل القارئ إلى مقال سيث لويد في الفصل الخامس من ذلك الكتاب للاطلاع على إحدى الأطروحات حول ذلك السؤال. أما هنا فأودُّ أن أتناول جانبًا أبسط من المسألة، وهو: هل المحتوى المعلوماتي في الكون مُتنهاهٍ أم غير مُتناهٍ؟

(٤) ما الذي تُخبرنا به محدودية المحتوى المعلوماتي الكوني عن «الواقع»؟

سؤالي الآن هو: هل يُمكن أن يسع الكون «الحالة الكمية» (تراكب السعات المكوِّنة للدالة الموجية)؟ الإجابة التقليدية هي أجل. ففي النهاية، ما الذي سيَمنعنا من تجميع سلسلة من ٤٠٠ مُقسِّم شعاع عشوائي وإطلاق فوتون خلالها. صحيح أننا نستطيع تحقيق تلك الحالة، لكن هل نستطيع تحديدَها أو وصفَها؟ على الأرجح لا؛ حتى شيطان لابلاس لن يستطيع ذلك. وهذا ما يُوصِّلنا إلى لب الموضوع. هل الحالة الكمية حقيقية بأي وجه، باعتبار أنها نظريًّا لا يُمكن معرفتها من «داخل» الكون؟ أم إنها مُجرَّد تصور خيالي أفلاطوني، مفيد (مثل مفهوم اللانهاية) في إجراء العمَليات الحسابية، تَستتِر طبيعته الخيالية وراء أخطاء تجريبية وأخطاء في الحالة الأولية أكبر بكثير؟ باعتبار أن تحديدًا أو وصفًا كاملًا لتجربة مُقَسِّم الشعاع يتطلَّب معلومات أكثر من الموجودة في الكون، يُصبح سؤالي كالآتي: هل المعلومات شيء «موجود في الواقع» بصفة مُستقلَّة عن الراصدين، أم إنها مجرَّد وصفنا لما يُمكن لفاعل أو راصد أن يَعرفه؟ إن صح الاحتمال الأخير — إذا كانت المعلومات مجرَّد وصف «لما نعرفه» عن العالم الفيزيائي — فلن يكون ثمة مُبرر لأن تكترث الطبيعة الأم بالحد المعلوماتي الكوني، ولن يُوجد ما يدعو لأن يؤثر ذلك الحد على الفيزياء الأساسية. يُمكن للطبيعة الأم حسب التصور الأفلاطوني أن تكون عليمة بكل شيء. ووَفق الرؤية التقليدية للقوانين، التي يَرتكز فيها الواقع الفيزيائي على قوانين الفيزياء «المثالية» التي تدور في فلك الأفلاطونية، تستطيع الطبيعة الأم قطعًا أن تُجري حسابات بدقة تعسفية أو اعتباطية باستخدام المقدار غير المحدود من المعلومات المتوافر لديها. لكن إن كانت المعلومات «حقيقية» — أي، كانت هي الركيزة المعرفية إن جاز التعبير (وهو ما أقترحه) — فسيكون الحد المفروض على المُحتوى المعلوماتي للكون قيدًا أساسيًّا مفروضًا على الطبيعة «بأكملها»، لا على حالات العالم الذي يُدركه البشر فحسب.

كان رولف لانداور أحد العلماء الداعين لذلك الموقف تحديدًا؛ إذ تبنَّى الرأي القائل بأن «الحسابات الكونية تجري داخل الكون»، لا في جنةٍ أفلاطونيةٍ ما، وهي وجهة نظر مدفوعة بإصراره على أن «المعلومات لها وجود فيزيائي». انتبه لانداور سريعًا إلى الآثار الخطيرة المترتبة على ذلك التحول في المنظور:

بعبارة أخرى، في كون محدود الموارد والزمن — كون يخضع للحد المعلوماتي الكوني على سبيل المثال — تُعتبر مفاهيم؛ مثل الأعداد الحقيقية، وقيم المعاملات المُطلَقة الدقة، والدوال القابلة للتفاضل، والتطور الوحدوي لدالة موجية، محض خيال؛ خيال مفيد بلا شك، لكنه يظلُّ خيالًا. تأمل مثال شيطان لابلاس، وعبارة لابلاس المحورية «لو كان لدى هذا العقل ما يكفي من الاتساع والشمول لإخضاع تلك البيانات للتحليل». إذا كانت الطبيعة الأم — التي هي شيطان لابلاس — تسكن العالم الأفلاطوني للرياضيات المثالية المطلقة الدقة، إذن فلن يكون للحد المعلوماتي المحدود أيُّ وزن على الإطلاق؛ لأنَّ الطبيعة الأم الأفلاطونية على حدِّ قول لابلاس لديها «ما يكفي من الاتساع والشمول»؛ لأنها عالِمة بكل شيء وتملك عقلًا لا محدودًا؛ ومن ثَم تستطيع إخضاع عدد لا نهائيٍّ من بتَّات البيانات إلى التحليل. هي بلا شكٍّ قادِرة على «إجراء العمليات الحسابية» التي يُشير إليها لانداور. لكن إن كانت المعلومات فيزيائية، إن كانت حقيقية من الناحية المعرفية وأساسية من الناحية الفيزيائية، فهذا يعني أنه «لا وجود» لشياطين أفلاطونية، أو طبيعة مُطلقة القُدرة كالإله تُجري حساباتها بالأعداد الحقيقية؛ وبالطبع لا وجود للأعداد الحقيقية. الموجود هو المكوِّنات الحقيقية لكون فيزيائي حقيقي يُجري حساباته بنفسه، على الوجه الذي يصفه لويد في الفصل الخامس من هذا الكتاب. بعبارة أخرى، قوانين الفيزياء متأصِّلة في الكون ومنبثقة منه غير مُتجاوزة له.

أخيرًا، يَنبغي أن أشير إلى أن الحد المعلوماتي مستُنتَج من خلال نظرية المجال الكمي، لكنه ينطبق عليها كذلك. ذلك الحد يُفترض استنتاجه باتباع نهج متَّسق مع ذاته. إذا كان المرء يتبنى الفلسفة التي ترى أن المعلومات أساسية وواقعية من الناحية الأنطولوجية، إذن عليه أن يضع ذلك الزعم المتَّسق ذاتيًّا في إطار نهج أشمل يستهدف توحيد الرياضيات والفيزياء. إن انتهج المرء نهج لانداور وسلَّم بأن الرياضيات لا يكون لها معنى إلا إن كانت نتاج عمليات حسابية تحدُث في الواقع (وليسَت موجودة في عالم أفلاطوني مستقل) فسيكون لديه علاقة دائرية متَّسقة مع ذاتها؛ قوانين الفيزياء هي التي تُحدِّد ما يُمكن حسابه، وذلك بدوره يحدد الأساس المعلوماتي لتلك القوانين. طرح بول بينوف (٢٠٠٥) مخططًا تَنبثِق فيه قوانين الرياضيات والفيزياء معًا من مبدأ اتِّساق ذاتي مشترك أعمق، وهو ما يجيب سؤال فيجنر الشهير عن السبب وراء «الفعالية غير المنطقية» للرياضيات في وصف العالَم الفيزيائي (فيجنر، ١٩٦٠). سبق أن ناقشتُ تلك المسائل الأعمق في مواضعَ أخرى (ديفيز، ٢٠٠٦).

(٥) الاستنتاجات

اسمحوا لي أن أختمَ بحكاية شخصية. وهي ذكرى جليلة أحتفظ بها منذ أعوام دراستي في المدرسة الثانوية، حيث كنت أتعلم كيفية حساب طاقة وضع الجاذبية لكتلة نقطية بحساب تكامل الشُّغل (السالب) المبذول لنَقل الجُسيم قُطريًّا من اللانهاية إلى سطح الأرض. رفعتُ يدي وسألت كيف يُمكن فعليًّا أن يُنقَل جسيم من اللانهاية. كانت الإجابة التي تلقيتُها هي أن ذلك النوع من التحليل هو وسيلة صُمِّمَت لتبسيط الحساب، وأن الخطأ الناشئ من اعتبار اللانهاية نقطة بدء بدلًا من مسافةٍ محدودة لكنها كبيرة للغاية لا يُذكر. وهو كذلك بالفعل. لكن ذلك النقاش على بساطته دفعَني لأن أُفكِّر في الفرق بين الرياضيات باعتبارها أداة نستخدمها والطبيعة الرياضية لقوانين الفيزياء. أردتُ أن أعرف إن كانت طاقة وضْع الجاذبية «الفعليَّة» — المستندة إلى القوانين التي تستخدمها الطبيعة الأم نفسها — تتَّخذ اللانهاية نقطة انطلاق لها أم إنها تبدأ من نقطة أقرب. بعبارة أخرى، صحيح أن البشر لا يُمكنهم قطُّ ولو نظريًّا إجراء العملية الفيزيائية المتضمَّنة في حساب القيمة المحدَّدة لطاقة الوضع، لكن ربما «تعرف» الطبيعة بطريقة ما الإجابة دون إجراء تلك العمَلية فعليًّا. بمعنى أن الإجابة الدقيقة «مُضمَّنة» في قوانين الفيزياء ومسألة اللانهاية تُمثِّل مشكلة للبشر فحسب (أو للتلاميذ المُشاغبين أمثال الصبي بول ديفيز).

على الجانب المُقابل لللانهاية يُوجد مفهوم الفترات المتناهية الصِّغر، التي تُشكِّل أساس علم التفاضل والتكامل. في ضوء حقيقة أن جميع قوانين الفيزياء الأساسية مُعبَّر عنها بمعادلات تفاضلية، تعدُّ الفترات المُتناهية الصغر بالغة الأهمية. هنا يلوح مجددًا سؤال: هل هي أدوات رياضية من صُنعِ البشر، أم أنها مُطابقة للواقع؟ قد يَصوغ فيلسوف ذلك في السؤال الآتي: ما الحالة الأنطولوجية للفَترات المُتناهية الصِّغر؟ يرتبط هذا السؤال ارتباطًا وثيقًا باستخدام الأعداد الحقيقية وبخاصية الاتِّصالية. هل يُمكن الاستمرار في تقسيم فترة زمنية أو مكانية دون قيد؟

على مدى السنين افترض الفيزيائيون افتراضات عديدة مفادها أن الزمكان في الواقع ليس متصلًا وقابلًا للتفاضُل، وأن الأعداد الحقيقية والتفاضُل قد تكون مُستخدَمة باعتبارها أدوات مثالية مفيدة. مُعظم تلك الأفكار ظل محصورًا في دائرة ضيقة من المتحمِّسين لها. بيد أن التحدِّي الحقيقي أثاره علماء الحوسبة لا الفزيائيون. الحواسيب الرقمية بطبيعتها لا تستطيع التعامل مع المقادير اللانهائية والمُتناهية الصِّغَر؛ لأنها تتلاعَب بالبتَّات المُتجزِّئة باستخدام الجبر البوليني. هذا بخلاف الحواسيب التناظُرية مثل المساطر الحاسبة. وقد تطوَّرت دراسة أداء الحواسيب الرقمية، التي بدأها تورينج، لتصير تخصُّصًا كاملًا قائمًا بذاته في العقود التالية لعام ١٩٥٠. في الأعوام الأخيرة، اجتمَعَت الفيزياء النظرية ونظرية الحوسبة، فأثارا العديد من المسائل المفاهيمية العميقة التي لا تزال غير محلولة. أبسط تلك المسائل هي: هل الكون نفسه حاسوب من نوع ما، وإن كان كذلك فمن أي نوع هو؟ أهو تناظري أم رقمي أم كمي أم نوع آخر؟

يذهب لويد إلى أن الكون يحسب نفسه، لكن يفعل ذلك بطريقة ميكانيكية كمية؛ فالكون حاسوب كمي (طالِع الفصل الخامس من ذلك الكتاب). يُمكن تخيُّل نظير كمِّيٍّ لشيطان لانداور، قادر على رصد جميع أفرع الدالة الموجية؛ بل في الواقع، رصد جميع العوالم المُمكنة، لا العالم المُتحقِّق فحسب (تلك هي بالضبط النظرية الأنطولوجية التي تبنَّاها إفريت في تفسيره لميكانيكا الكم الذي افترض فيه وجود أكوان مُتعدِّدة) (إفريت، ١٩٥٧). إن صحَّت تلك النظرية الأنطولوجية — إن كان أساس الوجود مُتأصِّلًا في الدالة الموجية الكمية لا في البتَّات المعلوماتية التي تَنبثِق عن طريق الرصد والقياس — إذن يكون الحد المعلوماتي المفروض على الكون أكبر بكثير، ولن «يحدث خطأ» في حالة تشابُك تتضمَّن ٤٠٠ جسيم. ويُمكن من ثَم تحديد ما إذا كان الواقع يكمن في العالم الكمِّي، الذي لا سبيل لدى البشر للولوج إليه، أو يَكمُن في البتَّات الحقيقية والملاحظات الحقيقية، عن طريق نظام كمي على القدر الكافي من التعقيد. لو ثبتت مزاعم المتفائلين بشأن الحوسَبة الكمية، فقد يظهر تخصُّص جديد في غضون سنوات قليلة وهو تخصُّص «الأنطولوجيا التجريبية».

المراجع