Stephen Wolfram เป็นบุคคลสำคัญด้านการเขียนโปรแกรมและคณิตศาสตร์ เขาคือมันสมองที่อยู่เบื้องหลังWolfram Alphaซึ่งเป็นเว็บไซต์ที่พยายามตอบคำถามโดยใช้อัลกอริทึมเพื่อกรองฐานข้อมูลขนาดใหญ่ เขายังรับผิดชอบMathematicaซึ่งเป็นระบบคอมพิวเตอร์ที่นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกใช้ เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว Wolfram ได้เปิดตัวกิจการใหม่: Wolfram Physics Projectซึ่งเป็นความพยายามอันทะเยอทะยานที่จะพัฒนาฟิสิกส์ใหม่ของจักรวาลของเรา เขา ประกาศว่าฟิสิกส์ใหม่คือการคำนวณ แนวคิดที่ชี้นำคือทุก
สิ่งสามารถสรุปได้จนถึงการประยุกต์ใช้กฎง่ายๆ ไปจนถึงการสร้างพื้น
ทำไมเราถึงต้องการทฤษฎีดังกล่าว? ท้ายที่สุด เรามีทฤษฎีทางฟิสิกส์ที่ประสบความสำเร็จเป็นพิเศษสองทฤษฎีแล้ว เหล่านี้คือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป – ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงและโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล – และกลศาสตร์ควอนตัม – ทฤษฎีองค์ประกอบพื้นฐานของสสาร อนุภาคย่อยของอะตอม และปฏิสัมพันธ์ของพวกมัน เราไม่ได้เลียฟิสิกส์เหรอ?
ไม่เชิง แม้ว่าเราจะมีทฤษฎีที่ยอดเยี่ยมว่าแรงโน้มถ่วงทำงานอย่างไรกับวัตถุขนาดใหญ่ เช่น ดวงดาวและดาวเคราะห์ และแม้แต่คน แต่เราไม่เข้าใจแรงโน้มถ่วงที่พลังงานสูงมากหรือสำหรับสิ่งที่เล็กมาก
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป “พังทลาย” เมื่อเราพยายามขยายไปสู่อาณาจักรย่อส่วนซึ่งกฎของกลศาสตร์ควอนตัม สิ่งนี้นำไปสู่การแสวงหาจอกศักดิ์สิทธิ์ของฟิสิกส์: ทฤษฎีควอนตัมแรงโน้มถ่วง ซึ่งจะรวมสิ่งที่เรารู้จากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปกับสิ่งที่เรารู้จากกลศาสตร์ควอนตัมเพื่อสร้างทฤษฎีทางกายภาพใหม่ทั้งหมด
แนวทางที่ดีที่สุดในปัจจุบันที่เรามีต่อแรงโน้มถ่วงควอนตัมคือทฤษฎีสตริง ทฤษฎีนี้มีความคืบหน้ามาเป็นเวลากว่า 50 ปีแล้ว และแม้ว่าจะประสบความสำเร็จในระดับหนึ่ง แต่ก็ยังมีกระแสความไม่พอใจที่เพิ่มขึ้นต่อแนวทางดังกล่าว Wolfram พยายามเสนอทางเลือกให้กับทฤษฎีสตริง เขาทำเช่นนั้นผ่านสาขาคณิตศาสตร์ที่เรียกว่าทฤษฎีกราฟ ซึ่งศึกษากลุ่มของจุดหรือโหนดที่เชื่อมต่อกันด้วยเส้นหรือขอบ
ลองนึกถึงแพลตฟอร์มเครือข่ายสังคม เริ่มต้นด้วยคนเดียว: เบ็ตตี้ ต่อไป เพิ่มกฎง่ายๆ: ทุกคนเพิ่มเพื่อนสามคน ใช้กฎกับเบ็ตตี: ตอนนี้เธอมีเพื่อนสามคน ใช้กฎอีกครั้งกับทุกคน (รวมถึงคนที่คุณเริ่มด้วยคือ: Betty) ใช้กฎต่อไปและในไม่ช้าเครือข่ายเพื่อนจะสร้างกราฟที่ซับซ้อน ข้อเสนอของวุลแฟรมคือจักรวาลสามารถสร้างแบบจำลองในลักษณะเดียวกันได้
เขาแนะนำเป้าหมายของฟิสิกส์คือเพื่อหากฎที่กราฟสากลปฏิบัติตาม
กุญแจสำคัญสำหรับคำแนะนำของเขาคือกราฟที่ซับซ้อนอย่างเหมาะสมดูเหมือนรูปทรงเรขาคณิต ตัวอย่างเช่น ลองจินตนาการถึงลูกบาศก์และกราฟที่มีลักษณะคล้ายกัน
Wolfram ให้เหตุผลว่ากราฟที่ซับซ้อนมากคล้ายกับพื้นผิวและปริมาตร: เพิ่มโหนดให้เพียงพอและเชื่อมต่อด้วยเส้นที่เพียงพอ แล้วคุณจะกลายเป็นตาข่ายชนิดหนึ่ง เขายืนยันว่าพื้นที่นั้นสามารถถูกมองว่าเป็นตาข่ายที่ถักเป็นชุดของโหนดในลักษณะนี้
สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์อย่างไร
ตาข่ายของโหนดที่ซับซ้อนสามารถช่วยในโครงการปรับสัมพัทธภาพทั่วไปและกลศาสตร์ควอนตัมให้ตรงกันได้อย่างไร ทฤษฎีควอนตัมเกี่ยวข้องกับวัตถุที่ไม่ต่อเนื่องที่มีคุณสมบัติไม่ต่อเนื่อง ในทางกลับกัน ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปถือว่าเอกภพเป็นความต่อเนื่องและแรงโน้มถ่วงเป็นแรงต่อเนื่อง
หากเราสามารถสร้างทฤษฎีที่สามารถทำในสิ่งที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปทำได้ แต่เริ่มต้นจากโครงสร้างที่ไม่ต่อเนื่องกัน เช่น กราฟ ดังนั้นโอกาสในการปรับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและกลศาสตร์ควอนตัมให้สอดคล้องกันจึงเริ่มดูมีความหวังมากขึ้น หากเราสามารถสร้างรูปทรงเรขาคณิตที่คล้ายกับที่เราได้รับจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปโดยใช้โครงสร้างที่ไม่ต่อเนื่อง โอกาสที่คาดหวังก็จะยิ่งดีขึ้นไปอีก
ในขณะที่โครงการของ Wolfram มีแนวโน้มดี แต่ก็มีมากกว่าความโอหัง วุลแฟรมกำลังต่อสู้กับไอน์สไตน์และฮอว์กิงส์ของโลก และเขากำลังทำมันโดยไม่ได้ใช้เวลาทั้งชีวิตในการตีพิมพ์ในวารสารฟิสิกส์ (เขาตีพิมพ์เอกสารทางฟิสิกส์หลายฉบับในฐานะอัจฉริยะวัยรุ่น แต่เมื่อ 40 ปีก่อน เช่นเดียวกับหนังสือA New Kind of Scienceซึ่งเป็นบรรพบุรุษทางจิตวิญญาณของโครงการ Wolfram Physics)
ยิ่งกว่านั้น แนวทางของเขาไม่ได้เป็นแบบดั้งเดิมทั้งหมด มันคล้ายกับสองวิธีที่มีอยู่สำหรับแรงโน้มถ่วงควอนตัม: ทฤษฎีเซตเชิงสาเหตุและแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ ซึ่งทั้งสองวิธีไม่ได้กล่าวถึงมากนักในการออกแบบที่ยิ่งใหญ่ของ Wolfram
เพิ่มเติมจาก: Einstein to Weinstein: อัจฉริยะผู้เดียวดายเป็นข้อยกเว้นของกฎ
อย่างไรก็ตาม โครงการนี้มีความโดดเด่นด้วยเหตุผลสามประการ ประการแรก วุลแฟรมมีผู้ชมจำนวนมากและเขาจะทำอะไรมากมายเพื่อทำให้แนวทางที่เขาสนับสนุนเป็นที่นิยม ผู้เสนอแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งคร่ำครวญถึงความโดดเด่นของทฤษฎีสตริงในชุมชนฟิสิกส์ Wolfram อาจช่วยในการรับประกันการเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์ในฟิสิกส์
ประการที่สอง Wolfram ให้ ภาพรวมอย่างละเอียดของโครงการตั้งแต่หลักการพื้นฐานของทฤษฎีกราฟจนถึงทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป การดำเนินการนี้จะทำให้บุคคลต่างๆ ปรับตัวตามแนวทางทั่วไปได้ง่ายขึ้น และอาจมีส่วนร่วมของตนเองได้
ประการที่สาม โครงการนี้เป็น “โอเพ่นซอร์ส” ซึ่งเชิญชวนให้นักวิทยาศาสตร์พลเมืองเข้ามามีส่วนร่วม หากไม่มีอะไรอื่น ทั้งหมดนี้ทำให้เรามีงานทำระหว่างทำแป้งซาวโดว์และเล่น Animal Crossing นั่นคือ
