Минимальны ли законы нашей вселенной для появления жизни?

[alesha_popovich]

Подумалось мне тут на досуге.
Как известно, наша вселенная управляется довольно ограниченным набором физических законов - правил. С одной стороны, эти правила - квантовые законы, ОТО - сложны, даже один атом смоделировать на компьютере на основе только законов КТП без каких либо упрощений более высокого уровня до сих пор невозможно. С другой стороны, учитывая все многообразие форм материи, включая жизнь, которые из них проистекают - набор этот правил удивительно ограничен и прост.
Но вот в чем вопрос - является ли этот набор минимально необходимым для того, чтобы во вселенной под его управлением зародилась разумная жизнь? Или можно придумать более простые правила, которые тем не менее приведут к тому же результату?
Тут, конечно, возникает вопрос - а что же считать жизнью. Тем более разумной. Предлагаю ограничиться в рамках этого обсуждения определениями:
Живой объект - объект, способный к самовоспроизводству и эволюции. Т.е. в процессе эволюции он приспосабливается более эффективно к окружающей среде, при этом его сложность может возрастать.
Разумный живой объект - это такой живой объект, который способен к обучению и обмену информацией к себе подобным объектам. Т.е. в процессе своей жизнедеятельности он приобретает новые паттерны поведения, которых у него раньше не было, и которые помогают ему более эффективно выживать. И разные живые объекты способны этими паттернами обмениваться, т.е. "учить" друг друга. Наверно, это не очень хорошее определение, потому что по нему разумными получаются и многие животные, но для этого обсуждения подойдёт.
Так вот, является ли набор физических законов нашей вселенной самым простым из всех возможных наборов, который допускает появление такой жизни? Есть ли на этот счёт какие-то исследования?

Знаю, что что-то имеется
Например, в клеточных автоматах типа игры Жизнь можно сделать самовоспроизводящиеся объекты. Но вот с эволюцией уже вроде не получается.
Или Tierra, где пытались запустить эволюцию простых компьютерных программ. Они там действительно эволюционировали, появлялись даже паразиты, использующие другие части других программ (организмов) для выживания. Но до разумности там дело не дошло. Может просто не дождались?

[realeugene]

alesha_popovich в сообщении #1713107 писал(а):

Так вот, является ли набор физических законов нашей вселенной самым простым из всех возможных наборов, который допускает появление такой жизни?

Магические вселенные, должно быть, устроены проще.

[Dedekind]

alesha_popovich в сообщении #1713107 писал(а):

Так вот, является ли набор физических законов нашей вселенной самым простым из всех возможных наборов, который допускает появление такой жизни?

Прежде чем отвечать на этот вопрос, наверное было бы неплохо вначале как минимум узнать что это за набор. Насколько мне известно, на сегодняшний день всех законов мы не знаем. И даже те, которые знаем - только приблизительные модели, а не реальные законы (что бы это ни значило), по которым работает мир.

[Geen]

alesha_popovich в сообщении #1713107 писал(а):

набор этот правил удивительно ограничен и прост.

Ну Вы это, учебник по химии откройте...

[alesha_popovich]

realeugene в сообщении #1713108 писал(а):

Магические вселенные, должно быть, устроены проще.

Это какие?

Dedekind в сообщении #1713111 писал(а):

Прежде чем отвечать на этот вопрос, наверное было бы неплохо вначале как минимум узнать что это за набор. Насколько мне известно, на сегодняшний день всех законов мы не знаем. И даже те, которые знаем - только приблизительные модели, а не реальные законы (что бы это ни значило), по которым работает мир.

Даже если так, вопрос остается релевантным. Является ли этот набор, возможно частично неизвестных законов, наиболее простым, допускающим существование разумной жизни? Или все же наша вселенная в этом смысли избыточно сложна?

Geen в сообщении #1713115 писал(а):

Ну Вы это, учебник по химии откройте...

Да я открывал, когда то давно, в школе. А что там читать? Насколько знаю, все законы химии так или иначе сводятся к физике. Даже если промоделировать химию на основе квантовой физики далеко не всегда возможно, никто не сомневается, что она туда сводится. Просто модели получаются слишком вычислительно сложными.

[realeugene]

alesha_popovich в сообщении #1713129 писал(а):

Это какие?

У Толкиена, например.

[Ghost_of_past]

alesha_popovich в сообщении #1713107 писал(а):

Как известно, наша вселенная управляется довольно ограниченным набором физических законов - правил

Давайте начнем с начала. Физика как наука не закончилась, так что вопрос, насколько мы и все физические законы знаем. Но для удобства продолжения темы будем исходить из того, что ключевые для привычной нам жизни физические законы известны или по крайней мере вытекают из известных.

alesha_popovich в сообщении #1713107 писал(а):

С другой стороны, учитывая все многообразие форм материи, включая жизнь, которые из них проистекают - набор этот правил удивительно ограничен и прост.

Это вы оптимист. Говорю это как человек, который написал когда-то кандидатский диссер по пребиотической химии про cтабилизации репарации репликаторных матриц в РНК-мире. Это не просто. Это даже не сложно. Это ультрасложно. На это намекает хотя бы то, что и в 2025 году человечество знает про это меньше, чем про ОТО, квантовую механику и КТП.

Специфика органический соединений состоит в том, что их может потенциально существовать бесконечное количество, но даже количество просто стабильных органических соединений может быть невероятно огромно. Последний раз когда я интересовался, было известно что-то около 45 миллионов стабильных органических соединений и около 160 миллионов соединений всего (сейчас практически наверняка сильно больше - каждый год это число растет в последнее время на несколько миллионов в год). Углерод дает очень богатую химию, но, например, при более высоких температурах, давлении и радиации достаточно стабильную и богатую химию дает и тот же самый кремний (для жизни около условных красных карликов это может оказаться прямо очень здорово). Это всё к тому, что мы с трудом можем пока оценить, насколько сложна и разнообразна может быть химия, порождающая биологические системы.

alesha_popovich в сообщении #1713107 писал(а):

Но вот в чем вопрос - является ли этот набор минимально необходимым для того, чтобы во вселенной под его управлением зародилась разумная жизнь?

А давайте, пожалуйста, начнем с базы - решим, что мы понимаем под вселенной. Разговор практически бесконечный по времени, поэтому ограничимся для начала хотя бы вселенными из классификации того же Брайна Грина:

Ghost_of_past в сообщении #1656376 писал(а):

1. Количественная (лоскутная) мультивселенная - просто основана на пространственной бесконечности нашей Вселенной как космологического объекта. В результате содержит бесконечное количество таких областей как наша наблюдаемая Вселенная (метагалактика).
2. Инфляционная мультивселенная, которая в целом вечна, безначальна и бесконечна, содержит бесконечное количество локальных вселенных со своими пространствами-временами, а наша Вселенная лишь одна из них. Включает в себя:
а) причинно-связанные вселенные, располагающиеся на одной ветке инфляции (слабая инфляционная мультивселенная);
б) не связанные причинно-следственными связями вселенные, т.е. фактически это разные инфляционные мультивселенные (сильная инфляционная мультивселенная).
3. Бранная мультивселенная, основанная на бранной космологии.
4. Циклическая мультивселенная, основанная на конформной циклической космологии и вариантах экпиротического сценария.
5. Струнная мультивселенная, основанная на концепции струнного ландшафта.
6. Квантовая мультивселенная, основанная на многомировой интерпретации квантовой механики или других сходных интерпретациях (consistent histories/decoherent histories, cosmological interpretations, "Self-locating uncertainty" interpretation, relative state interpretatioт, некоторые разновидности many-minds interpretation).
7. Голографическая мультивселенная.
8. Искусственная (виртуальная) мультивселенная, включающая гипотетически возможные компьютерно моделируемые вселенные.
9. Математические и логические мультивселенные (привет Тегмарку).
10. Окончательная (всеобщая) мультивселенная, которая базируется на онтологическом модальном реализме в разных версиях и аналитической философии. Исходит из того, что вся философия во всех проявлениях так или иначе во всех возможных и невозможных вариантах реализуется - так называемый принцип изобилия. В философии выделяют: формализованные мультивселенные, включая формализованные онтологические и метафизические мультивселенные; иные онтологические и метафизические мультивселенные, включая неформализованные онтологические и метафизические мультивсеенные; неформализованные вербализуемые мультивселенные; неформализованные мыслимые и/или познаваемые мультивселенные; любые иные мультивселенные и не-мультивселенные.

Потому что если речь про мультивселенные из п. 8, 9 и 10, то тут реально и какие-нибудь магические вселенные (и вообще любые вселенные с принципиально нефизическими элементами (нередуцируемыми к физике даже эмерджентно) в них) можно начать обсуждать. Но, наверное, вы как-то хотите ограничить этот разговор, ведь так?

alesha_popovich в сообщении #1713107 писал(а):

Тут, конечно, возникает вопрос - а что же считать жизнью. Тем более разумной. Предлагаю ограничиться в рамках этого обсуждения определениями:
Живой объект - объект, способный к самовоспроизводству и эволюции. Т.е. в процессе эволюции он приспосабливается более эффективно к окружающей среде, при этом его сложность может возрастать.

Из этого определения живого объекта никак не следует, что жизнь должна представлять собой химическую систему, а это ключевой момент в той теме, что вы поднимаете. Нам в нашей вселенной на данный момент неизвестна жизнь без химической основы.

alesha_popovich в сообщении #1713107 писал(а):

Разумный живой объект - это такой живой объект, который способен к обучению и обмену информацией к себе подобным объектам.

Спорно, но допустим.

alesha_popovich в сообщении #1713107 писал(а):

Наверно, это не очень хорошее определение, потому что по нему разумными получаются и многие животные, но для этого обсуждения подойдёт.

Хм. По современным представлениям как минимум все высшие животные, а скорее всего и всего животные с нервной системой обладают той или иной степенью разумности.

alesha_popovich в сообщении #1713107 писал(а):

Есть ли на этот счёт какие-то исследования?

Есть как минимум исследования, какие типы вселенных могли бы появиться в инфляционной мультивселенной в рамках теории вечной хаотической инфляции (разные модели) и компьютерные модели, какие из них могли бы быть биофильными для привычной нам жизни, т.е. поддерживать условия для появления привычной нам жизни, как на Земле. Результаты, насколько мне известно, показывают, что не только наш набор законов природы и значения фундаментальных констант может приводить к переходу вселенных в биофильный статус. Думаю, что в поисках работ, интересных вам, надо начинать поиски именно отсюда, но возможно кто-то из уважаемых участников форума меня поправит.

[realeugene]

Ghost_of_past в сообщении #1713169 писал(а):

было известно что-то около 45 миллионов стабильных органических соединений

У каждого человека своя собственная ДНК.

[Anton_Peplov]

alesha_popovich в сообщении #1713107 писал(а):

Или Tierra, где пытались запустить эволюцию простых компьютерных программ. Они там действительно эволюционировали, появлялись даже паразиты, использующие другие части других программ (организмов) для выживания.

Таких проектов много. И действительно, уравнение "наследственность + изменчивость + отбор = эволюция" не зависит от физического субстрата. Оно выполняется хоть для бактерий, хоть для компьютерных программ, хоть для черта лысого. В сущности, оно математическое.

alesha_popovich в сообщении #1713107 писал(а):

Но до разумности там дело не дошло. Может просто не дождались?

Любая компьютерная программа, которую можно получить в эволюционных вычислительных экспериментах в обозримые сроки, на порядки проще программы, записанной в ДНК завалящей бактерии. А Вы о разумности. Ну да, не дождались - $N$ миллиардов лет работы суперкомпьютера.

В целом, мне кажется, что компьютерные программы в достаточно мощном компьютере за достаточное время могли бы доэволюционировать до разума в вышеприведенном смысле. При этом операционка этого компьютера ("физические законы" компьютерной вселенной) может быть достаточно простой - возможно, попроще Windows. Что требуется, так это нереалистичные по человеческим меркам вычислительные мощности и время эксперимента. Так что реальные физические законы гораздо сложнее минимально необходимых для появления разума. Но все эти рассуждения, как Вы понимаете - на уровне размахивания руками.

[realeugene]

Anton_Peplov в сообщении #1713221 писал(а):

Так что реальные физические законы гораздо сложнее минимально необходимых для появления разума.

А как вы сложность измеряете?

С одной стороны, из-а линейности квантов фундаментальные квантовые физические законы гораздо проще классической механики. С другой, пространство состояний даже небольшой квантовой системы гораздо больше, чем классической, состоящей из такого же числа компонент. Экспоненциально больше. Квантовые частицы одного типа вообще тождественны, вся сложность сидит в их возможных комбинациях. Плюс оказывается, что даже математику расчётов в КТП до сих пор не получается построить непротиворечивой. Но из-за какой-то необъяснимой магии необоснованные расчёты предсказывают свойства вещества.

[Anton_Peplov]

Geen в сообщении #1713115 писал(а):

alesha_popovich в сообщении #1713107 писал(а):

набор этот правил удивительно ограничен и прост.

Ну Вы это, учебник по химии откройте...

Думаю, ТС говорил о простоте первых принципов. Простые первые принципы могут порождать сложное поведение, как в той же игре "Жизнь". Например, вообразим мир, наполненный материальными точками с разными массами и начальными скоростями, между которыми действует ньютоновская гравитация и больше ничего. Первый принцип - закон всемирного тяготения - впечатляюще прост, в то время как движение материальных точек может быть сколь угодно сложным, в том числе может наблюдаться динамический хаос.

Я не разбираюсь в КТП и Стандартной модели ФЭЧ и не могу сказать, насколько они просты. Но таблица фундаментальных частиц уж точно короче базы данных химических соединений. Другое дело, что, как и упомянул ТС, вывести химию прямо из ФЭЧ мы не в силах. То, что химия в конце концов сводима к законам ФЭЧ как к первым принципам - это - как там его, черта? - презумпция, да?

-- 23.12.2025, 15:21 --

realeugene в сообщении #1713222 писал(а):

А как вы сложность измеряете?

Инструментально. Человек уже сейчас может написать (и неоднократно писал) программную среду, где идет эволюция цифровых репликантов. Предполагаю, что без особого изменения алгоритмов, тупым наращиванием вычислительной мощности и времени, эту эволюцию можно довести до появления разумных репликантов. Но человек сейчас не может и еще долго не сможет написать программную среду, в которой из первых принципов ФЭЧ рассчитывается хотя бы полимеризация этилена, не говоря о репликации ДНК.

[realeugene]

Anton_Peplov в сообщении #1713223 писал(а):

То, что химия в конце концов сводима к законам ФЭЧ как к первым принципам - это - как там его, черта? - презумпция, да?

Это достаточно хорошо установленный экспериментальный факт. Начиная с законов сохранения и термодинамики, переносимых с фундаментального физического уровня на уровень химии.

Кстати, рассуждая про "оптимизацию законов мира" не стоит забывать и про термодинамику, в которую классическое механическое представление о мире неизбежно упирается. На фундаментальном уровне делимость вещества должна быть ограничена.

-- 23.12.2025, 15:23 --

Anton_Peplov в сообщении #1713223 писал(а):

Человек уже сейчас может написать (и неоднократно писал) программную среду, где идет эволюция цифровых репликантов.

Компьютер, на котором выполняется программа, сам по себе крайне сложная машина.

[Anton_Peplov]

realeugene в сообщении #1713224 писал(а):

Компьютер, на котором выполняется программа, сам по себе крайне сложная машина.

Да. Потому что он существует в нашей Вселенной и работает по ее законам. В сложной Вселенной сложно создать машину, реализующую даже весьма простые алгоритмы со сносной скоростью и точностью.

Теперь представьте, что программный код - это и есть законы вселенной. И никакого аппаратного обеспечения не нужно. Код просто работает, потому что существует. Как у нас - физические законы. Мы же не спрашиваем, на каком компьютере выполняется Стандартная модель.

[realeugene]

Anton_Peplov в сообщении #1713225 писал(а):

Теперь представьте, что программный код - это и есть законы вселенной.

Это будет ограниченная вселенная в рамках более сложной вселенной.

Я могу себе представить, что законы виртуальной вселенной содержат сразу правила обучения нейросети. И в результате получается LLM.

[Anton_Peplov]

realeugene в сообщении #1713226 писал(а):

Это будет ограниченная вселенная в рамках более сложной вселенной.

Наша Вселенная - тоже ограниченная вселенная в рамках более сложной вселенной? Или не обязательно? Если не обязательно, то в чем принципиальная разница? Только в том, что Вы знаете, что законы, управляющие электронами и кварками, существуют "сами по себе" и "на самом деле", а для кода на C++ нужно исполняющее устройство? И вообразить себе иное положение дел не можете? А вот Станислав Лем наверняка смог бы.

(Оффтоп)

Кто сказал "объективная реальность"? Я не говорил "объективная реальность"!