Физики назвали недостающий ингредиент гравитации «магией» — и тред восстал

Заголовок журнала, который физики в треде назвали «чушью»

Материал Quanta Magazine несёт фразу, словно специально сконструированную, чтобы спровоцировать техническую публику: мера «квантовости» под названием «магия» придаёт пространству-времени гравитацию. Он собрал 176 голосов и тред, потративший больше сил на разбор слова, чем самой физики, — хотя физика, если пробраться за название, это вполне настоящее утверждение.

Что на самом деле значит «магия» и какой пробел она закрывает

Начнём с устоявшейся идеи: в голографических теориях запутанность — квантовые связи между частицами — сплетает базовую геометрическую структуру пространства. Это половина про «запутанность строит пространство-время». Проблема в том, что одна запутанность даёт жёсткую ткань. Она умеет кодировать геометрию, но не позволяет этой геометрии откликаться на материю — а «материя говорит пространству-времени, как искривляться» и есть всё содержание гравитации Эйнштейна.

Магия (сухое техническое имя — нестабилизаторность) и есть та недостающая гибкость. Понятие пришло из квантовых вычислений: Брави и Китаев ввели его в 2004 году, чтобы измерять, сколько не-клиффордовых вентилей требует квантовое состояние, — тех операций, что делают квантовый компьютер невозможным для эффективной симуляции на классической машине. Чем больше таких вентилей нужно, тем «магичнее» состояние. Чарльз Цао (Virginia Tech) вместе с Джоном Прескиллом (Caltech) и другими построили квантовые коды коррекции ошибок нового поколения именно на этих вентилях и показали, что магия — это то, что придаёт закодированному пространству упругость, способность гнуться. Как говорит один физик в материале, при наличии запутанности и магии «если есть одно, всегда есть и другое».

Тред: сначала комиссия по неймингу, потом скептики

Первой и самой громкой реакцией было лингвистическое отвращение. «Магия» показалась многим противоположностью объяснения:

«Назвать что-то „магией“ — всё равно что признаться, что ты понятия не имеешь, что происходит… продвигать это под словом „магия“ — это лукавство». — комментатор, возражающий, что название прячет реальную познаваемую структуру

«Строго с лингвистической точки зрения: какой ужасный и тупой термин („магия“)… Как работает гравитация? Магия!» — комментатор, высмеивающий термин как анти-объяснение

Но более содержательное возражение касалось не слова, а всего голографического предприятия. Комментатор, явно знающий поле, усомнился, что всё это вообще касается нашей реальной Вселенной:

«…пока мы реально не найдём голографический дуал нашей Вселенной вместо AdS-пространств (которые, если уж на то пошло, противоположны нашей Вселенной), всё это поле начинает напоминать скорее программу занятости для математиков, у которых кончились новые идеи». — комментатор, сомневающийся, что голография на AdS отображается в реальность

А читатель, подкованный в физике, поправил собственную научно-популярную аналогию статьи — картинку гравитации как шара для боулинга на матрасе:

«На повседневном масштабе вроде Земли, обращающейся вокруг Солнца, почти ничего из этого гравитационного взаимодействия не связано с искривлением пространства. Гораздо больше 99% (на самом деле около 99,999999%) — это искривление времени». — комментатор, указывающий, что аналогия с матрасом путает доминирующий эффект

Почему спор о названии отвлекает от настоящей ставки

Насмешки над «магией» справедливы и при этом не по делу. Защитимое утверждение под ними узкое и проверяемое: в игрушечных голографических моделях можно отделить ту часть квантовой информации, что строит геометрию (запутанность), от той, что позволяет геометрии искривляться (магия), и можно выписать коды коррекции ошибок, где обе части появляются вместе. Открытый вопрос не в терминологии — он тот, что назвал AdS-скептик. Это результаты внутри анти-де-ситтеровского пространства, Вселенной с «неправильным» знаком кривизны относительно нашей. Пока кто-нибудь не найдёт голографический дуал Вселенной, похожей на эту, «магия придаёт пространству-времени гравитацию» — точное утверждение о модели, которая геометрически не является нашим домом.