A Essência da Realidade é um livro de autoria do físico David Deutsch, escrito em 1997. Ele expõe sua visão de mecânica quântica e suas implicações para o entendimento da realidade. Essa interpretação, que ele chama de hipótese do multiverso, é uma das quatro bases de uma Teoria de tudo (TOE, em inglês). As quatro bases são: A interpretação de muitos mundos da mecânica quântica de Hugh Everett, "A primeira e mais importante das quatro bases". A epistemologia de Karl Popper, especialmente seu antiindutivismo e seu requerimento de uma interpretação realista (não-instrumental) das teorias científicas, e sua ênfase em levar a sério essas conjecturas ousadas que resistem a falsificação. A teoria da computação de Alan Turing especialmente como descrito em "O princípio de Turing" de Deutsch, com a máquina de Turing universal sendo substituída pelo computador quântico universal de Deutsch. ("A teoria da computação é agora a teoria quântica da computação.") O teoria Darwiniana da evolução refinada por Richard Dawkins e a síntese evolutiva moderna, especialmente as ideias de replicador e meme integradas com o método de resolução de problemas Popperiano (a base epistemológica).
Sua teoria de tudo é mais emergentista (fracamente) do que redutiva. Seu objetivo não é a redução de tudo à física de partículas, mas mais o suporte mútuo entre os príncipios computacionais, epistemológicos, evolucionários e de multiverso.
Temas em A Essência da Realidade A interpretação de muitos mundos da mecânica quântica
De acordo com a interpretação de muitos mundos da mecânica quântica, o todo da realidade física é na verdade o multiverso, consistindo de um número infinito de universos. Deutsch argumenta a favor disso por quatro motivos principais: A situação de se ter múltiplas interpretações da mecânica quântica é anômala. As pessoas deveriam se contentar com a mais simples (realista) interpretação, que é, segundo Deutsch, a de muitos mundos. Apenas a abordagem dos muitos mundos pode explicar o poder adicional dos computadores quânticos quando comparados com os computadores clássicos. Apenas a interpretação de muitos mundos pode explicar os efeitos da superposição quântica, como, por exemplo, aqueles obersevados nos experimentos de dupla-fenda com uma única partícula. A maioria das outras abordagens — a interpretação de Bohm, a interpretação transacional — são indistiguíveis da de muitos mundos.
Entretanto: O debate sobre as interpretações não é sem precedentes. Existiu um debate sobre a natureza da gravidade e ação a distância na física newtoniana. Existe um debate sobre a ontologia do espaço na teoria da relatividade. Existe até um debate sobre a ontologia da matemática. Computadores quânticos ainda são máquinas Turing completas. Dado um computador numa "caixa preta", é impossível determinar se o funcionamento interno é quântico ou clássico. Computação quântica permite se extrair mais poder computacional de uma dada configuração de recursos físicos. É questionável se múltiplos mundos quasi-clássicos são um modelo ontologicamente melhor de computação quântica do que um único mundo quântico. (Uma possível réplica está na p. 217 de A Essência, onde Deutsch deriva as limitações de uma máquina de Turing de uma consideração sobre os recursos disponíveis para executar o algoritmo de Shor. Quando o algoritmo de Shor fatora um número, usando 10500 ou mais vezes o poder computacional disponível hoje, onde o número foi fatorado? Há apenas cerca de 1080 átomos em todo o universo visível, um número absolutamente minúsculo se comparado com 10500. Então, se o universo visível fosse toda extensão da realidade física, a realidade física nem remotamente conteria os recursos necessários para fatorar tal grande número. Quem fatorou isso, então? Como, e onde, a computação foi realizada?Dado seu profundo fisicalismo, ele está aparentemente "dentro do seu argumento" para rejeitar os poderes de uma abstrata máquina de Turing em uma caixa preta.) Interpretar um fóton em superposição como estando em dois "mundos" diferentes requer uma interpretação idiossincrática de "mundo". A superposição é detectável apenas através de efeitos de interferência, que por sua vez significa que os dois fótons (ou dois estados do fóton, dependendo da interpretação) são coerentes. A maioria das interpretações de muitos mundos aceita a visão de que um estado quântico não conta como um "mundo" enquanto não estiver decoerente. (Mas compare a discussão sobre mundos na IMM de Lev Vaidman em Stanford Encyclopedia of Philosophy que implica que as diferenças entre os teóricos da IMM sobre o uso do termo 'mundo' é "apenas semântica". Vaidman apresenta a IMM como consistindo de duas partes, (i) uma teoria matemática que produz a evolução no tempo do estado quântico do (único) universo, e (ii) uma prescrição que estabelece uma correspondência entre o estado quântico do universo e nossas experiências. O conceito de 'mundo' na IMM pertence à parte (ii) da teoria e não é rigorosamente definido. Vaidman escreve, "A parte (i) é essencialmente sumarizada pela equação de Schrödinger ou sua generalização relativística. É teoria matemática rigorosa e não é filosoficamente problemática. A parte (ii) envolve "nossas experiências" que não têm uma definição rigorosa. Uma dificuldade adicional na definição de (ii) decorre do fato de que a linguagem humana foi desenvolvida numa época em que as pessoas não suspeitavam a existência de universos paralelos. Isso, entretanto, é apenas um problema de semântica." ) Um ponto interessante que talvez dependa da abordagem dos "mundos coerentes" mencionada acima.
A tese de Church-Turing
Essa postura emergente permite a Deutsch fazer um trabalho sério com a tese de Church-Turing (ou "princípio de Turing", como ele chama) que é fundamental na ciência teórica computacional. Na forma forte que ele favorece, isso implica que um computador quântico universal, capaz de renderizar qualquer ambiente físico possível, realmente existe próximo do fim do espaço-tempo em todo universo e é mantido por seres sencientes com todo o conhecimento necessário para aumentar sua memória, ciclos de computador e fonte de energia. Nisto ele segue Frank Tipler em "A Física da Imortalidade", embora ele enfatiza a componente científica da hipótese do Ponto Ômega, a componente que é justificada pela epistemologia popperiana como uma implicação de nossa melhor ciência. Ele é muito menos receptivo para a componente não-científica, que fornece reconstruções racionais para categorias teológicas tradicional como, por exemplo, "Deus", "onisciência", "onipresença", "benevolência", "criação", etc.
A forma forte do princípio de Turing se apóia num argumento matemático favorecendo um computador quântico universal em todos os universos mais do que um computador em um universo, e também desses sobre um computador em, digamos, 17 universos. Então uma forma fraca do princípio de Turing se comprometeria com um universo. Também a razão para 'ou um ou todos' pressupõe uma cosmologia de Big Crunch para poder gerar a energia para os necessários ciclos computacionais. Se, ao invés, o universo expande para sempre, o princípio de Turing teria de tomar a forma fraca, implicando a existência de mais ou menos uma remota aproximação do computador quântico universal.
O princípio de Turing de Deutsch é também algumas vezes chamado de princípio de Church-Turing-Deusch por aquele que questionam se o trabalho de Turing nas bases da computação tinha como objetivo esclarecer o que poderia ser computacionalmente tratável "na natureza".Enciclopédia de Filosofia de Stanford sobre a tese de Church-Turing. Leituras mais conservadoras dae Turing percebem ele como preocupado com o que poderia ser computador "por computadorer humanos", ou seja, matemáticos humanos. Nessa leitura Turing não tinha como objetivo fundações para computação que fornecessem tratabilidade, porque um algoritmo poderia ser calculado "por computadores humanos", mas sem a velocidade para computar tratavelmente o que acontece "na natureza". (Os humanos podem levar um longo tempo para finalizar seus cálculos.) Existem problemas de tratabilidade quando, por exemplo, problemas de fatoração e decriptação são atacados com máquinas de Turing ou métodos de computação clássica, problemas que parecem ser resolvidos por técnicas de computação quântica como o algoritmo de Shor, que se aproveita dos estados em superposição no qubits para calcular "tudo de uma vez" o que uma máquina de Turing calcularia serialmente. A universalidade de Turing não é suficientemente universal, pensa Deutsch. O computador abstrato de Turing precisa ser substituído pelo atual, físico, computador quântico universal derivado do princípio de Church-Turing (-Deutsch).
Esse princípio é também, às vezes chamado de princípio da Matrix, porque a concepção de Deutsch de realidade virtual figura em sua declaração: "É possível construir um gerador de realidade virtual cujo repertório inclui todos os ambientes fisicamente possíveis." Alguns psicólogos cognitivos acham que as visões de Deutsch do cérebro como sendo um computador gerador de realidade virtual, adequado para renderizar um ambiente humanamente experenciado, oferece um relato suficientemente robusto da experiência subjetiva ou qualia, consistente com uma visão de mente/cérebro como sendo um computador, derrubando o impasse entre qualofóbes (filósofos céticos sobre os qualia) e qualofilios (filósofos que acreditam no qualia como imensurável). (Entretanto, é argumentável que sua abordagem confunde qualia com representações mentais). Com considerável posição de grande confiança é teorizado que isso pode alterar a essência de uma realidade questionada. Um gerador de realidade virtual consiste de um gerador de imagem que providencia o sujeito com conteúdo perceptivo das várias modalidades sensoriais, talvez nas formas de transdutores conectados diretamente com os nervos aferentes com o uso de implantes neurais, e um programa para cuidar da interaçã entre as escolhas do sujeito e o ambiente virtual. Próximo do Ponto Ômega, esse cenário trans-humano de biologia melhorada fornece um caminho para uma condição pós-humana, porque a biologia se torna insustentável. Compressão gravitacional e outras forças extremas clamam por substratos mais duráveis para a psicologia humana. O cérebro é substituído por equivalentes computacionais robustos em realidades virtuais, protegidos do Big Crunch e existindo nos momentos finais (do universo) em ilimitados ciclos computacionais, oferecendo aos residentes pós-humanos a experiência subjetiva de imortalidade.
Computadores quânticos e Teoria da Prova
Um computador quântico exporta problemas computacionais para outros universos para poder alcançar tratabilidade em soluções que de outra maneira ficariam travadas por demandas exponencialmente crescentes por mais tempo e outros recursos computacionais. A aparente necessidade de uma concepção realista da ciência para postular tal colaboração inspira um comentário belicoso de Deutsch: "Para aqueles que ainda se apegam a uma visão de mundo de um único universo, eu lanço este desafio: explivar como o algoritmo de Shor funciona." O desafio é para implicar que uma máquina de Turing é incapaz em princípio de fazer o que um computador quântico pode fazer, já que operações deste último em executar o algoritmo de Shor requerem recursos computacionais de outros mundos. E geralmente, as operações de um computador quântico incluem passos computacionais em outros mundos que não estão presentes em nenhuma fita de uma máquina de Turing (neste mundo). Deutsch acha que isso tem implicação na Teoria da Prova, que deve abandonar o modelo cartesiano de uma lista inspecionável de premissas levando para uma conclusão, em favor de um modelo de um processo em que a relação entre as premissas e a conclusão pode ser mediada por computações que não são inspecionáveis (neste mundo).
Inferências contra-factuais e realismo modal