物理学家长期以来一直在努力解释为什么宇宙是有条件产生的适合生命进化。为什么物理定律和常数取非常具体的值让恒星、行星以及最终生命得以发展?
宇宙的膨胀力,例如,它比理论所暗示的要弱得多——允许物质聚集在一起而不是被撕裂。
一个常见的答案是,我们生活在一个无限的多元宇宙中,所以我们不应该对至少一个宇宙成为我们的宇宙感到惊讶。但另一个问题是,我们的宇宙是一个计算机模拟,有人(可能是先进的外星物种)对条件进行微调。
后一种选择得到了一个科学分支的支持,称为信息物理学,这表明时空和物质不是基本现象。相反,物理现实从根本上来说是由一些信息组成的,我们的时空体验就是从这些信息中产生的。
相比之下,温度是从原子的集体运动中“产生”的。根本上没有任何一个原子具有温度。
这导致了一种非凡的可能性:我们的整个宇宙实际上可能是计算机模拟的。
这个想法并不新鲜。 1989年,传奇物理学家,约翰·阿奇博尔德·惠勒,表明宇宙从根本上来说是数学的,它可以被看作是从信息中产生的。他创造了著名的格言“它来自比特”。
2003年,哲学家尼克·博斯特罗姆英国牛津大学的教授提出了他的模拟假设。这表明我们实际上很可能生活在模拟中。
这是因为先进的文明应该达到这样的程度:他们的技术非常复杂,以至于模拟与现实无法区分,并且参与者不会意识到他们处于模拟中。
物理学家塞思·劳埃德来自美国麻省理工学院的研究人员将模拟假设提升到了一个新的水平,他认为整个宇宙可能是一台巨型量子计算机。
经验证据
有一些证据表明,我们的物理现实可能是模拟的虚拟现实,而不是独立于观察者而存在的客观世界。
任何虚拟现实世界都将基于信息处理。这意味着一切最终都会被数字化或像素化到无法进一步细分的最小尺寸:位。
根据量子力学理论,这似乎模仿了我们的现实,量子力学统治着原子和粒子的世界。它指出有一个最小的离散单元能量、长度和时间。
相似地,基本粒子,构成宇宙中所有可见物质,是最小的物质单位。简而言之,我们的世界是像素化的。
支配宇宙中一切的物理定律也类似于模拟在程序执行中遵循的计算机代码行。此外,数学方程、数字和几何图案无处不在– 世界似乎完全是数学的。
支持模拟假设的物理学中的另一个好奇心是我们宇宙中的最大速度限制,即光速。在虚拟现实中,该限制对应于处理器的速度限制或处理能力限制。
我们知道,过载的处理器会减慢模拟中的计算机处理速度。同样,阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论表明时间在附近变慢。
也许模拟假设最支持的证据来自量子力学。这表明自然不是“真实的”:处于确定状态的粒子,例如特定位置,似乎不存在除非你实际观察或测量它们。相反,它们同时处于不同状态的混合状态。同样,虚拟现实需要观察者或程序员来让事情发生。
量子》“还允许两个粒子神奇地连接起来,这样,如果你操纵一个粒子,你就会立即自动操纵另一个粒子,无论它们相距多远——这种效果似乎比光速还要快,这应该是不可能的。
然而,这也可以通过以下事实来解释:在虚拟现实代码中,所有“位置”(点)距离中央处理器的距离应该大致相等。因此,虽然我们可能认为两个粒子相距数百万光年,但如果它们是在模拟中创建的,则事实并非如此。
可能的实验
假设宇宙确实是一个模拟,那么我们可以在模拟中部署什么样的实验来证明这一点?
可以合理地假设,模拟的宇宙将包含我们周围各处的大量信息位。这些信息位代表代码本身。因此,检测这些信息位将证明模拟假设。
最近提出的质能信息(M/E/I)等价原理– 表明质量可以表示为能量或信息,反之亦然 – 指出信息位必须具有较小的质量。这给了我们一些可以寻找的东西。
我假设信息实际上是宇宙中物质的第五种形式。我什至曾经计算预期信息内容每个基本粒子。这些研究导致 2022 年发表了实验方案来检验这些预测。
该实验涉及通过让基本粒子及其反粒子(所有粒子都有相同但具有相反电荷的“反”版本)在能量闪光中湮灭,发射“光子”或光粒子,从而擦除基本粒子内部包含的信息。
我根据信息物理学预测了所得光子的预期频率的确切范围。使用我们现有的工具可以很好地实现该实验,并且我们推出了众筹网站来实现它。
还有其他方法。已故物理学家约翰·巴罗有人认为,模拟会产生微小的计算错误,程序员需要修复这些错误才能继续进行。
他建议我们可以体验这样的修复突然出现的相互矛盾的实验结果,例如自然常数的变化。因此,监视这些常量的值是另一种选择。
我们现实的本质是最大的谜团之一。我们越认真地对待模拟假设,有一天我们证明或反驳它的机会就越大。