物理学家长期以来一直在努力解释为什么宇宙最初是从条件开始的适合生活发展。为什么要进行物理定律和常数采用非常具体的值那允许星星,行星和最终生命发展?例如,宇宙的巨大力量比理论所表明的要弱得多 - 允许物质团结而不是被撕裂。
一个普遍的答案是,我们生活在一个无限的宇宙中,因此至少一个宇宙已经成为我们的宇宙,我们不应该感到惊讶。但是另一个是我们的宇宙是计算机模拟,有人(也许是先进的外星物种)对条件进行微调。
后者的选择得到了科学分支的支持信息物理,这表明时空和物质不是基本现象。取而代之的是,物理现实从根本上是由信息的一些信息组成,我们的时空经验从中得到了。相比之下,温度从原子的集体运动中“出现”。没有根本没有单一的原子具有温度。
这导致了我们整个宇宙实际上可能是计算机模拟的绝佳可能性。这个想法不是那么新。 1989年,传奇的物理学家,约翰·阿奇博尔德·惠勒,建议宇宙从根本上是数学上的,并且可以看作是从信息中出现的。他创造了著名的格言“它是从点”。
2003年,哲学家尼克·博斯特罗姆(Nick Bostrom)来自英国牛津大学的模拟假设。这认为实际上我们很可能生活在模拟中。那是因为先进的文明应达到他们技术如此复杂的地步,以至于模拟与现实无法区分,并且参与者不会意识到他们正在模拟中。
物理学家塞斯·劳埃德(Seth Lloyd)来自美国马萨诸塞州理工学院的模拟假设提出了整个宇宙,从而将模拟假设提升到了一个新的水平可能是一台巨大的量子计算机。2016年,商业大亨埃隆·马斯克(Elon Musk)得出结论:“我们很可能在模拟中”(请参见上面的视频)。
经验证据
有证据表明,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。这意味着最终将所有内容数字化或像素化为最小尺寸,而最小尺寸无法进一步细分:位。这似乎是根据量子力学理论模仿我们的现实,该理论统治了原子和颗粒的世界。它说有一个最小的离散单位能量,长度和时间。相似地,基本颗粒构成了宇宙中所有可见物质,是物质的最小单位。简而言之,我们的世界是像素化的。
管理宇宙所有内容的物理定律也类似于计算机代码线,该计划将在程序的执行中遵循。此外,数学方程式,数字和几何模式到处都是- 世界似乎完全是数学。
支持模拟假设的物理学的另一个好奇心是我们宇宙中的最大速度限制,即光的速度。在虚拟现实中,此限制将对应于处理器的速度限制或处理功率限制。我们知道,一个超载的处理器会在模拟中减慢计算机处理。同样,阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)广义相对论表明时间在黑洞附近变慢。
模拟假设的最支持性证据也许来自量子力学。这表明自然不是“真实”:确定状态(例如特定位置)的粒子,似乎不存在除非您实际观察或测量它们。取而代之的是,它们同时融合了不同状态。同样,虚拟现实需要观察者或程序员才能发生。
量子“纠缠”还允许两个粒子被惊人地连接,因此,如果您操纵一个粒子,那么您会自动并立即操纵另一个粒子,无论它们是多远的距离,其效果似乎都比光速更快,这应该是不可能的。
但是,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)应大致远离中央处理器。因此,尽管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,它们不会。
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地的许多信息位。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。最近提出的质量 - 能量信息(M/E/I)等效原理- 建议质量可以表示为能量或信息,反之亦然 - 信息位必须具有很小的质量。这给了我们一些需要搜索的东西。
我假定信息实际上是宇宙中第五种物质的形式。我什至计算了预期信息内容每个基本粒子。这些研究导致了2022年的出版实验方案测试这些预测。该实验涉及通过让它们及其抗粒子(所有颗粒都具有“抗”版本相同但相反电荷的“抗”版本)通过闪烁的能量(发射“光子”或光颗粒)歼灭。
我已经根据信息物理学预测了所得光子的预期频率的确切范围。我们现有工具可以实现该实验,我们已经推出了一个众筹网站)实现它。
还有其他方法。已故物理学家约翰·巴罗曾认为,模拟会构建较小的计算错误,以使其继续进行,以使其继续进行。他建议我们可能体验这种修复随着矛盾的实验结果突然出现,例如自然的常数发生了变化。因此,监视这些常数的值是另一种选择。
我们现实的本质是那里最伟大的奥秘之一。我们认真对待模拟假设的越多,我们有一天可能证明或反驳它的机会就越大。
梅尔文·沃普森(Melvin M. Vopson),物理高级讲师,朴次茅斯大学