如何測試我們是否生活在電腦虛擬世界

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OctoVerse

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我們怎麼可能知道呢?

來源: ifscience

長期以來,物理學家一直在努力解釋為什麼宇宙一開始就具有適合生命進化的條件。為什麼物理定律和常數採用非常具體的值,使恆星、行星和最終生命得以發展?例如,宇宙的膨脹力,暗能量,比理論所認為的要弱得多——允許物質聚集在一起而不是被撕裂。

一個常見的答案是,我們生活在一個無限的多元宇宙中,所以我們不應該對至少有一個宇宙變成我們的宇宙感到驚訝。但另一個原因是,我們的宇宙是一個,有人(也許是高級外星物種)微調條件。

后一種選擇得到了稱為資訊物理學的科學分支的支援,該分支認為時空和物質不是基本現象。相反,物理現實從根本上是由資訊碎片組成的,我們對時空的體驗就是從這些資訊中產生的。相比之下,溫度是從原子的集體運動中“產生”的。沒有一個原子從根本上具有溫度。

這導致了一種非凡的可能性,即我們的整個宇宙實際上可能是一個電腦模擬世界。這個想法並不新鮮。1989年,傳奇物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒(John Archibald Wheeler)提出,宇宙從根本上說是數學的,它可以被看作是從資訊中產生的。他創造了著名的格言“它從位元誕生”。

2003年,英國牛津大學的哲學家尼克·博斯特羅姆(Nick Bostrom)提出了他的模擬假說。這說明,我們實際上很有可能生活在電腦虛擬世界中。這是因為一個先進的文明應該達到這樣的地步,他們的技術是如此複雜,以至於虛擬與現實無法區分,參與者不會意識到他們處於虛擬中。

經驗證據

有一些證據表明,我們的物理現實可能是一個電腦的虛擬實境,而不是一個獨立於觀察者而存在的客觀世界。

任何虛擬實境世界都將基於信息處理。這意味著所有東西最終都會被數位化或圖元化,縮小到一個不能進一步細分的最小尺寸:位元。根據量子力學理論,這似乎模仿了我們的現實,量子力學理論統治著原子和粒子的世界。它指出有一個最小的、離散的能量、長度和時間單位。同樣,構成宇宙中所有可見物質的基本粒子是物質的最小單位。簡單地說,我們的世界是圖元化的。

支配宇宙中一切事物的物理定律也類似於電腦在執行程式時將遵循的電腦程式碼。此外,數學方程式、數位和幾何圖案無處不在——世界似乎完全是數學的。

物理學中支持電腦虛擬世界假設的另一個好奇心是我們宇宙中的最大速度極限,即光速。在虛擬實境中,此限制對應於處理器的速度限制或處理能力限制。我們知道,在電腦虛擬世界中,過載的處理器會減慢計算機處理速度。同樣,阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論表明,時間在黑洞附近會變慢。

也許電腦虛擬世界假說最有力的證據來自量子力學。這表明自然界不是“真實的”:處於確定狀態的粒子,例如特定位置,除非您實際觀察或測量它們,否則它們似乎並不存在。相反,它們同時處於不同狀態的混合狀態。同樣,虛擬實境需要觀察者或程式師才能讓事情發生。

量子“糾纏”還允許兩個粒子詭異地連接在一起,因此,如果你操縱一個粒子,你會自動立即操縱另一個粒子,無論它們相距多遠——效果似乎比光速還快,這應該是不可能的。

然而,這也可以解釋為,在虛擬實境代碼中,所有“位置”(點)都應該與中央處理器大致相等。因此,雖然我們可能認為兩個粒子相距數百萬光年,但如果它們是在電腦虛擬世界中創建的,它們就不會如此。

可能的實驗

假設宇宙確實是一個電腦虛擬世界,那麼我們可以在電腦虛擬世界中部署什麼樣的實驗來證明這一點?

可以合理地假設,一個電腦虛擬世界的宇宙將包含我們周圍到處的大量資訊位。這些資訊位表示代碼本身。因此,檢測這些資訊位將證明模擬假設。最近提出的質能資訊(M/E/I)等效原理——表明品質可以表示為能量或資訊,反之亦然——指出資訊位必須具有較小的品質。這給了我們一些可以搜索的東西。

我假設信息實際上是宇宙中物質的第五種形式。我甚至計算了每個基本粒子的預期資訊含量。這些研究導致在 2022 年發表了測試這些預測的實驗方案。該實驗涉及通過讓基本粒子和它們的反粒子(所有粒子都有相同的“反”版本,但電荷相反)在能量閃光中湮滅——發射“光子”或光粒子,從而擦除基本粒子中包含的資訊。

我根據資訊物理學預測了由此產生的光子的預期頻率的確切範圍。使用我們現有的工具可以高度實現該實驗,並且我們已經推出了一個眾籌網站來實現它。

還有其他方法。已故物理學家約翰·巴羅(John Barrow)認為,電腦虛擬世界會產生輕微的計算錯誤,程式師需要修復這些錯誤才能使其繼續進行。他認為,我們可能會經歷這樣的固定,因為矛盾的實驗結果突然出現,例如自然界的常數發生變化。因此,監視這些常量的值是另一種選擇。

我們現實的本質是最大的謎團之一。我們越是認真對待電腦虛擬世界假設,有朝一日證明或反駁它的機會就越大。

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