矩陣崩塌：數(shù)學證明宇宙不可能是計算機模擬

一項新的數(shù)學研究一勞永逸地駁斥了模擬理論。

我們可能生活在一個巨大的計算機模擬之中，就像《黑客帝國》那樣 —— 這個想法多年來一直吸引著哲學家和科學家。但不列顛哥倫比亞大學奧卡納干校區(qū)的研究人員的一項新研究，給該理論帶來了決定性的一擊。

據(jù) UBC 奧卡納干校區(qū)歐文·K·巴伯理學院客座教授米爾·法扎爾博士及其國際合作者稱，現(xiàn)實本身的結構使得模擬成為不可能。

他們的工作表明，沒有哪臺計算機，無論多么先進，能夠重現(xiàn)宇宙的基本運行機制。

他們的研究不僅僅停留在否定模擬理論上。它表明，現(xiàn)實建立在某種無法被簡化為計算規(guī)則或算法的"理解"之上。

研究人員通過數(shù)學和物理學，而非哲學，來探討這個模擬問題。他們探究了支配宇宙的定律在理論上是否能夠被一個計算機系統(tǒng)重現(xiàn)。

"此前有人提出宇宙可以被模擬，"法扎爾博士說。"如果這種模擬是可能的，那么被模擬的宇宙本身也可能孕育生命，而生命反過來或許會創(chuàng)造它們自己的模擬。這種遞歸的可能性使得我們的宇宙是原初宇宙，而非嵌套在另一層模擬中的模擬，這件事顯得極不可能。"

他解釋說，這個問題曾被認為超出了科學所能觸及的范圍。"然而，我們最近的研究表明，事實上，它可以被科學地探討。"

現(xiàn)代物理學早已認為現(xiàn)實不僅僅是固態(tài)物質。量子引力 —— 統(tǒng)一相對論和量子力學的最新理論框架 —— 提出，甚至空間和時間也不是基本的。它們源于更深層的東西：純信息。

邏輯的極限

為了檢驗這個信息基礎是否可以被模擬，研究團隊依賴于數(shù)學原理，包括哥德爾不完備定理。

該定理指出，在任何邏輯系統(tǒng)中，總存在一些在該系統(tǒng)內無法被證明的真實陳述。

法扎爾博士表示，同樣的限制也適用于物理學。"我們已經(jīng)證明，不可能用量子引力的計算理論來描述物理現(xiàn)實的所有方面，"他解釋說。"因此，無法僅從計算中推導出一個物理上完備且一致的'萬有理論'。"

他補充說，對現(xiàn)實的完整描述需要他們所謂的"非算法性理解"，這是任何計算機過程都無法捕捉的。

換句話說，計算只能走到邏輯所能表達的邊緣為止。

宇宙為何無法被模擬

那么，宇宙更深層的"信息"本身能否被模擬呢？研究人員表示，即使這一點也是不可能的。

"利用與不完備性和不可定義性相關的數(shù)學定理，我們證明了僅通過計算無法實現(xiàn)對現(xiàn)實的完全一致且完整的描述，"法扎爾博士說。"它需要非算法性理解，顧名思義，這超越了算法計算的能力，因此無法被模擬。故此，這個宇宙不可能是模擬的。"

合著者勞倫斯·M·克勞斯博士表示，這一發(fā)現(xiàn)改變了我們看待物理定律的方式。"物理學基本定律無法被容納在空間和時間之內，因為正是這些定律生成了空間和時間，"他指出。"對現(xiàn)實的一個完備且一致的描述，需要更深層的東西 —— 一種被稱為非算法性理解的形式。"

法扎爾博士總結說，任何模擬世界都必須遵循編程規(guī)則。"但由于現(xiàn)實的基本層面是基于非算法性理解的，宇宙不可能，也永遠不可能是一個模擬，"他說。

這項研究發(fā)表在《全息物理學應用雜志》上。

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