幾十年來，我們的宇宙可能只不過是一個複雜的計算機模擬的想法一直是科幻小說中最受歡迎的主題。不列顛哥倫比亞大學奧肯納根分校的新研究表明，這個想法不僅難以置信。但這在數學上也是不可能的。
Mir Faizal 博士，UBC Okanagan 科學助理教授 Irving K. Barber 及其合作者 Drs.勞倫斯·克勞斯 (Lawrence M. Krauss)、阿希德·沙比爾 (Arshid Shabir) 和弗朗西斯科·馬里諾 (Francesco Marino) 已經證明，現實的基本結構以計算機無法複製的方式運行。
他們的研究發表在 物理學全息應用雜誌它不僅反對模擬宇宙的想法。 黑客帝國– 它還表明宇宙是根據超出任何算法範圍的理解而創建的。
模擬假設基於數學。
“有人提出，宇宙可以被模擬。如果模擬是可能的，那麼模擬的宇宙本身就可以產生生命。這反過來可能會創建自己的模型。這種循環的可能性使得我們的宇宙看起來極不可能是原始宇宙。相反，模擬嵌套在其他模擬中，”費薩爾博士說。 “這個想法曾經被認為超出了科學探究的範圍。然而，我們最近的研究表明，這個想法實際上可以通過科學手段得到解決。”
該團隊的發現基於對現實的不斷發展的理解。物理學的進步遠遠超出了艾薩克的看法。牛頓關於固體物體在空間中移動的理論取代了愛因斯坦的相對論。而量子力學再次改變了這個模型。如今，量子引力處於理論物理學的前沿，這表明甚至空間和時間都不是基本元素。但它源於更深層的信息。那是純粹的信息。
隱藏在現實之下的土地
物理學家將這一層描述為“和平境界”，它基於比我們感知的物理世界更真實的數學。來自新研究的空間和時間來自這個領域。
然而，科學家們已經證明，即使是這種基於數據的結構也無法僅通過計算來完全描述現實。通過使用先進的數學原理，包括哥德爾不完備定理。他們證明了任何完整且一致存在的模型都需要他們所謂的“非算法理解”
要理解這個概念，想像一下計算機是如何工作的——它一步步遵循一組指令。然而，有些事實是無法通過遵循邏輯運算順序得出的。這些被稱為“格德爾真理”，即使它是真的，但也無法用計算來證明。
如果計算失敗
考慮這樣的信息：“這個真實的陳述無法被證明。”如果它能被證明，那麼它就是假的。邏輯矛盾。如果無法證明，那就是真的。這意味著任何試圖證明其不完整的邏輯系統在任何情況下僅靠計算是不夠的。
“我們已經證明，使用量子引力的計算理論來解釋物理現實的各個方面是不可能的，”費薩爾博士說。 “因此，不存在可以僅通過計算得出的完整且一致的物理理論。但它需要非算法理解。這比量子引力的計算定律更基本。因此也比時空更基本。”
為什麼宇宙無法複製？
如果柏拉圖帝國的基本法則看起來與計算機模擬的法則相似，那麼這個帝國可以復制嗎？研究人員表示，答案是否定的。
“根據與不完美和不確定性相關的數學定理。我們表明，僅通過計算無法實現對現實的完整一致的描述，”費薩爾博士解釋道。 “它需要非算法的理解。根據定義，這不屬於算法計算的範疇。因此，這個宇宙無法被模擬。”
合著者勞倫斯·M·克勞斯博士指出，這一發現的影響深入到物理學的基礎。 “物理的基本定律不能包含在空間和時間中，因為它們創造了它們。然而，長期以來，人們一直希望一切事物的真正基本理論最終能夠通過基於這些定律的計算來解釋所有物理現象。但我們已經證明這是不可能的。對現實的完整一致的描述需要更深層次的東西 – 一種稱為非算法理解的理解形式。”
超越算法的現實
正如費薩爾博士總結的那樣，“任何模擬都是算法性的——它必須遵循編程規則。但因為現實的基本水平取決於非算法性的理解。宇宙不可能如此。而且沒有辦法對其進行建模。”
多年來，模擬假設被認為是無法檢驗的。並且僅限於哲學和推理小說領域。然而，新的研究堅定地建立在數學和物理理論的基礎上。它為科學上最有趣的問題之一提供了明確的答案。
