2021-11-24

我们所在的宇宙,究竟是不是被计算机模拟出来的?|宇宙


  2016年,纽约的美国自然历史博物馆举办了一场辩论会。四位物理学家以及一位哲学家花了2个小时讨论:我们所知的这个现实世界有没有可能是被模拟出来的。

  如果这是真的,那我们就都是虚拟人物,生活在一个电脑创造的世界里。

  如果不深究细节的话,这个猜想也许还意味着此时此刻我们的宇宙,或者至少是我们这个宇宙的源头,是从其他地方被渲染出来的——而那里才是真正的"现实世界"。

  这早就不是什么新鲜概念了,但是在纽约进行的那场辩论提出的某些观点的确是令人信服的,而且多个学术期刊都提到了这场辩论。

  当然了,如果你认为这一假说根本就是无稽之谈——我(原作者,下同)认为你可能会觉得这个论述过程相当刺激。


  在那次辩论的最后,主持人向参与讨论的5位学者提问,要求他们回答"我们生活在一个虚拟宇宙的可能性有多大。"最高的概率数字来自这组专家中的那位哲学家,纽约大学的大卫·查默斯(David Chalmers),他淡淡地说:"42%。"这是一个出自《银河系漫游指南》的梗。

  而来自麻省理工学院的物理学家马克斯·泰格马克(Max Tegmark)则认为这个概率是17%。

  目前在布朗大学任职的吉姆·盖茨(Jim Gates)则认为这个概率只有1%而已。

  来自哈佛大学的丽莎·兰德尔(Lisa Randall)在辩论中提出,她很诧异怎么会有人认为"虚拟宇宙假说"很有趣,而她给出的概率是百分之零。

  对此主持人不为所动,而且他表示自己怀疑这个可能性"也许非常高"。

  这组专家中唯一没有给出任何概率数字的人是佐雷·达沃迪(Zohreh Davoudi),一位目前任职于马里兰大学的理论物理学家,她说:"我无法给你一个数字,对此我还没有任何答案。"

  达沃迪的研究领域属于物理学的一个分支,通过研究分析最小的物质来理解自然法则。我们如今已经知道周围的事物都具备各自的特征,但为什么会这样呢?基本粒子是怎样在一切物质之中进行相互作用的呢?它们是怎样受到基本自然法则影响的呢(比如重力、原子内部的"强大作用力")?它们又是如何预测星系与黑洞的动向的呢?不仅如此,它们是怎样在大脑中引发那些化学反应的,又是怎样促成大脑左右你我生活的呢?想搞清楚这些问题,有一种研究方法就是在电脑中模拟上述过程。

  达沃迪和她的同事就在做这样的工作,他们使用超级计算机模拟基本粒子在三维空间里的运动。由于即使最强大的超级计算机也有其局限性,因此他们只能模拟非常小的宇宙——仅仅是亚原子级别的规模,但这样的研究是一个开始。未来还会出现更强大的计算机——包括性能更好的量子计算机,它们可以模拟出的宇宙规模将会越来越大。


  2012年,达沃迪和她的两位来自华盛顿大学的同事在一篇论文中表示,他们模拟的宇宙是存在瑕疵的,这种瑕疵来自于计算机有限的运算能力——而且这一类型的问题也会出现在规模更大的模拟运算中。在论文中他们特别写道,如果使用程序模拟时间与空间,那么应该可以在被模拟的宇宙中找到一种"底层的立方体或格子结构"。

  既然如此,任何对虚拟宇宙假说感兴趣的人都应该致力于在我们的宇宙中寻找类似的瑕疵。我们观察到的哪些现象可以表明这个模拟程序正在试图节省计算机资源呢?

  对此达沃迪和同事们指出,上述特征可能会在某些特定的宇宙射线中被发现。这些是蕴藏巨大能量的高能粒子,而且在宇宙中飞速扩散。研究这些粒子的难度很大,因为相对来说,在地球大气层以内极少能观测到它们。另外,这些粒子所拥有的能量又远远超过科学家们利用大型粒子对撞机能为粒子创造的能量。但是,如果科学家可以测量足够多的这种高能粒子,我们就有可能推算它们的起源。它们是全部向着每一个方向进行传播的吗?或者,它们最初是从某些源头传播开的吗?

  如果事实证明这些粒子的传播符合后者所描述的情形,达沃迪表示,"这也许意味着底层的时空具备某种几何形状,"这与她的虚拟宇宙极为相似。不仅如此,这一点还在物理界引发了一个长期争论,空间与时间是否是连续的?即使在最小范围内的宇宙中也是连续的吗?另外,空间与时间是否是由离散而微小的颗粒组成的?如果此处你想联系虚拟宇宙假说,那么打个比方,这个问题就是在问——时间与空间是像素化的吗?

  如果宇宙射线的确具备达沃迪提出的特征,它们将为我们打开新的大门,揭示空间与时间的本质。但这些新知并不一定就意味着宇宙就是被虚拟出来的。"其他科学家对此也许有完全不同的解读,"达沃迪如是说,"这也许只是一系列研究的崭新起点。"

  达沃迪目前对于虚拟宇宙假说的真伪非常不确定。她本人已经在模拟一部分微小宇宙的研究中取得了进展,因此她也乐于接受假说中的可能性:一个更高级的智慧文明,以及拥有极强运算能力的电脑,他们也许可以成功模拟出整个宇宙。

  这就是她与同事写出那篇2012年论文的原因,因为他们认为虚拟宇宙假说值得被科学家严肃地对待。她还指出,在那些突然出现又转瞬消失的基本粒子的维度上,即使没有一个外部的代理程序给宇宙进行编程,我们的宇宙至少自身就在进行一些我们认为属于或类似于计算的事情。

  想要从宇宙射线中收集到足够多的数据,或者期望从宇宙中其他方面收集到任何可以算作虚拟宇宙假说证.............

原文转载:http://tech.shaoqun.com/a/673892.html

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