一項(xiàng)新的數(shù)學(xué)研究一勞永逸地駁斥了模擬理論。

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

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

他們的工作表明，沒有哪臺(tái)計(jì)算機(jī)，無(wú)論多么先進(jìn)，能夠重現(xiàn)宇宙的基本運(yùn)行機(jī)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(shí)建立在某種無(wú)法被簡(jiǎn)化為計(jì)算規(guī)則或算法的"理解"之上。

研究人員通過數(shù)學(xué)和物理學(xué)，而非哲學(xué)，來(lái)探討這個(gè)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(gè)計(jì)算機(jī)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(lái)或許會(huì)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(gè)問題曾被認(rèn)為超出了科學(xué)所能觸及的范圍。"然而，我們最近的研究表明，事實(shí)上，它可以被科學(xué)地探討。"

現(xiàn)代物理學(xué)早已認(rèn)為現(xiàn)實(shí)不僅僅是固態(tài)物質(zhì)。量子引力 —— 統(tǒng)一相對(duì)論和量子力學(xué)的最新理論框架 —— 提出，甚至空間和時(shí)間也不是基本的。它們?cè)从诟顚拥臇|西：純信息。

邏輯的極限

為了檢驗(yàn)這個(gè)信息基礎(chǔ)是否可以被模擬，研究團(tuán)隊(duì)依賴于數(shù)學(xué)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(nèi)無(wú)法被證明的真實(shí)陳述。

法扎爾博士表示，同樣的限制也適用于物理學(xué)。"我們已經(jīng)證明，不可能用量子引力的計(jì)算理論來(lái)描述物理現(xiàn)實(shí)的所有方面，"他解釋說。"因此，無(wú)法僅從計(jì)算中推導(dǎo)出一個(gè)物理上完備且一致的'萬(wàn)有理論'。"

他補(bǔ)充說，對(duì)現(xiàn)實(shí)的完整描述需要他們所謂的"非算法性理解"，這是任何計(jì)算機(jī)過程都無(wú)法捕捉的。

換句話說，計(jì)算只能走到邏輯所能表達(dá)的邊緣為止。

宇宙為何無(wú)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(diǎn)也是不可能的。

"利用與不完備性和不可定義性相關(guān)的數(shù)學(xué)定理，我們證明了僅通過計(jì)算無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)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(jì)算的能力，因此無(wú)法被模擬。故此，這個(gè)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(xué)基本定律無(wú)法被容納在空間和時(shí)間之內(nèi)，因?yàn)檎沁@些定律生成了空間和時(shí)間，"他指出。"對(duì)現(xiàn)實(shí)的一個(gè)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(jié)說，任何模擬世界都必須遵循編程規(guī)則。"但由于現(xiàn)實(shí)的基本層面是基于非算法性理解的，宇宙不可能，也永遠(yuǎn)不可能是一個(gè)模擬，"他說。

這項(xiàng)研究發(fā)表在《全息物理學(xué)應(yīng)用雜志》上。

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