設(shè)置星標(biāo)★關(guān)注，從此你的世界多點(diǎn)科學(xué)~

人類或許生活于虛擬的現(xiàn)實(shí)中——這是個(gè)深入人心而又無法證偽的假設(shè)。

在電影《黑客帝國》里，主角尼奧發(fā)現(xiàn)自己生活的那個(gè)看似和平美好的現(xiàn)實(shí)世界，其實(shí)是由一個(gè)名為“矩陣”的計(jì)算機(jī)人工智能控制的模擬程序。

古希臘哲學(xué)家柏拉圖則有著名的洞穴寓言：一群人被囚禁于洞窟內(nèi)，從未見過任何洞外事物，只能看到它們投射至洞中的影子。這些囚徒不會(huì)萌生逃離洞窟的欲望，因?yàn)樗麄儫o法想象洞外天地，只覺此洞即是世界。

對(duì)某些物理學(xué)家而言，“萬物皆虛妄”是一個(gè)嚴(yán)肅的科學(xué)話題。正如英國學(xué)者梅爾文·沃普森(Melvin Vopson)所言：“整個(gè)宇宙可能如同巨型計(jì)算機(jī)般運(yùn)作。”

長期研究現(xiàn)實(shí)模擬假說的沃普森認(rèn)為已有重要線索表明該理論的正確性，甚至提出了通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證真相的具體方案。

模擬假說值得深思與探討

2003年，哲學(xué)家尼克·博斯特羅姆(Nick Bostrom)發(fā)表論文指出，世界更有可能為虛構(gòu)而非真實(shí)。以埃隆·馬斯克為代表的多位科技界知名人士支持此觀點(diǎn)。

不過科技大咖的言論通常自帶行業(yè)立場(chǎng)——“構(gòu)建出如現(xiàn)實(shí)般豐富的虛擬世界”既是代表其理念的愿景，又是合乎其利益的論斷，因此他們的主張值得商榷。

明確否定模擬假說的反對(duì)派包括意大利天體物理學(xué)家佛朗哥·瓦扎(Franco Vazza)等人。2025年4月，瓦扎曾發(fā)文認(rèn)為，人類幾乎不可能生活在模擬世界里。

無論世界真假以及能否驗(yàn)證真假，模擬假說本身都值得所有人深思。舉例來說：

量子力學(xué)理論認(rèn)為，粒子在被觀測(cè)前處于疊加態(tài)，或者說，它是一團(tuán)定義模糊的概率云。過去一個(gè)世紀(jì)以來，學(xué)界一直努力就這種不確定性現(xiàn)象做出詮釋；假如宇宙確為模擬程序，那將成為最好的詮釋。

電腦游戲里，物體只在遭遇玩家時(shí)才會(huì)被渲染呈現(xiàn)；而量子世界中那些未被觀測(cè)的粒子，是否也遵循相同模式？

模擬假說連接起物理方程與信息世界

沃普森的理論包含一項(xiàng)基石性的假設(shè)：若宇宙是模擬程序，其本質(zhì)必然由信息構(gòu)成。

此假設(shè)會(huì)引出特定推論，其中之一涉及到愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2所確立的質(zhì)量與能量等效原理。2019年，他闡述了這樣一項(xiàng)觀點(diǎn)：

既然我們所處的模擬宇宙本質(zhì)上是信息，那么用于描述這個(gè)宇宙的質(zhì)能等價(jià)原理也合乎信息的邏輯；基于該原理，我們能計(jì)算“每個(gè)基本粒子理應(yīng)包含的信息量”，或者說，“在模擬宇宙里編碼單個(gè)粒子所需的信息量”。

沃普森成功算出預(yù)期值，但還需要確定粒子實(shí)際攜帶的信息量。2022年，他提出實(shí)驗(yàn)方案：

制備一個(gè)粒子-反粒子對(duì)，如電子與正電子，并使其相互湮滅。

正反粒子湮滅是物理學(xué)中經(jīng)過充分驗(yàn)證的過程，會(huì)產(chǎn)生以光子形式釋放的能量，在沃普森看來，此過程將同時(shí)抹除兩個(gè)原始粒子承載的信息，但消失的信息會(huì)留下可探測(cè)的痕跡；若實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確符合其預(yù)測(cè)的頻率范圍，可認(rèn)為這證明了宇宙確由信息比特構(gòu)成。

“信息動(dòng)力學(xué)第二定律”

沃普森曾嘗試以眾籌方式促成上述實(shí)驗(yàn)，但至今仍未達(dá)目標(biāo)。不過這并非阻礙，因?yàn)樗_發(fā)出另一種以熱力學(xué)第二定律為核心的方法來驗(yàn)證模擬假說。

熱力學(xué)第二定律又可稱熵增定律，指一個(gè)孤立系統(tǒng)內(nèi)的混亂度(熵)總在增加或保持不變。它能解釋為什么自然界許多過程不可逆，例如熱水只能自發(fā)變涼而無法更熱，玻璃杯只能從整摔成碎而非由碎復(fù)整。

沃普森是這樣考慮的：假如宇宙只是某外星硬盤里的信息集合，那么熵增定律同樣適用于信息本身，由此可得所謂的“信息動(dòng)力學(xué)第二定律”
。根據(jù)該定律，一個(gè)系統(tǒng)可承載的平均信息量必須總在減少或保持不變，以此平衡物理熵增。

“信息永遠(yuǎn)不會(huì)自發(fā)生成，卻可以自發(fā)刪除。隨著時(shí)間推移，外星硬盤的文件會(huì)逐漸損壞甚至消失，但絕無可能憑空出現(xiàn)新內(nèi)容?！?/p>

沃普森于2022年正式提出上述理論，并表示信息動(dòng)力學(xué)第二定律得到了自然界的實(shí)證支持，至少自己關(guān)于“病毒基因組信息隨時(shí)間演變”的研究發(fā)現(xiàn)合乎定律。不過當(dāng)他將其應(yīng)用于整個(gè)宇宙時(shí)，新原理失效了，因?yàn)殡S著時(shí)間推移，引力作用將物質(zhì)排列成各種承載信息的結(jié)構(gòu)：恒星、行星、星系乃至宇宙網(wǎng)絡(luò)。

這種失效意味著什么？用沃普森的話說，引力必是阻止宇宙信息熵失控膨脹的調(diào)控機(jī)制，而這也正是所有模擬假說支持者探究宇宙模擬時(shí)都需要的功能——一種確保程序體量不會(huì)過大的控制手段。

“引力并非某種力，而是一種壓縮機(jī)制，它通過使物質(zhì)聚集來降低信息熵?！?/p>

瓦扎表示：“將信息理論應(yīng)用于物理學(xué)從而獲得全新視角。這類嘗試在我看來很有價(jià)值。”但他始終認(rèn)為沃普森的工作無法支撐模擬假說。根據(jù)瓦扎的計(jì)算，模擬宇宙所需耗費(fèi)的能量不可估量。

不過我們或許還有其他方法來發(fā)現(xiàn)模擬現(xiàn)實(shí)的端倪。

虛構(gòu)世界里的人類怎樣跳出模擬現(xiàn)實(shí)

已故宇宙學(xué)家約翰·巴羅(John Barrow)曾于2007年提出，任何模擬程序都會(huì)積累微小的計(jì)算誤差，需要程序員作修復(fù)。

我們能否察覺這類干預(yù)？巴羅將自然界的物理常數(shù)變化視作潛在干預(yù)跡象。有趣的是，當(dāng)前物理學(xué)界最激烈的爭(zhēng)論之一，恰好圍繞過去30億年間宇宙膨脹速度/哈勃常數(shù)似乎逐漸減緩而非加速的證據(jù)展開。變化的哈勃常數(shù)是宇宙模擬程序受程序員干預(yù)的跡象嗎？

美國路易斯維爾大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家羅曼·揚(yáng)波爾斯基(Roman Yampolskiy)不以為然：因?yàn)槠鋾r(shí)間跨度過長，不像是故障修復(fù)的結(jié)果?！罢嬲男迯?fù)理應(yīng)突然發(fā)生。”

倘若人類的確生活于模擬現(xiàn)實(shí)，一個(gè)相當(dāng)現(xiàn)實(shí)的問題就是，我們能否跳出程序？2023年，揚(yáng)波爾斯基發(fā)表論文介紹了離開虛構(gòu)世界的策略。

一種可能性是我們先創(chuàng)建某個(gè)模擬程序，再利用人工智能突破其束縛，最后照搬AI的成功模式。另一種策略是通過大量討論模擬假說之類的嘗試吸引來自程序外的關(guān)注。

當(dāng)然，模擬程序的主宰者可能并不希望我們逃脫，抑或，我們根本無法在系統(tǒng)外存活。這也就引出了另一個(gè)哲學(xué)問題：如果你是虛構(gòu)的存在，你是否希望知曉虛擬世界以外的真相？

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