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13988889999发布时间:2026-02-12 12:36:45 点击量:
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我们到底是不是高等文明写下的一段代码,宇宙模拟假说是最近20年最热门的哲学和物理学话题。这个大胆的猜想其核心观点其实很简洁。想象一下,人类文明已经发展了一万年,科学技术已经达到了我们无法想象的程度。如果他们想回过头来探究一下自己漫长的历史,只需制造一台拥有无限计算能力的超级计算机,然后运行一个历史重演程序。这个程序会精细到每一个原子,每一个神经元的运作,模拟出几百亿个拥有完整意识和记忆的你和我。那么这些被模拟出来的人,也会和我们一样以为自己是真实的,如果这样的文明真的出现了,他们也会运行祖先模拟或者是别的什么模拟,总之高等文明会模拟真实世界。
那么问题来了啊,如果宇宙中有数不尽的模拟世界,而且这其中只有一个是基态现实,也就是原始的真实的世界。那你觉得我们生活在这个基态现实中的概率有多大呢?可以说我们生活在真实世界的可能性太小了。几乎可以肯定,我们生活的宇宙是无数模拟中的一个。宇宙模拟假说是逻辑自洽的。但现在这个猜想被科学家的数学武器给动摇了。相关研究论文已于近期发表在了《物理学中的全息术应用杂志》上。
作者没有通过实验,而是用数学逻辑的最高级武器不可判定性来证明宇宙无法被有效模拟。首先,我们的宇宙遵循量子力学,量子系统有着指数级的复杂性,如果你想用经典计算机完全模拟哪怕是几百个量子比特随时间的运动,所需要的计算资源,都会超过整个宇宙的信息承载能力。模拟一个宇宙所需的这张“显卡”呢,比宇宙本身还要大。这是一个巨大的悖论,所以,我们的宇宙绝对不是一个能被经典电脑轻松运行的程序。
这还不是最致命的,哥德尔不完备定理才是王炸,其核心思想也很好理解,任何一个足够强大且自洽的公理系统,都必然存在一个系统内部无法证明其真伪的命题,假设我们的宇宙是一套完整且一致的代码,也就是我们所说的物理定律构成的模拟系统。那么我们作为这个系统中的观察者,将能够找到一个关于我们宇宙的万物终极理论,事实上我们正设法实现量子力学和相对论的大一统。但我们的物理定律却无法证明或证伪这个真理。有点儿筐外之力的意思,你无法在框里面把自己抬起来。如果物理学可以完全用一个程序来描述,那么这个程序就必须是不完备的。真正的物理学或者说基态现实,肯定超越任何程序和计算系统。宇宙的真相远比任何程序所能写出的代码,都要复杂、深刻和超越。所以这项研究也告诉我们,我们不可能是代码,因为代码无法完整解释代码本身!
其实哥德尔定理和宇宙模拟假说之间有联系也有矛盾,如果我们的宇宙是模拟的,那么它作为一套封闭的算法,就无法容纳能理解其自身“程序漏洞”的智慧生命。就像游戏中的NPC无法理解程序的存在。因此,我们所在的这个能让我们进行“非算法理解”的宇宙,很可能并非一个纯粹的算法模拟。当游戏里的NPC满怀欣喜的以为自己找到了新世界,把思想延伸到了游戏程序之外的时候,你默默地瞟了一眼旁边的电脑主机,NPC想象到的外面其实还是在里面。而我们如果是NPC的话,也只不过是一个暗淡蓝点上的自认为是生命的元素组合。无论我们的思维延伸的多远多快,都永远摸不到电脑机箱的边。
当然这个数学证明并不是说模拟假说完全不可能,只是说如果存在模拟,它绝不可能基于我们今天理解的经典计算,宇宙的运行规则一定是超越经典计算的。这对于我们来说是一个好消息,我们暂且可以认为,你所经历的痛苦、喜悦都是真实的。我们不是代码,而是基态现实。这项新研究也算是赋予了探索宇宙的独特意义吧,科学探索的终点不是找到一个程序,而是找到超越一切计算的真理。以后会有越来越多的科学家站在生物中心的视角,告诉我们宇宙不是一串代码,因为它超越了代码可以描述的极限。
不过现在科学家们已经对模拟假说进行了升级,既然数学证明经典计算机无法有效模拟量子力学,那么宇宙可能就是一台量子计算机。如果宇宙是量子计算机,那么它就能轻松解决经典计算所面临的指数级计算难题。这就像是用一台超级量子电脑,去运行一个经典电脑根本跑不动的游戏。宇宙的基本单元不是经典0 或 1,而是量子比特(Qubit),它可以同时处于 0 和 1 的叠加态。宇宙的演化过程不是一系定的计算步骤,而是基于量子纠缠和叠加态的量子计算。
另外常见的还有神经网络假说和全息假说等等。神经网络假说讲宇宙是一个巨大的神经网络,其核心观点是,在宇宙最基础的层面上,它可能不是由粒子或弦构成的,而是一个微观的神经网络。我们所知的量子力学、广义相对论乃至宏观观察者,都是从这个神经网络的动力学中涌现出来的。
而全息原理则认为,一个区域的全部信息可以编码在它的边界上,就像一张二维的全息图包含了三维物体的信息。而我们认知内的一切都是建立在这些信息之上的投影。因为宇宙的基本物理定律的数学结构与量子信息和量子纠错码的结构有着惊人的相似性。例如,某些黑洞内部的信息编码方式,与量子纠错码的原理非常接近。所以现代物理和宇宙学研究表明,全息宇宙可能就是一个黑洞。当前宇宙中的所有信息都有可能是编码在宇宙边界上的,而我们都是这些信息在三维空间中的投影。我们的宇宙虽然在不断的增大,但在外部来看的话,体积可能是没有改变的,黑洞也是如此。
除了以上我们提及的,还有多元宇宙、泛心论圈量子理论,因果集等等,这里就不展开了。但这些研究多多少少都需要使用计算资源。上面的研究说,宇宙不可模拟,但现实带来的反差感是很大的。身处“基态现实”的科学家,正在尝试各种模拟。
加拿大滑铁卢大学的团队刚刚发布了一款新型宇宙模拟器(Effort.jl)。在过去,物理学家要分析宇宙大尺度结构的复杂模型,往往需要超级计算机运行数周甚至数月。因为每改动一个参数,都得重新跑一次复杂的计算。
而现在,凭借这个新的模拟器,宇宙学家们可以把那些需要耗费几天时间的大型计算模型,浓缩成一个“快捷方式”。他们现在只需要用一台普通的笔记本电脑,几个小时,就能跑完大型观测数据集!。
前一刻我们才用数学证明,任何高级文明都无法用程序完美模拟我们,但同时我们又倾注了大量的计算资源在模拟上面。你会发现,现在最强大的计算资源基本都是为模拟而准备的。从药物研发,到蛋白质与生命机制,再到宇宙天体,一切能模拟的几乎都会被模拟,不管是出于需求还是好奇心。这似乎又回到了开头的问题,当模拟出来的世界足够的真实,我们又如何区分真实世界和模拟世界。
再发展一万年再说吧。那时再回过头看现在的数学物理,就好像现在看远古时代。认知是递进的,永远不要在当下把宇宙本质说的那么绝对。
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