物理啟示可能意味著我們都生活在模擬中

的香味咖啡.陽光透過樹林灑下。黑夜中風(fēng)的呼嘯。

所有這一切，根據(jù)哲學(xué)論證2003年出版，不能比屏幕上的像素更真實(shí)。它被稱為模擬假設(shè)，它提出，如果人類活著看到有一天，它可以使用計(jì)算機(jī)反復(fù)模擬宇宙，我們很可能生活在眾多模擬之一中。

如果是這樣，我們所經(jīng)歷的一切都是其他事物的模型，脫離了某種現(xiàn)實(shí)。

這更像是一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，但科學(xué)家們確實(shí)喜歡戳它，看看是否有任何東西在蠕動(dòng)。一個(gè)新的戳暗示著蠕動(dòng)的東西。

樸茨茅斯大學(xué)物理學(xué)家Melvin Vopson和英國(guó)Jeremiah Horrocks數(shù)學(xué)，物理和天文學(xué)研究所的數(shù)學(xué)家Serban Lepadatu設(shè)計(jì)的信息動(dòng)力學(xué)第二定律支持這樣一種觀點(diǎn)，即所有這些都只不過是一臺(tái)相當(dāng)花哨的計(jì)算機(jī)上的復(fù)雜模型。

“2022 年信息動(dòng)力學(xué)第二定律（信息動(dòng)力學(xué)）的發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了物理學(xué)和信息交叉點(diǎn)的新的和有趣的研究工具，”沃普森寫道在一篇發(fā)表在AIP 物理.

“在本文中，我們重新審視了信息動(dòng)力學(xué)第二定律及其對(duì)數(shù)字信息，遺傳信息，原子物理學(xué)，數(shù)學(xué)對(duì)稱性和宇宙學(xué)的適用性，我們提供了似乎支持模擬宇宙假說的科學(xué)證據(jù)。

沃普森和萊帕達(dá)圖的信息動(dòng)力學(xué)第二定律基于熱力學(xué)第二定律，它指出宇宙中任何自然發(fā)生的過程都會(huì)導(dǎo)致能量損失和系統(tǒng)無序或熵量增加。

沃普森，他提出信息實(shí)際上可以被視為物質(zhì)的形式，預(yù)計(jì)信息系統(tǒng)也是如此;隨著時(shí)間的推移，它自己的混亂也應(yīng)該隨著時(shí)間的推移而增加。

然而，在研究?jī)煞N不同的信息系統(tǒng)——數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)和RNA基因組——時(shí)，他發(fā)現(xiàn)事實(shí)并非如此。信息動(dòng)力學(xué)第二定律要求“信息熵”要么保持在同一水平，要么隨著時(shí)間的推移而減少。

“我當(dāng)時(shí)就知道，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)各個(gè)科學(xué)學(xué)科都有深遠(yuǎn)的影響，”沃普森 說.“我接下來想做的是測(cè)試定律，看看它是否可以通過將模擬假設(shè)從哲學(xué)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到主流科學(xué)來進(jìn)一步支持模擬假設(shè)。

在他的新論文中，物理學(xué)家探討了這一新定律對(duì)一系列領(lǐng)域意味著什么，例如遺傳學(xué)，宇宙學(xué)，原子物理學(xué)，對(duì)稱性......當(dāng)然，還有模擬假設(shè)。

對(duì)于遺傳學(xué)，Vopson分析了不同變體的RNA序列嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥冠狀病毒-2.他發(fā)現(xiàn)所有分析的變體在經(jīng)歷突變時(shí)都顯示出信息熵的減少。研究結(jié)果還表明，在信息動(dòng)力學(xué)第二定律下存在某種控制突變的機(jī)制，而不僅僅是隨機(jī)機(jī)會(huì)。

他還發(fā)現(xiàn)，原子中的電子以最小化信息熵的方式排列自己;并且，為了使宇宙繼續(xù)膨脹，物理熵的增加必須通過信息熵的相應(yīng)減少來平衡。

宇宙中對(duì)稱性的普遍性——從一片小雪花到一個(gè)令人驚嘆的螺旋星系——也可以用信息動(dòng)力學(xué)第二定律來解釋。

“對(duì)稱原則在自然法則方面起著重要作用，但直到現(xiàn)在，幾乎沒有解釋為什么會(huì)這樣。我的發(fā)現(xiàn)表明，高對(duì)稱性對(duì)應(yīng)于最低的信息熵狀態(tài)，這可能解釋了自然界對(duì)它的傾向。沃普森 說.

“這種方法刪除了多余的信息，類似于計(jì)算機(jī)刪除或壓縮廢物代碼以節(jié)省存儲(chǔ)空間并優(yōu)化功耗的過程。因此，它支持了我們生活在模擬中的想法。

接下來的步驟將是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這些發(fā)現(xiàn)。如果我們生活在模擬中，那么信息就是我們宇宙的基本組成部分——就像比特是計(jì)算中信息的基本單位一樣——沃普森之前提出，它可能有質(zhì)量。

如果是這種情況，那么可以通過湮滅信息來檢測(cè)在粒子-反粒子碰撞中.

當(dāng)然，作為一個(gè)壓縮和優(yōu)化的模擬，我們建模的宇宙需要由一些更深、更復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行編程，從而提出更大的問題。

也許有一天，有人甚至能夠想出一個(gè)我們可以運(yùn)行的程序來回答他們。

該研究已發(fā)表在AIP 物理.

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