Hogyan tesztelhetjük, hogy számítógépes szimulációban élünk-e?

A fizikusok régóta küzdenek azzal, hogy megmagyarázzák, miért kezdődött az univerzum olyan körülmények között, amelyek alkalmasak az élet ki...

A fizikusok régóta küzdenek azzal, hogy megmagyarázzák, miért kezdődött az univerzum olyan körülmények között, amelyek alkalmasak az élet kialakulásához. Miért vannak a fizikai törvényeknek és állandóknak azok a nagyon specifikus értékei, amelyek lehetővé teszik a csillagok, bolygók és végső soron az élet kialakulását?

Az univerzum tágító ereje, a sötét energia például sokkal gyengébb, mint az elmélet szerint lennie kellene, ami lehetővé teszi, hogy az anyag összetapadjon, ahelyett, hogy szétszakadna.

Egy általános válasz az, hogy univerzumok végtelen multiverzumában élünk, így nem kell meglepődnünk azon, hogy legalább az egyik univerzum a miénk lett. A másik válasz az, hogy a mi univerzumunk egy számítógépes szimuláció, és valaki (talán egy fejlett idegen faj) finomhangolja benne a körülményeket.

Ez utóbbi lehetőséget támogatja az információfizika nevű tudományág, amely azt sugallja, hogy a téridő és az anyag nem alapvető jelenségek. Ehelyett a fizikai valóság alapvetően információdarabokból áll, amelyekből téridő tapasztalatunk keletkezik. Összehasonlításképpen: a hőmérséklet az atomok kollektív mozgásából ered. Alapvetően egyetlen atomnak sincs hőmérséklete.

Ez ahhoz a rendkívüli lehetőséghez vezet, hogy az egész univerzumunk valójában egy számítógépes szimuláció. Az ötlet nem olyan új. 1989-ben a legendás fizikus, John Archibald Wheeler azt állította, hogy az univerzum alapvetően matematikai, és az információból származónak tekinthető. Ő alkotta meg a híres aforizmát "a bitről".

2003-ban Nick Bostrom filozófus az Egyesült Királyság Oxfordi Egyeteméről szintén megfogalmazta szimulációs hipotézisét. Ebben azzal érvel, hogy valójában nagyon valószínű, hogy szimulációban élünk. Ennek az az oka, hogy egy fejlett civilizációnak el kell érnie azt a pontot, ahol a technológiája olyan kifinomulttá válik, hogy a szimulációk megkülönböztethetetlenek lesznek a valóságtól, és a résztvevők nem lennének tudatában annak, hogy szimulációban vannak.

Seth Lloyd fizikus, az amerikai Massachusetts Institute of Technology munkatársa a szimulációs hipotézist a következő szintre emelte, és azt vetette fel, hogy az egész univerzum egy óriási kvantumszámítógép lehet.

2016-ban pedig Elon Musk üzletmágnás jutott arra a következtetésre, hogy "valószínűleg egy szimulációban vagyunk".

Empirikus bizonyíték

Egyes bizonyítékok arra utalnak, hogy fizikai valóságunk egy szimulált virtuális valóság lehet, nem pedig egy objektív világ, amely a megfigyelőtől függetlenül létezik.

Bármely virtuális valóság világa az információfeldolgozáson kell, hogy alapuljon. Ez azt jelenti, hogy végül mindent digitalizálnak vagy pixelesítenek egy minimális méretre, amelyet nem lehet tovább osztani: bitekre.

Úgy tűnik, hogy ez utánozza a valóságunkat a kvantummechanika elmélete szerint, amely az atomok és részecskék világát uralja. Azt állítja, hogy az energiának, hossznak és az időnek van egy legkisebb, diszkrét egysége. Hasonlóképpen, az elemi részecskék , amelyek a világegyetem összes látható anyagát alkotják, az anyag legkisebb egységei. Egyszerűen fogalmazva, világunk pixeles.

A fizika törvényei, amelyek az univerzumban mindent irányítanak, olyan számítógépes kódsorokhoz is hasonlítanak, amelyeket egy szimuláció követne a program végrehajtása során. Sőt, matematikai egyenletek, számok és geometriai minták mindenhol jelen vannak - úgy tűnik, hogy a világ teljesen matematikai.

A szimulációs hipotézist alátámasztó másik érdekesség a fizikában az univerzumunk legnagyobb sebességkorlátja, ami a fénysebesség. A virtuális valóságban ez a korlát megfelelne a processzor sebességkorlátjának vagy a feldolgozási teljesítmény korlátjának. Tudjuk, hogy a túlterhelt processzor lelassítja a számítógépes feldolgozást egy szimulációban. Hasonlóképpen Albert Einstein általános relativitáselmélete is azt mutatja, hogy az idő lelassul egy fekete lyuk közelében.

A szimulációs hipotézist talán leginkább alátámasztó bizonyíték a kvantummechanikából származik. Ez azt sugallja, hogy a természet nem "valódi": meghatározott állapotú részecskék, például meghatározott helyeken, úgy tűnik, csak akkor léteznek, ha ténylegesen megfigyeljük vagy mérjük őket. Ehelyett egyidejűleg különböző állapotok keverékében vannak. Ehhez hasonlóan a virtuális valóságnak megfigyelőre vagy programozóra van szüksége ahhoz, hogy a dolgok megtörténjenek.

A "kvantum-összefonódás" azt is lehetővé teszi, hogy két részecske kísérteties módon összekapcsolódjon, így ha az egyiket manipuláljuk, akkor automatikusan és azonnal manipuláljuk a másikat is, függetlenül attól, hogy milyen messze vannak egymástól - a hatás látszólag gyorsabb, mint a fénysebesség, ami lehetetlennek tűnik.

Ez azonban azzal is magyarázható, hogy egy virtuális valóság kódon belül minden "helynek" (pontnak) nagyjából egyformán távol kell lennie egy központi processzortól. Tehát bár azt gondolhatjuk, hogy két részecske több millió fényévnyire van egymástól, nem lennének azok, ha szimulációban hoznák létre őket.

Lehetséges kísérletek

Feltéve, hogy az univerzum valóban szimuláció, akkor milyen kísérleteket vethetünk be a szimuláción belül ennek bizonyítására?

Ésszerű feltételezni, hogy egy szimulált univerzum sok információs bitet tartalmazna körülöttünk. Ezek az információs bitek magát a kódot képviselik. Ezért ezeknek az információs biteknek a detektálása bizonyítaná a szimulációs hipotézist. A közelmúltban javasolt tömeg-energia-információ (M/E/I) ekvivalencia elve - amely azt sugallja, hogy a tömeg kifejezhető energiával vagy információval, vagy fordítva - kimondja, hogy az információs biteknek kis tömegűnek kell lenniük. Ez ad nekünk támpont arra vonatkozóan, hogy mit keressünk.

Azt feltételezték, hogy az információ valójában az anyag ötödik formája a világegyetemben. Ezért kiszámolták a várható információtartalmat elemi részecskénként. Ezek a tanulmányok 2022-ben egy kísérleti protokoll közzétételéhez vezettek ezen előrejelzések tesztelésére. A kísérlet során az elemi részecskék belsejében lévő információt törölték úgy, hogy hagyták őket és antirészecskéiket (minden részecskének van "anti" változata, amelyek azonosak, de ellentétes töltésűek) egy villanásnyi energia hatására "fotonokat" vagy fényrészecskéket kibocsátani.

Az információfizika alapján megjósolták a keletkező fotonok várható frekvenciájának pontos tartományát. A kísérlet a meglévő eszközeinkkel kiválóan megvalósítható.

Vannak más megközelítések is. A néhai fizikus, John Barrow azzal érvelt, hogy egy szimuláció kisebb számítási hibákat hozna létre, amelyeket a programozónak ki kell javítania a folytatáshoz. Felvetette, hogy tapasztalhatunk olyat, mint a hirtelen megjelenő, egymásnak ellentmondó kísérleti eredmények, például a természet állandóinak változása. Tehát ezen állandók értékeinek figyelése egy másik lehetőség.

Valóságunk természete az egyik legnagyobb rejtély. Minél komolyabban vesszük a szimulációs hipotézist, annál nagyobb az esély arra, hogy egy napon bebizonyítjuk vagy megcáfoljuk. (1)

(1) - https://theconversation.com/how-to