A fizika észbontó új törvénye azt jelentheti, hogy valóban szimulációban élünk

Szimulációban élünk? Ez egy bizarr ötlet, amely számos klasszikus mesét ihletett, Platón barlang allegóriájától a Mátrix franchise-ig, de eg...

Az emberi DNS az egész bolygón megtalálható, és a tudósok aggódnak a következmények miatt

Multiplex kvantummemóriák segítségével nagy távolságú kvantumteleportációt hajtottak végre

A mi nagy problémánk nem a félretájékoztatás, hanem a tudás

Szimulációban élünk? Ez egy bizarr ötlet, amely számos klasszikus mesét ihletett, Platón barlang allegóriájától a Mátrix franchise-ig, de egyre inkább valódi tudományos vita és kutatás tárgyává válik.

Egy tudós most felvetette, hogy ennek az úgynevezett "szimulációs hipotézisnek" a bizonyítékai rejtve lehetnek az információt szabályozó törvényekben, mint például a DNS-ünkben lévő genetikai információ vagy a számítógépekben tárolt digitális információ, egy új tanulmány szerint.

A kutatás eredményei azt sugallják, hogy a különböző információs rendszerek az idő múlásával ugyanazon a minimalizálási folyamaton mennek keresztül, majdnem hasonlóan ahhoz, ahogyan a számítógép tömöríti és optimalizálja adatait, ami alátámaszthatja azt az elképzelést, hogy az univerzum egy szimuláció.

Melvin Vopson, a Portsmouth-i Egyetem fizika docense az információelmélet, egy olyan matematikai terület szakértője, amely az információ számszerűsítésére, tömörítésére, tárolására és továbbítására összpontosít. Vopson korábban azt javasolta, hogy az információ lehet az anyag ötödik formája, amelynek nem észlelt fizikai tömege van, a szilárd anyagok, folyadékok, gázok és plazmák mellett.

2022-ben Vopson és kollégája, Serban Lepadatu, a Közép-Lancashire Egyetem fizikusa bemutatta a fizika javasolt új törvényét, az infodinamika második törvényét. A név a termodinamika második főtételére utal, amely a fizika egyik fő szabályán, az entrópia fogalmán alapul, ami a rendszer rendellenességének mértéke.

A termodinamika második törvénye megállapítja, hogy az univerzum entrópiája vagy állandó marad, vagy növekszik, de soha nem csökken az idő múlásával. Vopson és Lepadatu meglepetésükre azt találták, hogy az infodinamika második főtétele pontosan az ellenkezője: az információs rendszerek entrópiája vagy állandó marad, vagy idővel csökken.

Most Vopson erre a felfedezésre épített, amikor az infodinamika második főtételét alkalmazta az információs rendszerek széles skálájára, beleértve a digitális információt, a genetikai információt, az atomfizikát, a matematikai szimmetriákat és a kozmológiát. Az eredmények "tudományos bizonyítékot szolgáltatnak, amely alátámasztani látszik a szimulált univerzum hipotézisét," - állítja Vopson új tanulmányában, az AIP Physics lektorált folyóiratban. (1)

"A 2022-es kezdeti tanulmányt, amikor először jelentettük be ezt a lehetséges új fizikai törvényt, csak kvázi-fenomenológiai tanulmányokból vezettük le, pontosabban két rendszeren: egy digitális adattárolón és egy genetikai információtárolón (RNS)," - mondta Vopson. "Az elsődleges motiváció 2022-ben az volt, hogy információelméleti megközelítésből megtaláljuk a genetikai mutációk prediktív algoritmusát."

"Ekkor figyeltem meg először, hogy a genetikai mutációk úgy mennek végbe, hogy információs entrópiájuk folyamatosan csökken, még akkor is, ha a nukleotidok száma állandó marad," - tette hozzá. "Ez azért óriási, mert megkérdőjelezi Darwin evolúciós elméletét, kijelentve, hogy a genetikai mutációk nem véletlenszerű folyamatok. Ez ennek a háttértörténete, és így született meg az infodinamika második főtétele."

Más szóval, míg a termodinamikai entrópia egyre kaotikusabb rendszereket hoz létre, az információs entrópia valójában az információ "tömörítése" vagy elvetése felé halad az idő múlásával az optimalizálás nevében. Ez lehet az oka annak, hogy például oly sok szimmetriát látunk a természetben - ezek a szimmetrikus minták egy módját jelentik annak, hogy minimalizáljuk és optimalizáljuk az információkat.

"Azt állítani, hogy ez a fizika új egyetemes törvénye, túlzás lett volna még 2022-ben, tekintettel arra, hogy csak két rendszert vizsgáltak, és az egyik számítási volt," - jegyezte meg Vopson. "Ezért ennek az új cikknek az volt a célja, hogy kiterjessze ennek az új fizikai törvénynek az alkalmazhatóságát ... Más szóval, hogy összevessük néhány más, a lehető legváltozatosabb rendszerrel."

Ebből a célból Vopson az infodinamika törvényét egy sor információs rendszerre alkalmazta. Megmutatta, hogy a digitális információ engedelmeskedik ennek a törvénynek, amikor az INFORMÁCIÓ szót binárisan írta egy nanoméretű mágneses vékonyfilm-szerkezetre, amely aztán szobahőmérsékleten idővel iterációkon ment keresztül. Az adatok több száz ciklus után kezdtek romlani, és 1990 ciklus után törlődtek, ahogy az infodinamika második törvénye megjósolta.

Vopson tanulmányozta a Covid-19-et okozó SARS-Cov-2 vírus genetikai kódját is, és arra a következtetésre jutott, hogy vírusvariánsainak információs entrópiája csökkent, amikor genetikai mutációkon mentek keresztül. Ezután alkalmazta a törvényt az atomfizikára, és arra a következtetésre jutott, hogy az a mód, ahogyan az elektronok elfoglalják pozíciójukat egy atom körül, úgy tűnik, hogy idővel minimalizálja információs entrópiájukat is. Végül Vopson a kozmológia felé fordult, felvázolva, hogy az infodinamika hogyan adhat magyarázatot az univerzum termodinamikai entrópiájával kapcsolatos nyitott kérdésekre, és hogyan magyarázhatja a szimmetriák előfordulását univerzumunkban.

"Igazán figyelemre méltó, hogy (az infodinamika második törvénye) annyi rendszerre alkalmazható/érvényes, és olyan sokféle egymásra vonatkoztatva, és az univerzalitásra való extrapoláció meglehetősen biztonságos," - mondta Vopson, hozzátéve, hogy az eredmények "teljesen meglepték, a jó értelemben."

"A bizonyítékok megvannak, és nincs szükség bizonyítékra," - tette hozzá. "Azonban kategorikusan kijelenteni, hogy csak ezen a tanulmányon alapuló szimulációban élünk, nem elegendő. Ezt a legutóbbi cikkemben és az újonnan megjelent könyvemben is világossá teszem: Reality Reloaded: The Scientific Case for a Simulated Universe. Remélem, hogy ez a munka több kutatást fog ösztönözni, és a nagyon okos tudósok új módszereket fognak találni ennek bizonyítására vagy megcáfolására."

Vopson felvetette, hogy hipotézisét kísérletileg is tesztelni lehetne, ha anyagi részecskéket csapnának az antianyagba, egy ritka anyagba, amely a normál anyaggal ellentétes töltéssel rendelkezik. Arra gondolt, hogy ez a folyamat alacsony energiájú fotonokat hozhat létre, amelyek az interakció során az információtartalom törlésével keletkeznek, ezáltal bemutatva az infodinamika törvényeit.

"A kísérletet még nem hajtották végre, de ha sikeresen végrehajtanák, önmagában nem erősítené meg véglegesen, hogy szimulált konstrukcióban vagyunk," - jegyezte meg Vopson.

"Ez csak alátámasztaná ezt a hipotézist. Azonban a második törvény, plusz egy megerősített kísérlet, valamint néhány új kutatás (remélhetőleg) ezt a tudományos szabványokon alapuló elfogadási küszöbre emeli."

"Fontos megjegyezni, hogy az infodinamika második törvénye érvényes, függetlenül attól, hogy az univerzum szimuláció-e vagy sem," - mondta. "A szimuláció ennek az új törvénynek egy lehetséges következménye (vagy következtetése)."

Bár ezek a szimulált univerzumra vonatkozó utalások kínzóak, sokkal interdiszciplinárisabb kutatásra és kifinomult kísérletezésre lesz szükség annak kiderítésére, hogy mindannyian virtuális konstrukciók vagyunk-e valamilyen bonyolult iteratív programban. Vopson megjegyezte, hogy a szimulációs hipotézis számos közéleti személyiség, például Elon Musk és Neil deGrasse Tyson, valamint az élet minden területéről származó más emberek érdeklődését felkeltette, ami azt mutatja, hogy széles körű vonzereje van. (2)

(1) - https://pubs.aip.org/aip/adv/article/13/10/105308
(2) - https://www.vice.com/en/article/5d9k8a/new-law