物理学研究暗示我们都生活在模拟中
BALI @ 2023.10.11 , 07:05 上午从2003年发表的一篇哲学论文中可以得知，咖啡的香气、太阳光在树上的明亮和夜晚里风的嘶吼，这一切都可能跟屏幕上的像素一样不真实。这被称为模拟假设，它认为如果人类能够使用某种电脑重复模拟宇宙的一天，那么我们可能就生活在其中一个模拟中。
如果是这样的话，我们所经历的一切都是某种现实的模型。
这更多的是一个思想实验，但科学家们喜欢通过挑战它来发现新的问题。最新的研究也发现了一些新的问题。
来自英国约翰·霍洛克斯数学、物理和天文学研究所的物理学家梅尔文·沃普森和数学家塞尔班·勒帕达图提出的信息动力学第二定律支持了这一想法，他们认为这一切都只是一种复杂的计算机模拟。
沃普森在最新发表在AIP Physics杂志上的文章中写道：“2022年发现的信息动力学第二定律为物理学和信息学的交叉研究提供了新的有趣工具。在本文中，我们重新审视信息动力学第二定律及其在数字信息、遗传信息、原子物理学、数学对称性和宇宙学中的适用性，并提供似乎支持模拟宇宙假说的科学证据。”
沃普森和勒帕达图提出的信息动力学第二定律基于热力学第二定律，它认为宇宙中任何自然发生的过程都会导致能量损失和系统混乱度(熵)的增加。
沃普森曾提出信息实际上可以被视为一种物质，他认为信息系统也应该遵循同样的规律，即随着时间的推移，它们自身的混乱度也应该增加。
然而，通过研究数字数据存储和RNA基因组这两种不同的信息系统，他发现事实并非如此。信息动力学第二定律要求“信息熵”在时间上要么保持不变，要么甚至减少。
沃普森说：“我当时就知道这一发现对各个科学领域都有深远的影响。接下来，我想做的就是把这一定律付诸实验，看它是否能够进一步支持模拟假说，从哲学领域转变为主流科学。”
在他的最新研究中，物理学家探讨了这一新定律对各领域的意义，比如遗传学、宇宙学、原子物理学、对称性，当然还有模拟假说。
对于遗传学来说，沃普森分析了不同新冠病毒变种的RNA序列。他发现，所有分析的变种都显示出信息熵的减少，这表明在变异过程中存在某种机制，而不仅仅是随机的机会。
他还发现，原子中的电子会以一种最小化信息熵的方式排列；而为了使宇宙继续膨胀，物理熵的增加必须通过相应的信息熵的减少来平衡。
而宇宙中对称性的普遍存在，从小小的雪花到迷人的螺旋星系，也可以通过信息动力学第二定律来解释。
沃普森说：“对称性原则在自然法则中扮演着重要的角色，但到目前为止，还没有人能够解释它的原因。我的研究结果表明，高对称性对应着最低的信息熵状态，这可能解释了自然倾向于对称性的原因。”
“这种方法类似于计算机删除或压缩废弃代码来节省存储空间和优化功耗的过程。因此，它支持我们生活在模拟中的想法。”
下一步将是通过实验验证这些发现。如果我们生活在模拟中，那么信息将是我们宇宙的基本构建块，就像比特是计算机信息的基本单位一样，并且可能具有质量，这也是沃普森之前提出的观点。
如果是这样的话，那么它可能会通过粒子-反粒子碰撞中信息的湮灭来被发现。
当然，作为一个经过压缩和优化的模拟，我们建模的宇宙必须由某种更深层、更复杂的系统来编程，这也提出了更多的问题。
也许有一天，有人能够设计一个程序来回答这些问题。这项研究已经发表在AIP Physics杂志上。
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