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焦點(diǎn)信息:宇宙是模擬的,我們都是NPC!物理學(xué)家稱可證明但還差160萬, 網(wǎng)友:急需外掛 2022-11-26 15:41:18  來源:36氪

你有沒有想過,或許《黑客帝國》不是科幻,我們真的生活在一個矩陣之中?


【資料圖】

最近,來自樸茨茅斯大學(xué)的物理學(xué)家Melvin Vopson準(zhǔn)備做一個試驗,來測試我們是不是生活在計算機(jī)程序之中。

不過,因為實(shí)驗資金短缺,他發(fā)起了一項眾籌。

從目前的進(jìn)展來看,Vopson博士距離目標(biāo)就只差99%了。

但很多國外網(wǎng)友對此的反應(yīng)是:騙錢的吧?

不吹不黑,讓我們先來看看,物理學(xué)家們都說過什么。

別不信,我們的宇宙可能是計算機(jī)模擬出來的

長期以來,這樣一個問題,一直在困擾著全世界的物理學(xué)家——

為什么我們的宇宙,這么適合生命的進(jìn)化?

許多物理學(xué)家認(rèn)為,宇宙能夠維持生命這一事實(shí),微妙地取決于它的各種基本特征,特別是自然法則的形式、某些自然常數(shù)的值以及宇宙的各個方面處于早期階段的條件。

節(jié)選自《微調(diào):斯坦福哲學(xué)百科全書》

這是一個幸運(yùn)的巧合,我們必須接受它作為原始設(shè)定。顯然,宇宙是由一些創(chuàng)造了適合生命的條件的神圣設(shè)計師創(chuàng)造的。而生命的微調(diào)表明,存在多個其他宇宙,與我們自己宇宙中的條件截然不同。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貝葉斯調(diào)節(jié)可以推斷,的確有一位「宇宙設(shè)計師」存在

為什么物理定律和常數(shù)采用允許恒星、行星和生命發(fā)展的非常具體的值?

節(jié)選自《上帝的旅行速度能超過光速嗎?》

而宇宙的膨脹力,比如暗能量,都比我們理論上以為的要弱得多。

這是為了讓物質(zhì)聚集在一起,而不是被撕裂。

某種強(qiáng)大的東西必須負(fù)責(zé)為宇宙的增長增加額外的推動力。然而,物理學(xué)已知的這種能量無法解釋排斥力,導(dǎo)致物理學(xué)家將這種神秘力量稱為「暗」能量

為什么這些設(shè)定都這樣自然,自然到仿佛理所當(dāng)然?

一個可能的答案是,我們生活在多重宇宙中。其中一個宇宙變成了我們的宇宙,所以沒什么可驚奇的。

還有一個讓人脊背發(fā)涼的答案是——

我們的宇宙其實(shí)是一個計算機(jī)中的模擬,其他生命(也許是更高等的外星文明)在微調(diào)種種條件。

許多信息物理學(xué)家支持后一種理論。

如果這種理論為真,那就表明,時空和物質(zhì)不是宇宙中的實(shí)體。

恰恰相反,在這種情況下,種種物理現(xiàn)實(shí)實(shí)際上就是由信息比特組成的。

而我們對于時空的體驗,都是從這些信息中產(chǎn)生的。

在這篇發(fā)表于2010年的信息物理學(xué)論文中,科學(xué)家表明:物理學(xué)的兩個主要領(lǐng)域,統(tǒng)計力學(xué)和量子力學(xué),都建立在概率和熵的基礎(chǔ)上。

這些都是推理理論,也就是說,物理定律并不反映宇宙中的秩序,相反,它們是從我們對宇宙的描述所強(qiáng)加的秩序中推導(dǎo)出來的。

(A) 一個事件x在一條鏈上的投影是鏈上包括x的最小事件;(B) 在這個位置集中,元素x和y可以被鏈P所量化,元素z則不能被量化;(C) 元素的多個鏈可以用來量化元素的數(shù)量

另外,溫度是從原子的集體運(yùn)動中「出現(xiàn)」的。

所以,從根本上說,沒有一個原子具有溫度。

種種現(xiàn)象說明,「我們的整個宇宙是由計算機(jī)模擬出來的」,這是一件非??赡艿氖?。

這種說法并不新鮮。

早在1989年,傳奇的物理學(xué)家John Archibald Wheeler就提出這一理論:從根本上講,宇宙是「數(shù)學(xué)」的,可以說,宇宙是從信息中產(chǎn)生的 。

Wheeler被稱為現(xiàn)代廣義相對論之父,「物理學(xué)界接近自然界的奇跡」

他創(chuàng)造了這句著名的格言—— 「it from bit」。

觀察宇宙的行為會創(chuàng)造它嗎?

在2003年,一位牛津大學(xué)的哲學(xué)家Nick Bostrom也提出了自己的模擬假說理論,認(rèn)為我們很有可能生活在模擬之中。

在論文摘要中,他這樣寫道:本文認(rèn)為至少以下命題之一是正確的——

(1)人類很可能在到達(dá)「后人類」階段之前滅絕;(2) 任何后人類文明都極不可能對其進(jìn)化歷史(或其變體)進(jìn)行大量模擬;(3) 我們幾乎肯定生活在計算機(jī)模擬中。

因為如果一個文明足夠先進(jìn),就應(yīng)該達(dá)到這樣一種程度:他們的技術(shù)如此復(fù)雜,以至于模擬與現(xiàn)實(shí)根 本無法區(qū)分,而參與者也不會意識到,其實(shí)自己身處模擬之中。

2002年,MIT的物理學(xué)家Seth Lloyd再次提出: 整個宇宙可能是一臺巨大的量子計算機(jī),從而將模擬假說提升到一個新的水平。

證據(jù)是什么?

Vopson博士表示,有相當(dāng)多的證據(jù)表明,我們的物理現(xiàn)實(shí)可能是模擬的虛擬現(xiàn)實(shí),而不是獨(dú)立于觀察者而存在的客觀世界。而任何一個虛擬現(xiàn)實(shí)世界,都將以信息處理為基礎(chǔ)。

這意味著這個世界中的一切,最終都會被數(shù)字化或像素化到的最小尺寸——比特,然后就無法進(jìn)一步細(xì)分了。

在量子力學(xué)中,物理學(xué)家普朗克就曾提出了一套單位來簡化物理定律的表達(dá)。

僅使用自然界中的五個常數(shù),你、我,甚至來自半人馬座α星的外星人,都可以到達(dá)這些相同的普朗克單位。

它們就是大名鼎鼎的「普朗克單位」:長度、質(zhì)量、溫度、時間和電荷。它們可以被看作整個世界的分辨率。

同樣的道理,構(gòu)成宇宙中所有可見物質(zhì)的基本粒子,就是物質(zhì)的最小單位。

簡而言之,我們的世界是像素化的。

支配宇宙中一切事物的物理定律,也跟計算機(jī)代碼行一樣,模擬在執(zhí)行程序時將遵循這些代碼行。其中,數(shù)學(xué)方程式、數(shù)字和幾何圖案無處不在。

如此看來,我們的世界似乎也完全是由數(shù)學(xué)構(gòu)成的。

在物理學(xué)中,也有一個證據(jù)能夠支持模擬假設(shè)理論,就是宇宙中的最大速度限制——光速。在虛擬現(xiàn)實(shí)中,這個限制對應(yīng)的就是處理器的速度限制,或處理能力的限制。

我們知道,一個超負(fù)荷的處理器會減慢計算機(jī)的處理速度。同樣,愛因斯坦的廣義相對論 表明,時間在黑洞 附近也會變慢。

是的,或許量子力學(xué)中,就存在著最有力的證據(jù),能夠支持模擬假說。

我們周圍的世界,似乎并不是「真實(shí)」的:處于確定狀態(tài)(例如特定位置)的粒子似乎并不存在 ,除非去實(shí)際觀察或測量它們。相反,它們同時處于不同狀態(tài)的混合之中。

眾所周知的「薛定諤的貓」

同樣的,虛擬現(xiàn)實(shí)也需要觀察者或程序員來讓事情發(fā)生。

此外,在「量子糾纏」的影響下,兩個粒子會詭異地連接在一起。如果你操縱一個,另一個也會自動受到操縱無論它們相隔多遠(yuǎn)。效果似乎比光速更快,但這理應(yīng)是不可能的。

然而,通過以下事實(shí)便可以解釋了:在虛擬現(xiàn)實(shí)的代碼中,所有「位置」(點(diǎn))與中央處理器的距離應(yīng)該大致相等。

因此,雖然我們可能認(rèn)為兩個粒子相距數(shù)百萬光年,但如果它們是在模擬中產(chǎn)生的,就不是如此。

巧了不是,今年獲得諾貝爾物理學(xué)獎的三位物理學(xué)獎,恰恰證明了這種跨越空間的、瞬間影響雙方的量子糾纏的確存在。

愛因斯坦一直反對這種糾纏,稱之為「鬼魅的超距作用」。

而這三位物理學(xué)家,讓愛因斯坦打臉了。

眾籌實(shí)驗:還剩一個多月,還差158萬

如果整個宇宙都是模擬的,那么是否我們可以通過實(shí)驗來證明這一假設(shè)?

為此,Melvin M. Vopson博士,樸茨茅斯大學(xué)物理學(xué)高級講師,信息物理研究所的聯(lián)合創(chuàng)始人和首席科學(xué)官,準(zhǔn)備做一個實(shí)驗。

機(jī)構(gòu)首頁:https://www.informationphysicsinstitute.org/

我們可以合理地假設(shè),一個模擬的宇宙會在我們周圍的任何地方包含大量的信息比特。而這些信息比特代表代碼本身。

用于計算整個宇宙信息量的黑洞熵公式

根據(jù)Vopson博士提出的質(zhì)量-能量-信息(M/E/I)等價原理,質(zhì)量可以表示為能量或信息,反之亦然。由此可以得出,信息比特也必須具有一定的質(zhì)量。

論文地址:https://doi.org/10.1063/1.5123794

在2021年發(fā)表的論文中,Vopson博士計算了宇宙中所有基本粒子所包含的信息量。

論文地址:https://doi.org/10.1063/5.0064475

隨后,Vopson博士在2022年發(fā)表的論文中進(jìn)一步提出,通過實(shí)驗的形式來對這些預(yù)測進(jìn)行驗證。

該實(shí)驗包括通過讓基本粒子和它們的反粒子(所有粒子都有自己的「相反」的版本,它們是相同的,但有相反的電荷)在能量閃光中湮滅,從而消除基本粒子內(nèi)部包含的信息——發(fā)射出「光子」,或光粒子。

論文地址:https://doi.org/10.1063/5.0087175

最后,這項研究還可以解決現(xiàn)代物理學(xué)的另一個巨大好奇心:被稱為「暗物質(zhì)」的神秘物質(zhì)的性質(zhì)。

人們普遍認(rèn)為,宇宙中的物質(zhì)分布約為5%的普通重子物質(zhì),27%的暗物質(zhì),而且,68%的宇宙是由更令人困惑的東西組成的,稱為「暗能量」。

暗物質(zhì)最早是在20世紀(jì)20年代被提出來解釋觀察到的恒星速度異常,后來在20世紀(jì)30年代,又需要一些看不見的物質(zhì)來解釋星系團(tuán)的動力學(xué)和穩(wěn)定性。

然而,暗物質(zhì)存在的最有力的科學(xué)論據(jù)是在1970年代從研究星系旋轉(zhuǎn)曲線中得到的。

不幸的是,到目前為止,所有分離或探測暗物質(zhì)的努力都失敗了。

根據(jù)M/E/I等價原理,當(dāng)信息在平衡狀態(tài)下存儲時,信息比特必須具有一個小的質(zhì)量。

因此,信息比特具有標(biāo)量玻色子粒子的特征,沒有電荷,沒有自旋,除了質(zhì)量/能量之外沒有任何其他屬性。

這樣的信息粒子將只通過引力相互作用顯示其存在,但它不可能被探測到,因為它不會與電磁輻射相互作用。

這些實(shí)際上是難以捉摸的「暗物質(zhì)」的特征,它的存在只通過引力相互作用來推斷,但從未被觀察或探測到。

這促使Vopson博士提出了一個激進(jìn)的想法,即信息可能是宇宙中缺失的暗物質(zhì),還推測「信息」是繼固體、液體、氣體和等離子體之后的第五種物質(zhì)狀態(tài),并可能是宇宙中的主要物質(zhì)形式。

實(shí)驗需要什么?

為了進(jìn)行擬議實(shí)驗,Vopson博士需要搭建一個正電子湮滅系統(tǒng)。

其中包括可以同時探測伽馬和紅外光子的定制組件,此外樣品和正電子發(fā)射器也必須使用薄膜生長技術(shù)專門制作。

目前,大部分所需的儀器和工具可以在樸茨茅斯大學(xué)獲得。

而且Vopson博士還與另一個已經(jīng)在進(jìn)行正電子湮滅實(shí)驗的學(xué)術(shù)小組討論了合作的問題,因為這將最大限度地減少大部分設(shè)備的購買費(fèi)用。

所需資金將用于支持樣品-檢測器定制系統(tǒng),購買紅外檢測器、樣品室、鎖定放大器、系統(tǒng)組裝和使用LabView的軟件開發(fā),以及為一名研究人員和技術(shù)員提供1年的全職研究經(jīng)費(fèi)。

Vopson博士估計,建造和執(zhí)行實(shí)驗所需的資金為18.5萬英鎊,并希望在這次活動中能籌集到8.5萬英鎊,之后通過向英國研究資助機(jī)構(gòu)申請資金來補(bǔ)充剩余的差額。

回報有什么?

除了有機(jī)會為這個獨(dú)特的科學(xué)實(shí)驗做出貢獻(xiàn)外,Vopson博士為支持者提供一系列獨(dú)特的福利:

無論金額多少,每個人都將可以在這個研究項目的論文上署名,并收到出版物的PDF文件。

每位支持者都將被邀請免費(fèi)參加未來關(guān)于這項研究的公開講座(在線)。

捐款數(shù)額巨大的,則會被邀請加入信息物理研究所的管理委員會。

此外還有:

與Vopson博士在一家頂級餐廳會面并享用晚餐。

為任何規(guī)模的團(tuán)體或組織提供關(guān)于這項研究的私人講座。

以50英鎊的價格獲得一篇裝裱好并帶有簽名的文章。

「你的意思是,我們都是NPC?」

看到這個消息,外網(wǎng)的一眾網(wǎng)友迅速炸翻了天:「笑死,合著我們都是NPC??!」

不少網(wǎng)友表示「純屬胡扯」:

「哇,這個帖子充滿了偽科學(xué)和瘋狂的一廂情愿。」

「這篇文章開始是在解釋一些與計算機(jī)架構(gòu)概念相似的科學(xué)。但最后,作者卻把你帶到了一個『眾籌網(wǎng)站』。這顯然是一個騙局和假新聞。」

甚至有人直言作者只有「高中物理水平」:

「這個人實(shí)在有點(diǎn)狂妄,因為他的結(jié)果都是基于高中水平的『物理』和數(shù)學(xué)。」

「盡管實(shí)驗涉及到一對正負(fù)電子的湮滅,但QED甚至沒有被提及。這是一個在標(biāo)準(zhǔn)粒子模型中非常清楚的過程?!?/p>

「這是三流的物理學(xué),不要愛上這個家伙和他的『眾籌』實(shí)驗!」

對此,也有人很認(rèn)真地分析到,「2003 年,英國牛津大學(xué)的哲學(xué)家Nick Bostrom提出了他的模擬假說,這表明我們實(shí)際上很可能生活在模擬中。你認(rèn)為Bostrom在這之前看過電影《黑客帝國》嗎?」。

《黑客帝國》是一部誕生于1999年的科幻史詩級巨著。影片講述一名年輕的網(wǎng)絡(luò)黑客尼奧發(fā)現(xiàn),看似正常的現(xiàn)實(shí)世界實(shí)際上是由一個名為「矩陣」的計算機(jī)人工智能系統(tǒng)控制的。

這位網(wǎng)友的意思顯然是,Bostrom是受到了這部電影的啟發(fā),才打開了如此「荒謬」的腦洞。

最后也有不少網(wǎng)友對此深信不疑,并表示:

「如果我真的生活在一個計算機(jī)程序中,那么我真的很需要一些『作弊代碼』?!?/p>

作者簡介

Melvin M. Vopson是樸茨茅斯大學(xué)的一名博士生導(dǎo)師。

他曾在布加勒斯特大學(xué)大學(xué)獲得物理學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位,博士則畢業(yè)于中央蘭開夏大學(xué)。

根據(jù)作者的Google Scholar顯示,Vopson的主要研究興趣集中在「鐵素體和多鐵素體」、「薄膜」、「信息論」、「多熱量和熱量冷卻」和「儀器開發(fā)」,論文共獲得2345次引用。

一篇發(fā)表于2015年的論文《多鐵性材料的基本原理及其可能的應(yīng)用》,發(fā)表于《固態(tài)和材料科學(xué)評論》,共獲得444次引用。這也成為了Vopson科研生涯的扛鼎之作。

梅爾文開發(fā)了固體表征的新光學(xué)技術(shù)、多鐵性材料的新計量學(xué)、鐵電體極化反轉(zhuǎn)的非平衡理論、數(shù)字存儲器的新技術(shù),包括發(fā)現(xiàn)四態(tài)反鐵電記憶效應(yīng)、多鐵材料中的多熱效應(yīng)、質(zhì)量-能量-信息等效原理以及物質(zhì)第五態(tài)。

另外,Vopson的論文2017年至今共獲得1474次引用,并且逐年攀升??梢娝难芯砍晒跇I(yè)內(nèi)還是有一定影響力的,并不是只有高中物理水平的「民間科學(xué)家」。

關(guān)鍵詞: 物理學(xué)家 虛擬現(xiàn)實(shí) 樸茨茅斯

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