从《星际迷航：下一代》的“舰在瓶中”一集，到电影《黑客帝国》中同名命名的计算机系统，生命不过是计算机模拟的想法已经成为科幻小说中的一个经典设定，流传了几代人。但这种将“生活可能只是一个梦”的观念技术化，真的可能吗？对吧？
那么，如果真是这样呢？如果我们的生活只是真实事物的模拟呢？如果你，以一种极其元性的行为，正在一台计算机中，读取这篇关于你身处计算机之中的文章呢？一旦这个想法植入，它就会在我们心中挥之不去——我们无法靠思考摆脱这个泥潭。《黑客帝国》中的墨菲斯问道：“如果你无法从那个梦中醒来呢？你如何区分梦境世界和现实世界？” 哥们儿。
但现在研究人员说，他们已经为我们破解了整个局面。理论物理学家 Zohar Ringel 和 Dmitry Korvizhini，分别来自以色列的拉卡物理研究所和英国的牛津大学，在一项近期的《科学进展》研究中声称证明了我们现实的实在性。
要理解他们的发现，首先需要认识到计算机是什么：它本质上是一台进行计算的机器。那么，要让一台计算机模拟现实，这台机器就需要有足够的算力来真正创造我们在其模拟环境中体验到的现象。然而，研究人员发现的是，仅仅存储模拟即使是几百个电子的某些行为所需的信息，就需要比宇宙中存在的原子还要多的原子。无论好坏，这个世界是真实的。大概吧。
研究人员并非旨在证伪你最喜欢的《神秘博士》剧集的核心情节。那是个意外。Kovrizhi 和 Ringel 试图找出是否可以用一种数学方法来模拟那些显示异常（总是让《星际迷航》飞船陷入麻烦的那种东西）的系统，例如量子霍尔效应。常规霍尔效应（通常简称为霍尔效应）解释了在合适的情况下，金属如何表现出一些有趣的电学行为。例如，如果你取一根金属棒并让电流流过它，你期望电子会直线前进，沿着电流方向流动。但是当你施加一个垂直于电流的磁场时，霍尔效应预测电子会转向，并开始垂直于电流的原始方向和磁场流动。量子霍尔效应比标准霍尔效应更进一步：当你在非常低温（接近绝对零度，即 -459.67 华氏度）且有强磁场的环境中处理导电材料时，粒子的行为会更加奇怪。Kovrizhi 和 Ringel 试图更好地理解这是为什么。
二加二很容易解决（如果你想知道答案的话，是四）。这类方程对于相对简单的系统来说没问题——我们可以在计算器上，甚至在脑子里就能解决。但是，当处理在非常非常小的尺度上（我们说的是比单个原子内部活动还要小的系统）发生的奇怪的量子行为时，这些简单的计算就开始失效了。有更多的未知数——而且你可能有无限数量的粒子在相互作用。这就是所谓的“多体问题”。
“当你进行物理学研究，却不知道如何解决某个问题时，你会说，也许我可以让我的计算机帮我解决，这会给我一些直觉，” Ringel 告诉《大众科学》。“所以他和他的同事转向了量子蒙特卡洛方法，这是一系列计算方法，利用随机抽样来研究无法直接解决的复杂量子系统。但研究人员发现，他们每向系统中添加一个粒子，模拟的复杂性就会呈指数级增长。基本上，每增加一个粒子，复杂性就会翻倍（有点像三体生物的繁殖率），这使得问题无法解决。
并非没有人尝试过解决量子霍尔效应。人们已经尝试使用笔记本电脑和大型计算机集群来解决它。Ringel 和 Kovirzhi 并不一定期望成功，但他们希望能找出为什么从来没有人成功过。这可能是因为人类不够聪明，或者物理学家还没有找到正确的数学映射。新的研究清楚地表明，模拟这种效应根本不可能。对该研究的作者来说，这意味着计算机也不可能创造我们的世界。
“如果你看到一种经典计算机无法模拟的现象，那就意味着我们不可能是某个巨大的经典计算机的一部分，而这台计算机正在被模拟，同时有人在窃取我们的能量，” Ringel 说。换句话说：不会有《黑客帝国》那种情况。
当然，还有一些注意事项。
首先，这假设了我们那些并非“仁慈”的统治者所处的宇宙中的物理定律，与我们称之为家的模拟堡垒中的物理定律相似。这似乎是一个很大的假设。但问问任何特效团队；创造一个世界非常困难，而让它在物理上说得通更是难上加难。最省力的做法是模仿真实事物来构建一个虚假世界。
这项研究还假设，任何潜在的操纵者都在使用我们所知的计算机。“如果他们以某种方式知道如何运行量子计算机，那完全就颠覆了我们的论点，” Ringel 说。经典计算机，就像你现在可能正在阅读这篇文章的这台一样，将电子视为粒子。量子计算机则将电子视为概率，这些概率最好被理解为波——电子不在一个地方，而是在许多地方同时存在。“量子计算机可以解决一些常规计算机无法解决的问题，” Ringel 说。“你可以分解非常大的数字，并破解我们今天拥有的所有标准加密技术。但没有人制造出过一台量子计算机，并证明它能做到这一点。” 或者说，我们现实世界中的任何人，都没有做到。
这并非唯一一种尚未找到预测算法的量子相互作用。这篇论文表明，这些算法可能永远不会被发现，从而扼杀了“现实可能是一个极其复杂的《模拟人生》游戏”的说法。在没有对我们宇宙进行根本性重塑的情况下，这个世界很可能就是真实的世界。除非，当然，它只是一个梦。
