我们如何知道自己没有生活在一个巨大的计算机模拟中?

一个研究团队正在进行理论上的深入探索,通过一项测试来了解我们的宇宙是否仅仅是一个计算机程序。

我们不想吓到您,但有一种可能性很大,那就是我们的宇宙不过是一个巨大的计算机模拟,我们都生活在《黑客帝国》之中,这一切都不是真实的。然而,在避免了全面的人机大战的同时,波恩大学的一群研究人员正试图通过一项测量来探究这个“兔子洞”有多深,这项测量应该能告诉我们是否被困在计算机模拟中。

这个想法基于量子色动力学,它描述了强核力如何将夸克和胶子结合成质子和中子——进而将其他一切结合在一起。我们这里讨论的是非常基础的物理学,即基本粒子形成更大的粒子,这些粒子形成更大的粒子,最终形成生命、宇宙以及一切的过程。

长期以来,研究人员一直试图在超级计算机上模拟量子色动力学,但问题在于,这类模拟发生在如此小的尺度上,并且极其复杂,以至于即使是最大的超级计算机也只能模拟我们无限宇宙中极小的一部分——仅仅只有几个飞米(飞米是百万分之一纳米,仍然非常非常小)。

但是,这样的模拟也是如此的基础,如此根本性地关乎宇宙的构建,以至于它本质上就是对宇宙本身的模拟。这就引出了一个问题:我们如何知道自己不是生活在这种模拟之中呢?(勺子弯曲,镜子变成液体,大脑爆炸,等等)。

Silas Beane 和波恩大学的一些同事认为他们已经找到了一种测量宇宙的方法,可以通过这种方法知道我们是否生活在一个巨大的模拟中。这一切都基于一个称为 Greisen-Zatsepin-Kuzmin 截止(或 GZK 截止)的值。在理论物理学领域,事物的可能性几乎是无限的,但在计算机中,事物必须有极限。这是这类模拟遇到的问题之一;物理定律必须被置于一个受限的 3D 空间——一个晶格——这个空间受限于计算机模拟的本质。

Beane 和他的同事们正在探索这些晶格是否会改变我们在宇宙中观察到的物理过程。具体来说,他们正在研究高能过程,这些过程能量越高,尺度就越小。Beane 及其团队发现,这些 3D 晶格对这些过程可能具有的能量设定了一个上限,因为模拟中发生的任何事情都不能比晶格本身更小。因此,如果我们生活在一个计算机程序中,在高能粒子(如宇宙射线粒子)的谱系中应该存在一个根本性的上限。

确实存在。这就是 GZK 截止。它已经被充分研究和明确定义,并且它的出现是因为随着时间和距离的推移,宇宙射线粒子与宇宙微波背景相互作用并损失能量。因此,如果 Beane 和他的朋友们是正确的,我们可以利用现有技术测量宇宙射线粒子——看看它们的行为是否符合理论物理学的预测,或者是否符合我们在计算机模拟中可能预期的行为。如果我们发现宇宙射线以特定的方式表现,我们基本上就能看到模拟晶格的构造——并证实我们确实生活在一个计算机模拟中。

当然,这项研究只有在我们的机器人主宰者以我们建造模拟的方式建造他们的模拟时才有效。话又说回来,他们会这样做,不是吗?毕竟,我们是按照自己的形象创造了机器人,而机器人创造了“程序”。也许吧。如果我们有感知能力的机器人征服者以不同于 Beane 及其团队预测的方式建造他们的“矩阵”,或者以小得多的尺度建造,我们仍然看不到周围的模拟,我们将继续在不知情的情况下,无忧无虑地度过我们微不足道的模拟生活。

 

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