物理學家已用數學方法證明宇宙并非計算機模擬

加拿大英屬哥倫比亞大學(Okanagan校區)的物理學家團隊發布了最新研究成果，從數學和物理角度論證了“宇宙并非計算機模擬”的觀點。長期以來，科幻作品中常探討“我們的宇宙是否可能只是某種更高級文明超級計算機中的模擬”，但據此次發表在《物理全息應用雜志》(Journal of Holography Applications in Physics)上的論文，專家認為這一設想不僅不太可能，甚至在數學上也是不可能成立的。

該團隊主要成員包括Faizal博士及Lawrence M. Krauss、Arshid Shabir和Francesco Marino幾位國際物理學家。他們指出，雖然理論上模擬宇宙可以產生生命，并進一步產生遞歸的模擬世界，但現實中的物理本質卻是任何現有算法系統無法復制的。Faizal博士表示，“以前大家認為，宇宙是否真實這一問題超越科學范疇，我們的最新研究則證明可以用科學手段加以探討。”

研究核心在于現代物理對“現實”本質的理解。愛因斯坦的相對論和量子力學讓人們超越了牛頓時代的機械論。近期發展出的“量子引力”理論更進一步認為空間和時間不是最根本的存在，它們源自一種更深層的“信息”。這些信息屬于物理學家所謂的“柏拉圖領域”，是凌駕于我們經驗宇宙之上的數學根基。團隊進一步證明，即使是信息層面，也無法僅用計算方式完整描述現實。他們利用哥德爾不完備性定理等數學工具證明，要對一切事物做出完整且自洽的理論證明，必須依賴所謂“非算法理解”，而這個認知超越了任何程序化的邏輯步驟。

論文舉例：計算機只能按照設定步驟運行。但某些真理(如哥德爾句：“此真命題不可證明”)卻必須通過非算法邏輯來領會，否則將導致系統或不自洽或不完備。因此，單靠計算理論，無法囊括物理現實全部層面。“我們的結論是：無法僅用計算理論完整描述量子引力及物理現實，因此，對宇宙的說明必須依賴超越計算規則的理解，而這超越了時空本身。”

研究進一步解釋，“柏拉圖領域中的計算法則看似可以模擬宇宙，但根據不完備性和不可定義性數學定理，現實的完整描述不可能只靠計算完成，必須依賴無法程序化的認知。由此決定，宇宙絕不可能是模擬。”

合著者Krauss博士補充指出，此發現對物理學具有深遠意義，因為最根本的物理法則本身在空間和時間之外，它們生成了我們的時空。雖然科學界曾期望最終能找到計算理論來解釋所有物理現象，但最新研究顯示，全面描述現實需要更深層次的“非算法性理解”。

Faizal博士總結道：“任何模擬本質上都是算法性的，都依賴于既定程序規則。而宇宙的根本層面是非算法性的——這意味著我們的世界絕不可能是電腦模擬。”團隊認為，這項工作首次將“模擬宇宙假說”納入數學與物理學的科學范疇，并給出了明確答案。

編譯自/ScitechDaily