模拟中的世界：人类是否只是一串代码？

物理学家长久以来一直在努力解释为什么宇宙开始时就为生命的进化提供了适宜的条件。为什么物理定律和常量偏偏恰好取了可以使得恒星、行星和最终生命得以发展的特定值？例如，宇宙的膨胀力，暗能量，比起理论上应该有的强度其实要弱得多 - 这使得物质得以凝聚在一起而不被撕裂。

一个普遍的答案是我们生活在一个无尽的多宇宙之中，所以我们不应该对至少有一个宇宙变成了我们的这个宇宙感到惊讶。但另一种可能是我们的宇宙是一个计算机模拟，有人(或许是一个高级的外星种族)在精心调校条件。

后一种选项得到的支持主要来自一个被称为信息物理学的科学分支，它认为空间-时间和物质不是基本现象。相反，物理现实基本上由信息的片段构成，我们的空间-时间体验从中涌现。与此相比，温度是原子的集体运动中“涌现”的。没有任何单个的原子本质上具有温度。

这就引出了这样一种非凡的可能性，我们的整个宇宙可能实际上就是一个计算机模拟。这个观念并不是什么新鲜事。在1989年，传奇物理学家John Archibald Wheeler提出宇宙是基本的数学，并且有可能是从信息中涌现的。他创造了著名的格言“它来自比特”("it from bit")。

2003年，英国牛津大学的哲学家Nick Bostrom提出了他的模拟假说。这个假说认为我们其实很有可能生活在一个模拟中。这是因为一个先进的文明应该有一个阶段，他们的科技如此先进以至于模拟与现实无法区分，并且参与其中的人不会意识到他们处在一个模拟中。

美国麻省理工学院的物理学家Seth Lloyd把模拟假说提升到了另一层次，他提出整个宇宙可能就是一个巨大的量子计算机。而在2016年，商业大亨Elon Musk总结说，“我们最有可能在一个模拟中”。

实证证据

有一些证据暗示我们的物理现实可能是一个模拟的虚拟现实，而不是一个独立于观察者存在的客体世界。

任何虚拟现实世界都将基于信息处理。那就意味着所有事物最后都会被数字化或像素化到一个不能再被细分的最小尺寸：比特。这看起来模仿了根据量子力学理论的我们的现实，量子力学管辖着原子和粒子的世界。它声明：能量，长度和时间都有最小的，离散的单位。同样的，基本粒子，构成了宇宙中所有可见物质的最小单位。简单来说，我们的世界被像素化了。

支配宇宙一切事物的物理定律还类似于一个模拟在执行程序时会遵循的计算机代码行。除此之外，数学方程，数字和几何模式无处不在 - 世界看起来完全是数学的。

支持模拟假说的物理中的另一个奇异现象是我们宇宙中的最高速度限制，那就是光速。在虚拟现实中，这个限速对应于处理器的速度限制，或处理器的处理能力的限制。我们知道一个超负荷的处理器会降低模拟的计算机处理速度。类似的，Albert Einstein的广义相对论显示，当在黑洞附近的时候，时间会变慢。

也许最支持模拟假说的证据来自量子力学。这建议自然并非“真实的”：处于确定状态的粒子，例如特定位置，似乎并不存在，除非你实际观察或测量他们。取而代之的，他们同一时间会处于各种不同状态之中。同样的，虚拟现实需要一个观察者或程序员才能让事情发生。

量子“纠缠”也使得两个粒子能神秘的连接在一起，就好像当你操纵其中一个的时候，你会自动且立刻也操纵另一个，不管他们多么的相隔遥远 - 这个效应看起来更快地超过了光速，本来应当是不可能的。

然而，这也可能由这样一个事实来解释：在虚拟现实代码内，所有的“位置”(点)都应该大致相等地距离一个中央处理器。所以当我们觉得两个粒子间隔开了数百万光年，他们其实并不是，如果它们是在一个模拟中创造出来的话。

可能的实验

假设宇宙的确是一个模拟，那么我们可以如何布置实验从模拟内部来证明这个解释呢？

我们有理由假设一个模拟过的宇宙将包含一大堆的信息比特分布在我们四周。这些信息比特代表了代码本身。因此，检测到这些信息比特将会证明模拟假说。最近提出的质量-能量-信息(M/E/I)等效原则 - 指出质量可以用能量或信息来表达，反之亦然 - 声明信息比特必须有一个小质量。这给了我们一些寻找的线索。

我已经推测信息实际上是宇宙中第五种形式的物质。我甚至计算出了预计的每个基本粒子的信息含量。这些研究导致了在2022年发表一个针对这些预测的试验方案。这个实验涉及到抹去包含在基本粒子内的信息，让他们和他们的反粒子(所有粒子都有他们自己的“反”版本，该版本与其相同但电荷相反)在一个能量闪光中湮灭 - 释放出“光子”，或光粒子。

我已经预测了基于信息物理学的，结果光子期待出现的频率的精确范围。我们用现有的工具能很好地实施这个实验，并且我们有启动了一个众筹网站以实现这个目标。

也有其他的方法。已故的物理学家John Barrow论述过，一个模拟会积累起微小的计算性错误，程序员需要去修复这些错误以保持模拟的运转。他提出我们可能会以经常性检测出的矛盾实验结果的形式去体验这种修复，比如自然常数的改变。所以监测这些常数的数值就是另一个选择。

我们现实的本质是存在的最大谜题之一。我们越认真地对待模拟假说，我们就越有可能有一天证明或反驳它。

本文译自 IFLScience，由 超载鸡 编辑发布。