Czy grawitacja może być dowodem na to, że wszechświat jest symulacją komputerową? Moje nowe badanie sugeruje, dlaczego tak może być
Opublikowano: 13 maja 2025 14:24 CEST
Autor Melvina M. Vopsona
Profesor nadzwyczajny fizyki, Uniwersytet w Portsmouth
Oświadczenie o ujawnieniu informacji
Melvin M. Vopson jest związany z Uniwersytetem w Portsmouth i Instytutem Fizyki Informacyjnej.
Partnerów
University of Portsmouth zapewnia finansowanie jako członek The Conversation UK.
Wierzymy w swobodny przepływ informacji
Publikuj nasze artykuły za darmo, online lub w wersji drukowanej, na licencji Creative Commons.Opublikuj ponownie ten artykuł
Przez długi czas przyjmowaliśmy za pewnik, że grawitacja jest jedną z podstawowych sił natury – jedną z niewidzialnych nici, które utrzymują wszechświat w szwach. Załóżmy jednak, że to nieprawda. Załóżmy, że prawo grawitacji jest po prostu echem czegoś bardziej fundamentalnego: produktem ubocznym wszechświata działającego pod wpływem kodu podobnego do komputera.
Takie jest założenie moich najnowszych badań, opublikowanych w czasopiśmie AIP Advances.
Sugeruje to, że grawitacja nie jest tajemniczą siłą, która przyciąga obiekty do siebie, ale produktem informacyjnego prawa natury, które nazywam drugą zasadą infodynamiki.
Jest to pogląd, który wydaje się być science fiction – ale taki, który opiera się na fizyce i dowodzi, że wszechświat wydaje się działać podejrzanie jak symulacja komputerowa.
W technologiach cyfrowych, aż po aplikacje w telefonie i świat cyberprzestrzeni, kluczem jest wydajność. Komputery cały czas kompaktują i restrukturyzują swoje dane, aby oszczędzać pamięć i moc komputera. Może to samo dzieje się w całym wszechświecie?
Teoria informacji, matematyczne badanie kwantyfikacji, przechowywania i przekazywania informacji, może pomóc nam zrozumieć, co się dzieje. Pierwotnie opracowany przez matematyka Claude'a Shannona, staje się coraz bardziej popularny w fizyce i jest stosowany w coraz szerszym zakresie obszarów badawczych.
W artykule z 2023 roku wykorzystałem teorię informacji, aby zaproponować moją drugą zasadę infodynamiki.
Zakłada to, że "entropia" informacji, czyli poziom dezorganizacji informacji, będzie musiała się zmniejszyć lub pozostać niezmienna w obrębie danego zamkniętego systemu informacyjnego. Jest to przeciwieństwo popularnej drugiej zasady termodynamiki, która mówi, że entropia fizyczna lub nieporządek zawsze wzrasta.
Weź chłodzącą filiżankę kawy.
Jest to pogląd, który wydaje się być science fiction – ale taki, który opiera się na fizyce i dowodzi, że wszechświat wydaje się działać podejrzanie jak symulacja komputerowa.
W technologiach cyfrowych, aż po aplikacje w telefonie i świat cyberprzestrzeni, kluczem jest wydajność. Komputery cały czas kompaktują i restrukturyzują swoje dane, aby oszczędzać pamięć i moc komputera. Może to samo dzieje się w całym wszechświecie?
Teoria informacji, matematyczne badanie kwantyfikacji, przechowywania i przekazywania informacji, może pomóc nam zrozumieć, co się dzieje. Pierwotnie opracowany przez matematyka Claude'a Shannona, staje się coraz bardziej popularny w fizyce i jest stosowany w coraz szerszym zakresie obszarów badawczych.
W artykule z 2023 roku wykorzystałem teorię informacji, aby zaproponować moją drugą zasadę infodynamiki.
Zakłada to, że "entropia" informacji, czyli poziom dezorganizacji informacji, będzie musiała się zmniejszyć lub pozostać niezmienna w obrębie danego zamkniętego systemu informacyjnego. Jest to przeciwieństwo popularnej drugiej zasady termodynamiki, która mówi, że entropia fizyczna lub nieporządek zawsze wzrasta.
Weź chłodzącą filiżankę kawy.
Energia przepływa od gorącej do zimnej, aż temperatura kawy zrówna się z temperaturą w pomieszczeniu, a jej energia będzie minimalna – stan zwany równowagą termiczną. Entropia układu jest w tym momencie maksymalna – wszystkie cząsteczki są maksymalnie rozłożone, mając tę samą energię. Oznacza to, że rozkład energii na cząsteczkę w cieczy jest zmniejszony.
Jeśli weźmie się pod uwagę zawartość informacji w każdej cząsteczce w oparciu o jej energię, to na początku, w gorącej filiżance kawy, entropia informacyjna jest maksymalna, a w stanie równowagi entropia informacyjna jest minimalna. Dzieje się tak, ponieważ prawie wszystkie cząsteczki znajdują się na tym samym poziomie energetycznym, stając się identycznymi znakami w przekazie informacyjnym. Tak więc rozrzut różnych dostępnych energii jest zmniejszony, gdy istnieje równowaga termiczna.
Jeśli jednak weźmiemy pod uwagę tylko lokalizację, a nie energię, to mamy do czynienia z dużym chaosem informacyjnym, gdy cząstki są rozmieszczone losowo w przestrzeni – informacje potrzebne do dotrzymania im kroku są znaczne. Kiedy jednak konsolidują się razem pod wpływem przyciągania grawitacyjnego, tak jak robią to planety, gwiazdy i galaktyki, informacje stają się kompaktowe i łatwiejsze do opanowania.
W symulacjach dokładnie tak się dzieje, gdy system próbuje działać wydajniej. Tak więc materia płynąca pod wpływem grawitacji wcale nie musi być wynikiem działania siły. Być może jest to funkcja sposobu, w jaki wszechświat kompresuje informacje, z którymi musi pracować.
Tutaj przestrzeń nie jest ciągła i gładka. Przestrzeń składa się z maleńkich "komórek" informacji, podobnych do pikseli na zdjęciu lub kwadratów na ekranie gry komputerowej. W każdej komórce znajdują się podstawowe informacje o wszechświecie – gdzie, powiedzmy, znajduje się cząstka – i wszystkie są zebrane razem, aby stworzyć tkankę wszechświata.
Jeśli umieścisz przedmioty w tej przestrzeni, system stanie się bardziej złożony. Ale kiedy wszystkie te elementy łączą się w jeden element zamiast wielu, informacja jest znowu prosta.
Z tego punktu widzenia wszechświat w naturalny sposób dąży do znajdowania się w stanach minimalnej entropii informacyjnej. Prawdziwym plusem jest to, że jeśli policzysz liczby, to entropiczna "siła informacyjna" wytworzona przez tę tendencję do prostoty jest dokładnie równoważna prawu grawitacji Newtona, jak pokazano w mojej pracy.
Teoria ta opiera się na wcześniejszych badaniach "grawitacji entropii", ale idzie o krok dalej. Łącząc dynamikę informacji z grawitacją, dochodzimy do interesującego wniosku, że wszechświat może działać w oparciu o jakiś rodzaj kosmicznego oprogramowania. W sztucznym wszechświecie można by się spodziewać reguł maksymalnej wydajności. Można by się spodziewać symetrii. Kompresja byłaby oczekiwana.
A prawo – czyli grawitacja – powinno wyłonić się z tych reguł obliczeniowych.
Być może nie mamy jeszcze ostatecznych dowodów na to, że żyjemy w symulacji. Ale im głębiej się przyglądamy, tym bardziej nasz wszechświat wydaje się zachowywać jak proces obliczeniowy.
Czy żyjemy w symulacji komputerowej? Wskazują na to wyniki badań nad grawitacją | National Geographic
Czy grawitacja może być dowodem na to, że wszechświat jest symulacją komputerową? Moje nowe badanie sugeruje, dlaczego tak może być
Jeśli weźmie się pod uwagę zawartość informacji w każdej cząsteczce w oparciu o jej energię, to na początku, w gorącej filiżance kawy, entropia informacyjna jest maksymalna, a w stanie równowagi entropia informacyjna jest minimalna. Dzieje się tak, ponieważ prawie wszystkie cząsteczki znajdują się na tym samym poziomie energetycznym, stając się identycznymi znakami w przekazie informacyjnym. Tak więc rozrzut różnych dostępnych energii jest zmniejszony, gdy istnieje równowaga termiczna.
Jeśli jednak weźmiemy pod uwagę tylko lokalizację, a nie energię, to mamy do czynienia z dużym chaosem informacyjnym, gdy cząstki są rozmieszczone losowo w przestrzeni – informacje potrzebne do dotrzymania im kroku są znaczne. Kiedy jednak konsolidują się razem pod wpływem przyciągania grawitacyjnego, tak jak robią to planety, gwiazdy i galaktyki, informacje stają się kompaktowe i łatwiejsze do opanowania.
W symulacjach dokładnie tak się dzieje, gdy system próbuje działać wydajniej. Tak więc materia płynąca pod wpływem grawitacji wcale nie musi być wynikiem działania siły. Być może jest to funkcja sposobu, w jaki wszechświat kompresuje informacje, z którymi musi pracować.
Tutaj przestrzeń nie jest ciągła i gładka. Przestrzeń składa się z maleńkich "komórek" informacji, podobnych do pikseli na zdjęciu lub kwadratów na ekranie gry komputerowej. W każdej komórce znajdują się podstawowe informacje o wszechświecie – gdzie, powiedzmy, znajduje się cząstka – i wszystkie są zebrane razem, aby stworzyć tkankę wszechświata.
Jeśli umieścisz przedmioty w tej przestrzeni, system stanie się bardziej złożony. Ale kiedy wszystkie te elementy łączą się w jeden element zamiast wielu, informacja jest znowu prosta.
Z tego punktu widzenia wszechświat w naturalny sposób dąży do znajdowania się w stanach minimalnej entropii informacyjnej. Prawdziwym plusem jest to, że jeśli policzysz liczby, to entropiczna "siła informacyjna" wytworzona przez tę tendencję do prostoty jest dokładnie równoważna prawu grawitacji Newtona, jak pokazano w mojej pracy.
Teoria ta opiera się na wcześniejszych badaniach "grawitacji entropii", ale idzie o krok dalej. Łącząc dynamikę informacji z grawitacją, dochodzimy do interesującego wniosku, że wszechświat może działać w oparciu o jakiś rodzaj kosmicznego oprogramowania. W sztucznym wszechświecie można by się spodziewać reguł maksymalnej wydajności. Można by się spodziewać symetrii. Kompresja byłaby oczekiwana.
A prawo – czyli grawitacja – powinno wyłonić się z tych reguł obliczeniowych.
Być może nie mamy jeszcze ostatecznych dowodów na to, że żyjemy w symulacji. Ale im głębiej się przyglądamy, tym bardziej nasz wszechświat wydaje się zachowywać jak proces obliczeniowy.
Czy żyjemy w symulacji komputerowej? Wskazują na to wyniki badań nad grawitacją | National Geographic
Czy grawitacja może być dowodem na to, że wszechświat jest symulacją komputerową? Moje nowe badanie sugeruje, dlaczego tak może być
_.jpg)
