Cum să testăm dacă trăim într-o simulare pe computer

Fizicienii s-au chinuit mult să explice de ce universul a început cu condiții potrivite pentru apariţia vieții. De ce legile fizicii și constantele fizice sunt astfel încât să permită stelelor, planetelor și, în cele din urmă, vieții să se dezvolte?

Forța de expansiune a universului, energia întunecată, de exemplu, este mult mai slabă decât sugerează teoria că ar trebui să fie, ceea ce permite materiei să se aglomereze, mai degrabă decât să se împrăştie.

Un posibil răspuns este acela că trăim într-un multivers infinit de universuri, astfel încât nu ar trebui să fim surprinși că cel puțin un univers s-a dovedit ca fiind al nostru. Un alt răspuns este acela că universul nostru este o simulare pe computer, în care cineva (poate o specie extraterestră avansată) a reglat legile fizice, constantele şi condițiile specifice din acesta.

Ultima opțiune este susținută de o ramură a științei numită fizica informației, care sugerează că spațiu-timpul și materia nu sunt fenomene fundamentale. În schimb, realitatea fizică este alcătuită fundamental din fragmente de informație, din care emerge experiența noastră în spațiu-timp. Prin comparație, temperatura „iese” din mișcarea colectivă a atomilor. Niciun atom nu are în mod fundamental temperatură.

Acest lucru duce la posibilitatea extraordinară că întregul nostru univers să fie de fapt o simulare pe computer. Ideea nu este nouă. În 1989, legendarul fizician John Archibald Wheeler a sugerat că universul este fundamental matematic și că poate fi înţeles rezultând din informație. El a inventat faimosul aforism „it from bit”.

Trăim într-o simulare? Credit: Shutterstock

În 2003, filosoful Nick Bostrom de la Universitatea Oxford din Marea Britanie a formulat ipoteza că universul este o simulare pe computer. Aceasta susține că este de fapt foarte probabil să trăim într-o simulare. Pentru aceasta o civilizație avansată ar trebui să ajungă la un nivel în care tehnologia lor este atât de sofisticată încât simulările ar fi imposibil de distins de realitate, iar participanții nu ar fi conștienți că se află într-o simulare.

Fizicianul Seth Lloyd de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, SUA, a dus ipoteza de simulare la următorul nivel, sugerând că întregul univers ar putea fi un computer cuantic gigant.

În 2016, Elon Musk a concluzionat că „Cel mai probabil suntem într-o simulare” (vezi videoclipul de mai sus).

Dovada empirică

Există unele dovezi care sugerează că realitatea noastră fizică ar putea fi o realitate virtuală simulată mai degrabă decât o lume obiectivă care există independent de observator.

Orice lume de realitate virtuală se bazează pe procesarea informațiilor. Aceasta înseamnă că totul este, în cele din urmă, digitizat sau pixelat până la o dimensiune minimă care nu poate fi subdivizată în continuare: biți.

Această dimensiune minimă se pare că imită realitatea noastră conform teoriei mecanicii cuantice, care guvernează lumea atomilor și particulelor. Mecanica cuantică afirmă că există o cea mai mică și discretă unitate de energie, lungime și timp. În mod similar, particulele elementare, care alcătuiesc toată materia vizibilă din univers, sunt cele mai mici unități de materie. Altfel spus, lumea noastră este pixelată.

Legile fizicii care guvernează totul în univers seamănă, de asemenea, cu liniile de cod de calculator pe care le-ar urma o simulare în execuția programului. Mai mult, ecuațiile matematice, numerele și modelele geometrice sunt prezente peste tot, lumea pare a fi în întregime matematică.

O altă curiozitate din fizică care susține ipoteza simulării este limita maximă de viteză din universul nostru, care este viteza luminii. Într-o realitate virtuală, această limită ar corespunde limitei de viteză a procesorului sau limitei puterii de procesare. Știm că un procesor supraîncărcat încetinește procesarea computerului într-o simulare. În mod similar, teoria relativității generale a lui Albert Einstein arată că timpul încetinește în vecinătatea unei găuri negre.

Poate că cea mai puternică dovadă a ipotezei simulării provine din mecanica cuantică. Aceasta sugerează că natura nu este „reală”: particulele în stări determinate, cum ar fi locații specifice, nu par să existe decât dacă le observam sau le măsuram. În schimb, ele se află într-un amestec de stări diferite, simultan. În mod similar, realitatea virtuală are nevoie de un observator sau de un programator pentru ca lucrurile să se întâmple.

„Încâlcirea” cuantică permite, de asemenea, ca două particule să fie conectate într-un mod „înfricoșător”, astfel încât, dacă acţionăm asupra uneia, atunci o influenţăm automat și imediat și pe cealaltă, indiferent cât de departe sunt aceste particule una de alta, iar efectul, aparent, este mai rapid decât viteza luminii. Acest lucru ar trebui să fie imposibil.

Totuși, acest lucru ar putea fi explicat prin faptul că, în cadrul unui cod de realitate virtuală, toate „locațiile” (punctele) ar trebui să fie, aproximativ, la fel de îndepărtate de un procesor central. În consecinţă, deși putem crede că două particule sunt la milioane de ani-lumină distanță, în realitate ele nu ar fi dacă au fost create într-o simulare.

Experimente posibile

Presupunând că universul este într-adevăr o simulare computerizată, atunci ce fel de experimente am putea desfășura în cadrul simulării pentru a demonstra acest lucru?

Este rezonabil să presupunem că un univers simulat ar conține o mulțime de biți de informații peste tot în jurul nostru. Acești biți de informații reprezintă codul în sine. Prin urmare, detectarea acestor biți de informație va dovedi ipoteza simulărII. Principiul de echivalență masă-energie-informație (M/E/I) propus recent, care ​​sugerează că masa poate fi exprimată ca energie sau informație sau invers, afirmă că biții de informație trebuie să aibă o masă mică. Acest lucru ne oferă un indiciu de căutat.

Am postulat că informația este de fapt o a cincea formă de materie din univers. Am calculat chiar și conținutul așteptat de informații pe particulă elementară. Aceste studii au condus la publicarea, în 2022, a unui protocol experimental de testare a acestor predicții. Experimentul implică ștergerea informațiilor conținute în interiorul particulelor elementare, lăsând particulele și antiparticulele lor (toate particulele au versiuni ale lor care sunt identice, dar cu o sarcină electrică opusă) să se anihileze într-un fulger de energie – emițând „fotoni” sau particule de lumină.

Am prezis intervalul exact de frecvențe ale fotonilor rezultați pe baza fizicii informațiilor. Experimentul este realizabil cu instrumentele noastre existenţe și am lansat un site de crowdfunding pentru a-l realiza.

Există și alte abordări. Regretatul fizician John Barrow a susținut că o simulare ar genera erori de calcul minore pe care programatorul ar trebui să le repare pentru a continua. El a sugerat că am putea experimenta o astfel de situaţie sub forma unor rezultate experimentale contradictorii care apar brusc, cum ar fi o schimbare a unor constante ale naturii. Prin urmare, monitorizarea valorilor acestor constante este o altă opțiune.

Natura realității noastre este unul dintre cele mai mari mistere. Cu cât analizăm mai serios ipoteza că trăim într-o simulare pe computer, cu atât sunt mai mari șansele ca într-o zi să o dovedim sau să o infirmăm.

Traducere după How to test if we’re living în a computer simulation