如何测试我们是否生活在计算机模拟中？来听听物理学家是怎么说的

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（全文约2000字，看完需5分钟）

近年来，模拟生活的概念一直是人们猜测和讨论的广泛话题。该假设表明我们是虚拟世界的一部分，可与计算机生成的模拟相媲美。它向我们提出了一个问题，即我们的现实是否是由更高实体或先进技术创造的结构。

这个想法听起来有点像科幻小说，但它继续吸引着科学家、哲学家和普通大众的思想。 但是，如果我们想确定我们是否真的生活在模拟中该怎么办？

在这篇文章中，我将分享物理学家 Melvin M Vopson 对我们应该如何检验这一假设的看法和理解。 以下为原文:

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长期以来，物理学家一直在努力解释为什么宇宙开始时的条件适合生命进化。为什么物理定律和常数采用允许恒星、行星和最终生命发展的非常具体的值？宇宙的膨胀力，例如暗能量，比理论认为的要弱得多，它让物质聚集在一起而不是被撕裂。

一个常见的答案是我们生活在一个无限多的宇宙中，所以我们不应该对至少有一个宇宙变成了我们的宇宙感到惊讶。但另一个是我们的宇宙是一个计算机模拟，有人（也许是一个先进的外星物种）微调条件。

后一种选择得到信息物理学科学分支的支持，这表明时空和物质不是基本现象。相反，物理现实基本上是由信息比特组成的，我们对时空的体验就是从这些信息中产生的。相比之下，温度是从原子的集体运动中“出现”的。从根本上说，没有一个原子具有温度。

这导致了我们整个宇宙实际上可能是计算机模拟的非凡可能性。这个想法并不新鲜。1989 年，传奇物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒 ( John Archibald Wheeler ) 提出，宇宙从根本上讲是数学的，可以看作是从信息中产生的。他创造了著名的格言“ it from bit ”。

美国麻省理工学院的物理学家赛斯·劳埃德(Seth Lloyd ) 提出整个宇宙可以是一台巨大的量子计算机，从而将模拟假说提升到一个新的水平。2016 年，商业大亨埃隆·马斯克 (Elon Musk) 得出结论：“我们很可能处于模拟中”。

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经验证据

有证据表明，我们的物理现实可能是模拟的虚拟现实，而不是独立于观察者而存在的客观世界。

任何虚拟现实世界都将以信息处理为基础。这意味着一切最终都被数字化或像素化到无法进一步细分的最小尺寸：比特。根据支配原子和粒子世界的量子力学理论，这似乎模仿了我们的现实。它指出有一个最小的、离散的能量、长度和时间单位。同样，构成宇宙中所有可见物质的基本粒子是物质的最小单位。简而言之，我们的世界是像素化的。

支配宇宙中一切事物的物理定律也类似于计算机代码行，模拟在执行程序时将遵循这些代码行。此外，数学方程式、数字和几何图案无处不在，世界似乎完全是数学化的。

支持模拟假设的另一个物理学奇观是我们宇宙中的最大速度限制，即光速。在虚拟现实中，此限制对应于处理器的速度限制或处理能力限制。我们知道过载的处理器会减慢模拟中的计算机处理速度。同样，阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论表明，黑洞附近的时间会变慢。

也许模拟假说最有力的证据来自量子力学。这表明自然不是“真实的”：处于确定状态（例如特定位置）的粒子似乎并不存在，除非您实际观察或测量它们。相反，它们同时处于不同状态的混合状态。同样，虚拟现实需要观察者或程序员才能让事情发生。

量子“纠缠”还允许两个粒子诡异地连接起来，这样一来，如果你操纵一个粒子，你就会自动并立即操纵另一个粒子，无论它们相距多远——效果似乎比光速还快，这应该不可能。

然而，这也可以通过以下事实来解释：在虚拟现实代码中，所有“位置”（点）与中央处理器的距离应该大致相等。因此，虽然我们可能认为两个粒子相距数百万光年，但如果它们是在模拟中创建的，它们就不会如此。

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可能的实验

假设宇宙确实是一个模拟，那么我们可以从模拟中部署什么样的实验来证明这一点？

可以合理地假设一个模拟宇宙将包含我们周围无处不在的大量信息位。这些信息位代表代码本身。因此，检测这些信息位将证明模拟假设。最近提出的质量-能量-信息 (M/E/I) 等效原理——表明质量可以表示为能量或信息，反之亦然——指出信息位必须具有较小的质量。这给了我们一些可以寻找的东西。

我假设信息实际上是宇宙中物质的第五种形式。我什至计算了每个基本粒子的预期信息含量。这些研究导致 2022 年发布了一项实验方案来检验这些预测。该实验涉及通过让基本粒子和它们的反粒子（所有粒子都有自己的“反”版本，它们相同但电荷相反）在能量闪光中湮灭——发射“光子”或光粒子来擦除基本粒子中包含的信息。

我已经根据信息物理学预测了所产生光子的预期频率的确切范围。使用我们现有的工具可以很好地实现该实验，我们已经启动了一个众筹网站）来实现它。

还有其他方法。已故物理学家约翰·巴罗 (John Barrow ) 认为，模拟会产生微小的计算错误，程序员需要修复这些错误才能继续进行。他建议我们可能会经历这样的固定，如突然出现相互矛盾的实验结果，例如自然常数的变化。因此，监视这些常量的值是另一种选择。

我们现实的本质是最大的谜团之一。我们越认真对待模拟假设，我们有一天证明或反驳它的机会就越大。

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原文作者：

Melvin M. Vopson 博士 -朴茨茅斯大学物理学高级讲师