دنیای ما شبیه سازی کامپیوتری نیست

به گزارش دیجیاتو؛ داستان ها و فیلم های علمی تخیلی این ایده را ارائه می دهند که کل جهان ما ممکن است شبیه سازی باشد که توسط یک ابر رایانه پیشرفته ایجاد شده است. اکنون، تحقیقات دانشگاه بریتیش کلمبیا (UBC) نشان می‌دهد که این مفهوم از نظر ریاضی «غیرممکن» است.

به گزارش ScienceAlert، فیزیکدانان UBC نشان داده اند که عمیق ترین لایه های واقعیت به گونه ای کار می کنند که اصولاً هیچ رایانه ای نمی تواند آن را تکرار کند. این اثر ایده «زندگی در ماتریس» را رد می‌کند و نتیجه‌گیری عمیق‌تری ارائه می‌کند: جهان اساساً مبتنی بر نوعی درک غیرالگوریتمی است که هیچ الگوریتمی نمی‌تواند آن را ضبط یا بازتولید کند.

رد فرضیه شبیه سازی کامپیوتری جهان از طریق ریاضیات

فیزیک مدرن فراتر از اجسام بتنی نیوتن می نگرد. نظریه گرانش کوانتومی نشان می دهد که حتی فضا و زمان نیز چیزهای اساسی نیستند. آنها از چیزی عمیق تر ناشی می شوند: دانش ناب. این اطلاعات در چیزی در دسترس است که فیزیکدانان آن را “قلمرو افلاطونی” می نامند. یک مبنای ریاضی که واقعی تر از دنیای فیزیکی است که ما تجربه می کنیم.

در این مرحله، این ظن ایجاد می شود که این اطلاعات ممکن است شبیه کدهای یک شبیه سازی کامپیوتری باشد. اما اکنون محققان نشان داده‌اند که حتی این بنیاد دانش‌بنیان نیز نمی‌تواند واقعیت را تنها با محاسبات و الگوریتم‌ها توصیف کند.

محققان از قضایای ناقص بودن گودل برای اثبات ادعاهای خود استفاده کردند. بیایید گام به گام پیش برویم تا این را راحت تر بفهمیم:

1. یک کامپیوتر یا برنامه شبیه‌سازی ماهیت «الگوریتمی» دارد. یعنی باید مجموعه ای از قوانین و مراحل برنامه ریزی شده (مثل دستور پخت) را دنبال کند.
2. قضایای گودل ثابت می کند که در هر سیستم ریاضی ثابتی (مثلاً قواعد یک کامپیوتر)، گزاره های “صحیح” وجود دارد که سیستم هرگز نمی تواند آنها را با قوانین خود اثبات کند. (به اینها «حقایق گودلی» می گویند).
3. مثلاً عبارت «این گفته را نمی توان اثبات کرد» را در نظر بگیرید. اگر سیستم این را ثابت کند، گزاره نادرست می شود و یک تناقض منطقی به وجود می آید. اگر سیستم نتواند این را ثابت کند، گزاره درست است اما سیستم ناکافی است. در هر دو مورد محاسبه ناموفق است.

محققان می گویند این منطق به چیزی فراتر از محاسبات نیاز دارد: درک غیر الگوریتمی. محققان نتیجه می گیرند:

از آنجایی که یک برنامه شبیه‌سازی باید ماهیت الگوریتمی داشته باشد، سطح اصلی واقعیت ما مبتنی بر درک غیر الگوریتمی است، بنابراین جهان نمی‌تواند شبیه‌سازی باشد.

محققان توضیح می‌دهند: «ما نشان داده‌ایم که توصیف همه جنبه‌های واقعیت فیزیکی با استفاده از نظریه محاسباتی گرانش کوانتومی غیرممکن است. بنابراین، هیچ شکلی از نظریه که در آن همه چیز کامل و سازگار باشد را نمی توان به تنهایی از محاسبه استخراج کرد. این امر مستلزم درک غیرالگوریتمی است که از قوانین محاسباتی گرانش کوانتومی و در نتیجه خود فضا-زمان بنیادی تر است.

یکی از نویسندگان مقاله، دکتر لارنس کراوز می‌گوید که این تحقیق پیامدهای عمیقی دارد: “برای مدت طولانی امید بود که یک نظریه بنیادی بتواند همه پدیده‌های فیزیکی را از طریق محاسبات توصیف کند. اما ما نشان داده‌ایم که این امکان پذیر نیست.” برای حل این مشکل، محققان پیشنهاد می‌کنند که فیزیک باید «فراتئوری همه چیز» را که شامل این لایه غیرالگوریتمی است، ایجاد کند.

یافته های این تحقیق در مجله Holography Applications in Physics منتشر شد.