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物理学家已用数学方法证明宇宙并非计算机模拟

加新网CACnews.ca| 2025-11-2 16:25 |来自: cnBeta

加拿大英属哥伦比亚大学(Okanagan校区)的物理学家团队发布了最新研究成果,从数学和物理角度论证了“宇宙并非计算机模拟”的观点。长期以来,科幻作品中常探讨“我们的宇宙是否可能只是某种更高级文明超级计算机中的模拟”,但据此次发表在《物理全息应用杂志》(Journal of Holography Applications in Physics)上的论文,专家认为这一设想不仅不太可能,甚至在数学上也是不可能成立的。
物理学家已用数学方法证明宇宙并非计算机模拟

该团队主要成员包括Faizal博士及Lawrence M. Krauss、Arshid Shabir和Francesco Marino几位国际物理学家。他们指出,虽然理论上模拟宇宙可以产生生命,并进一步产生递归的模拟世界,但现实中的物理本质却是任何现有算法系统无法复制的。Faizal博士表示,“以前大家认为,宇宙是否真实这一问题超越科学范畴,我们的最新研究则证明可以用科学手段加以探讨。”研究核心在于现代物理对“现实”本质的理解。爱因斯坦的相对论和量子力学让人们超越了牛顿时代的机械论。近期发展出的“量子引力”理论更进一步认为空间和时间不是最根本的存在,它们源自一种更深层的“信息”。这些信息属于物理学家所谓的“柏拉图领域”,是凌驾于我们经验宇宙之上的数学根基。团队进一步证明,即使是信息层面,也无法仅用计算方式完整描述现实。他们利用哥德尔不完备性定理等数学工具证明,要对一切事物做出完整且自洽的理论证明,必须依赖所谓“非算法理解”,而这个认知超越了任何程序化的逻辑步骤。

论文举例:计算机只能按照设定步骤运行。但某些真理(如哥德尔句:“此真命题不可证明”)却必须通过非算法逻辑来领会,否则将导致系统或不自洽或不完备。因此,单靠计算理论,无法囊括物理现实全部层面。“我们的结论是:无法仅用计算理论完整描述量子引力及物理现实,因此,对宇宙的说明必须依赖超越计算规则的理解,而这超越了时空本身。”

研究进一步解释,“柏拉图领域中的计算法则看似可以模拟宇宙,但根据不完备性和不可定义性数学定理,现实的完整描述不可能只靠计算完成,必须依赖无法程序化的认知。由此决定,宇宙绝不可能是模拟。”

合著者Krauss博士补充指出,此发现对物理学具有深远意义,因为最根本的物理法则本身在空间和时间之外,它们生成了我们的时空。虽然科学界曾期望最终能找到计算理论来解释所有物理现象,但最新研究显示,全面描述现实需要更深层次的“非算法性理解”。

Faizal博士总结道:“任何模拟本质上都是算法性的,都依赖于既定程序规则。而宇宙的根本层面是非算法性的——这意味着我们的世界绝不可能是电脑模拟。”团队认为,这项工作首次将“模拟宇宙假说”纳入数学与物理学的科学范畴,并给出了明确答案。

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