物理學家說，宇宙“可疑地”像一個計算機模擬

長期以來，我們一直理所當然地認為重力是基本的自然的力量– 將宇宙縫合在一起的無形線之一。但假設(shè)這不是真的。假設(shè)萬有引力定律只是更基本的東西的回聲：宇宙在類似計算機的代碼下運行的副產(chǎn)品。

這就是我最新研究的前提，發(fā)表在《AIP Advances》雜志上.它表明，引力不是一種將物體相互吸引的神秘力量，而是自然信息定律的產(chǎn)物，我稱之為信息動力學第二定律。

這個概念似乎是科幻小說，但卻是建立在物理學基礎(chǔ)上的，并有證據(jù)表明宇宙似乎像計算機模擬一樣可疑地運作。

在數(shù)字技術(shù)中，一直到手機中的應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)空間世界，效率是關(guān)鍵。計算機一直在壓縮和重組其數(shù)據(jù)以節(jié)省內(nèi)存和計算機能力。也許宇宙中也發(fā)生了同樣的事情？

信息論是對信息量化、存儲和通信的數(shù)學研究，可以幫助我們理解正在發(fā)生的事情。原來由數(shù)學家 Claude Shannon 開發(fā)，它在物理學中越來越受歡迎，并被用于越來越多的研究領(lǐng)域。

在2023 論文，我用信息論提出了我的第二定律信息動力學。

它規(guī)定，在任何給定的封閉信息系統(tǒng)中，信息“熵”或信息雜亂的程度都必須減少或保持靜態(tài)。這與流行的第二定律熱力學，它決定了物理熵或無序總是增加。

取一杯冷卻杯咖啡.能量從熱流向冷，直到咖啡的溫度與房間的溫度相同并且其能量最小——這種狀態(tài)稱為熱平衡。此時系統(tǒng)的熵是最大值——所有分子都最大地分布，具有相同的能量。這意味著液體中每個分子的能量擴散減少。

如果根據(jù)每個分子的能量來考慮其信息內(nèi)容，那么在開始時，在一杯熱咖啡中，信息熵是最大的，而在平衡時，信息熵是最小的。這是因為幾乎所有分子都處于相同的能級，在信息信息中成為相同的字符。因此，當熱平衡時，不同可用能量的分布會減少。

但是，如果我們只考慮位置而不是能量，那么當粒子在太空中隨機分布時，就會出現(xiàn)很多信息混亂——跟上它們的速度所需的信息是相當大的。然而，當它們在引力下整合在一起時，就像行星、恒星和星系一樣，信息會變得緊湊，更容易管理。

在仿真中，當系統(tǒng)試圖更高效地運行時，就會發(fā)生這種情況。因此，在引力影響動的物質(zhì)根本不需要是力的結(jié)果。也許這是宇宙壓縮它必須處理的信息的方式的一個函數(shù)。

在這里，空間不是連續(xù)和平滑的?？臻g由微小的信息“單元”組成，類似于照片中的像素或計算機游戲屏幕上的方塊。每個細胞中都有關(guān)于宇宙的基本信息——比如說，一個粒子在哪里——所有這些都被聚集在一起，構(gòu)成了宇宙的結(jié)構(gòu)。

如果在此空間內(nèi)放置項目，系統(tǒng)將變得更加復(fù)雜。但是，當所有這些項目組合在一起成為一個項目而不是多個項目時，信息又變得簡單了。

在這種觀點下，宇宙自然而然地傾向于尋求處于那些最小信息熵的狀態(tài)。真正的問題是，如果你計算數(shù)字，這種簡單化趨勢產(chǎn)生的熵“信息力”完全等同于牛頓萬有引力定律。如我的論文所示.

該理論建立在早期對“熵引力”的研究之上，但更進一步。在將信息動力學與引力聯(lián)系起來的過程中，我們得出了一個有趣的結(jié)論，即宇宙可能在某種宇宙軟件上運行。在人工宇宙中，最高效率規(guī)則是預(yù)期的。對稱性是意料之中的。壓縮是預(yù)期的。

而定律——即引力——將有望從這些計算規(guī)則中出現(xiàn)。

我們可能還沒有明確的證據(jù)表明我們生活在模擬中。但是我們看得越深，我們的宇宙似乎就越像計算過程.

梅爾文·沃普森， 物理學副教授，樸茨茅斯大學

本文轉(zhuǎn)載自對話根據(jù) Creative Commons 許可。閱讀原創(chuàng)文章.

寶寶起名 起名