我们的宇宙是个计算机程序吗？科学家终于给出了答案
环球科学约 4 分钟图片来源：Unsplash
来源 | University of British Columbia Okanagan campus
编辑 | 二七
“我们的宇宙可能只是一套精密的计算机模拟程序”，几十年来，这个设想一直是科幻作品最爱的主题。然而最近加拿大不列颠哥伦比亚大学奥肯那根分校的最新研究表明，这一概念不仅难以成立，从数学角度来说更是不可能实现。
这项研究发表于《物理全息应用期刊》（Journal of Holography Applications in Physics），不仅否定了类似《黑客帝国》的模拟宇宙理论，更进一步证明：宇宙的结构基于某种超越任何算法理解范围的认知维度。
“有人提出宇宙可能是一个模程序的。如果这样，那么模拟出的宇宙自身也可能孕育生命，而这些生命又可能创造它们自己的模拟世界。”不列颠哥伦比亚大学奥肯那根校区欧文·K·巴伯理学院客座教授米尔·法伊萨尔（Mir Faizal）解释道，“这种递归的可能性使得我们更有可能位于‘多重嵌套模拟’中，而身处‘原始宇宙’的概率极低。这个猜想曾被认为超出科学验证范畴，但我们最新研究表明它实际上可以被科学手段检验。”
研究团队的发现基于人们对现实本质认知的不断演变。物理学已远超越牛顿提出的固体在空间中运动的观点——爱因斯坦的相对论取代了这种经典模型，而量子力学则再次改变了这一范式。如今在理论物理学的最前沿，量子引力理论提出：时空本身也非基本要素，它们实则源于更本质的存在——纯粹的信息。
物理学家将这一信息层描述为“柏拉图领域”（Platonic realm）——一个比我们所感知的物理世界更真实的数学基础。最新研究表明，时空结构正是从这个领域中诞生的。
然而，科学家证实，即便是这种基于信息的结构也无法仅通过计算来完整描述现实。通过运用包括哥德尔不完备定理在内的数学原理，他们证明了任何自洽且完备的存在模型都需要“非算法性认知”要素。
要理解这一概念，不妨设想计算机的工作原理。计算机就是在逐步执行一系列既定指令。然而存在某些真理，是无法通过任何逻辑运算序列触及的。这被称为“哥德尔式真理”（Gödelian truths），它们虽真实存在，却无法通过计算得以证明。
考虑这个陈述：“这个真实陈述无法被证明。”如果它能被证明，则该陈述为假，与逻辑相矛盾。如果它无法被证明，则该陈述为真，这意味着任何试图证明它的逻辑系统都是不完备的。无论哪种情况，仅靠计算都是不够的。
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“我们已经证明，不可能用量子引力的计算理论来描述物理现实的所有方面，”法伊萨尔表示，“因此，任何物理上完备且一致的全息理论都无法仅通过计算推导得出。相反，它需要一种非算法性的理解——这比量子引力的计算定律更为基础，因而也比时空本身更为根本。”
如果柏拉图领域的底层规则与计算机模拟的规则相似，那么该领域本身是否可能被模拟？研究人员给出的答案是否定的。
“基于与不完备性和不可定义性相关的数学定理，我们证明仅通过计算无法实现对现实的完全一致且完整的描述，”法伊萨尔解释道，“这需要非算法性的理解，而根据定义，它超越了算法计算的范畴，因而无法被模拟。因此，这个宇宙不可能是模拟产物。”
正如法伊萨尔的总结：“任何模拟本质上都是算法性的——必须遵循预设规则。但现实的基本层面建立在非算法性认知基础上，因此宇宙不可能是、也永远不可能是一场模拟。”
多年来，模拟假说被认为无法验证，仅存在于哲学和科幻领域。然而这项新研究将其牢牢锚定于数学与物理理论之中——为科学界最引人入胜的疑问之一提供了可能是终极的确定性答案。
原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251110021052.htm
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