Идея о том, что наша Вселенная может быть симуляцией, запущенной на суперкомпьютере продвинутой цивилизации, давно будоражит воображение любителей научной фантастики. Однако новое исследование, проведённое в Университете Британской Колумбии в Оканагане, математически доказало, что это не просто маловероятно — это невозможно.
Доктор Мир Файзал, адъюнкт-профессор факультета естественных наук Ирвинга К. Барбера при Университете Британской Колумбии в Оканагане, и его международные коллеги — доктора Лоуренс М. Краусс, Аршид Шабир и Франческо Марино — показали, что фундаментальная природа реальности устроена так, что никакой компьютер не сможет её симулировать.
Их выводы, [опубликованные](https://jhap.du.ac.ir/article488.html) в Journal of Holography Applications in Physics_, выходят за рамки простого предположения о том, что мы не живём в мире, подобном «Матрице». Они доказывают нечто более глубокое: Вселенная построена на основе понимания, которое существует за пределами досягаемости любого алгоритма.
«Предполагалось, что Вселенную можно симулировать. Если бы такая симуляция была возможна, то симулированная Вселенная могла бы сама породить жизнь, которая, в свою очередь, могла бы создать свою собственную симуляцию. Эта рекурсивная возможность заставляет предположить, что наша Вселенная скорее всего не является оригинальной, а представляет собой симуляцию, вложенную в другую симуляцию», — говорит доктор Файзал. «Эта идея когда-то считалась лежащей за пределами досягаемости научных исследований. Однако наше недавнее исследование продемонстрировало, что это, на самом деле, можно научно обосновать».
Исследование основано на удивительном свойстве самой реальности. Современная физика ушла далеко вперёд от ньютоновского представления о «веществе», которое движется в пространстве. Теория относительности Эйнштейна заменила ньютоновскую механику. Квантовая механика снова изменила наше понимание. Сегодняшняя передовая теория — квантовая гравитация — предполагает, что даже пространство и время не являются фундаментальными. Они возникают из чего-то более глубокого: чистой информации.
Эта информация существует в том, что физики называют платонической сферой — математическим основанием, более реальным, чем физическая Вселенная, которую мы испытываем. Именно из этой сферы возникают пространство и время.
Команда продемонстрировала, что даже эта информационная основа не может полностью описать реальность с помощью одних вычислений. Они использовали мощные математические теоремы, включая теорему Гёделя о неполноте, чтобы доказать, что полное и непротиворечивое описание всего требует того, что они называют «неалгоритмическим пониманием».
Представьте себе компьютер, который следует рецептам, шаг за шагом, независимо от того, насколько они сложны. Но некоторые истины можно постичь только через неалгоритмическое понимание — понимание, которое не вытекает из какой-либо последовательности логических шагов. Эти «гёделевские истины» реальны, но их невозможно доказать с помощью вычислений.
«Мы продемонстрировали, что невозможно описать все аспекты физической реальности с помощью вычислительной теории квантовой гравитации», — говорит доктор Файзал. «Следовательно, ни одна физически полная и непротиворечивая теория всего не может быть выведена исключительно из вычислений. Скорее, для этого требуется неалгоритмическое понимание, которое является более фундаментальным, чем вычислительные законы квантовой гравитации, и, следовательно, более фундаментальным, чем само пространство-время».
Доктор Лоуренс М. Краусс, соавтор исследования, говорит, что эта работа имеет глубокие последствия. «Фундаментальные законы физики не могут быть ограничены пространством и временем, потому что они их порождают. Однако давно существовала надежда, что истинно фундаментальная теория всего однажды сможет описать все физические явления с помощью вычислений, основанных на этих законах. Однако мы продемонстрировали, что это невозможно. Полное и непротиворечивое описание реальности требует чего-то более глубокого — формы понимания, известной как неалгоритмическое понимание».
Заключение команды ясно и знаменует собой важное научное достижение, говорит доктор Файзал. «Любая симуляция по своей сути алгоритмична — она должна следовать запрограммированным правилам», — говорит он. «Но поскольку фундаментальный уровень реальности основан на неалгоритмическом понимании, Вселенная не может быть и никогда не может быть симуляцией».
Гипотеза о симуляции долгое время считалась непроверяемой, относилась к философии и даже научной фантастике, а не к науке. Это исследование переносит её в область математики и физики и даёт однозначный ответ.
Предоставлено [Университетом Британской Колумбии](https://phys.org/partners/university-of-british-columbia/)
published in the Journal of Holography Applications in Physics, go beyond simply suggesting that we’re not living in a simulated world like The Matrix. They prove something far more profound: the universe is built on a type of understanding that exists beyond the reach of any algorithm.»,»\»It has been suggested that the universe could be simulated. If such a simulation were possible, the simulated universe could itself give rise to life, which in turn might create its own simulation. This recursive possibility makes it seem highly unlikely that our universe is the original one, rather than a simulation nested within another simulation,\» says Dr. Faizal. \»This idea was once thought to lie beyond the reach of scientific inquiry. However, our recent research has demonstrated that it can, in fact, be scientifically addressed.\»»,»The research hinges on a fascinating property of reality itself. Modern physics has moved far beyond Newton’s tangible \»stuff\» bouncing around in space. Einstein’s theory of relativity replaced Newtonian mechanics. Quantum mechanics transformed our understanding again. Today’s cutting-edge theory—quantum gravity—suggests that even space and time aren’t fundamental. They emerge from something deeper: pure information.»,»This information exists in what physicists call a Platonic realm—a mathematical foundation more real than the physical universe we experience. It’s from this realm that space and time themselves emerge.»,»Here’s where it gets interesting. The team demonstrated that even this information-based foundation cannot fully describe reality using computation alone. They used powerful mathematical theorems—including Gödel’s incompleteness theorem—to prove that a complete and consistent description of everything requires what they call \»non-algorithmic understanding.\»»,»Think of it this way. A computer follows recipes, step by step, no matter how complex. But some truths can only be grasped through non-algorithmic understanding—understanding that doesn’t follow from any sequence of logical steps. These \»Gödelian truths\» are real, yet impossible to prove through computation.»,»Here’s a basic example using the statement, \»This true statement is not provable.\» If it were provable, it would be false, making logic inconsistent. If it’s not provable, then it’s true, but that makes any system trying to prove it incomplete. Either way, pure computation fails.»,»\»We have demonstrated that it is impossible to describe all aspects of physical reality using a computational theory of quantum gravity,\» says Dr. Faizal. \»Therefore, no physically complete and consistent theory of everything can be derived from computation alone. Rather, it requires a non-algorithmic understanding, which is more fundamental than the computational laws of quantum gravity and therefore more fundamental than spacetime itself.\»»,»Since the computational rules in the Platonic realm could, in principle, resemble those of a computer simulation, couldn’t that realm itself be simulated?»,»No, say the researchers. Their work reveals something deeper.»,»\»Drawing on mathematical theorems related to incompleteness and indefinability, we demonstrate that a fully consistent and complete description of reality cannot be achieved through computation alone,\» Dr. Faizal explains. \»It requires non-algorithmic understanding, which by definition is beyond algorithmic computation and therefore cannot be simulated. Hence, this universe cannot be a simulation.\»»,»Co-author Dr. Lawrence M. Krauss says this research has profound implications. \»The fundamental laws of physics cannot be contained within space and time, because they generate them. It has long been hoped, however, that a truly fundamental theory of everything could eventually describe all physical phenomena through computations grounded in these laws. Yet we have demonstrated that this is not possible. A complete and consistent description of reality requires something deeper—a form of understanding known as non-algorithmic understanding.\»»,»The team’s conclusion is clear and marks an important scientific achievement, says Dr. Faizal.»,»\»Any simulation is inherently algorithmic—it must follow programmed rules,\» he says. \»But since the fundamental level of reality is based on non-algorithmic understanding, the universe cannot be, and could never be, a simulation.\»»,»The simulation hypothesis was long considered untestable, relegated to philosophy and even science fiction, rather than science. This research brings it firmly into the domain of mathematics and physics, and provides a definitive answer.»,»\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tProvided by\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tUniversity of British Columbia\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t»,»\n\t\t\t\t\t\t\tMore from Other Physics Topics\n\t\t\t\t\t\t «]’>Источник