Изключена е вероятността Вселената да е симулация

Симулация ли е светът около нас е въпрос, който измъчва физиците през последния век, но може би най-накрая намира решение, което обаче не е такова, на което всички са се надявали.

В нов, подробен анализ на настоящата теория, екип от физици, ръководен от Мир Файзал (Mir Faizal) от Университета на Британска Колумбия, показва, че при изследването за обединение на Общата теория на относителността с квантовата механика, пространство-времето не се квантува - т.е. не се състои от отделни "пиксели", подобно на екрана на компютър.

Естествено следствие от това е, че Вселената не може да бъде симулация, тъй като всякакви подобни симулации би трябвало да работят по някакъв алгоритъм, обработващ базови елементи ("кванти").

Истински ли сме? "Мъж и жена, седнали заедно", картина от Едуард Пенфийлд (1897). Кредит: The New York Public Library (CC0 1.0)

Квантовата гравитация - "всичко това" не може да произлиза от "битове"

Един от най-зловредните тръни в разбирането ни за това как всичко работи е неразрешимата връзка между непрекъснатата тъкан на пространство-времето и размитата двойственост на квантовата механика. Знаем, че Вселената функционира, но математиката, използвана за описание на всяка една от двете области, се разпада, когато се приложи към другата.

Физиците отдавна търсят математическо решение – така наречената квантова гравитация или теория на всичко – което би позволило на физиката плавно да преминава между Общата теория на относителността и квантовата  теория.

Квантовата гравитация предполага, че дори пространството и времето не са фундаментални. Те произтичат от нещо по-дълбоко: чиста информация.

Тази информация съществува в това, което физиците наричат ​​платонова сфера – математическа основа, по-реална от физическата вселена, която преживяваме. Именно от тази сфера възникват самите пространство и време.

"Демонстрирахме, че е невъзможно да се опишат всички аспекти на физическата реалност, използвайки изчислителна теория на квантовата гравитация", заявява Файзал.

"Следователно, никаква физически пълна и последователна теория за всичко не може да бъде изведена само от "компютърни" изчисления. По-скоро това изисква неалгоритмично разбиране, което е по-фундаментално от изчислителните закони на квантовата гравитация и следователно по-фундаментално от самото пространство-време."

Екипът демонстрира, че дори тази основа, базирана на информация, не може да опише напълно реалността само с помощта на изчисления.

Файзал и колегите му разглеждат популярни опити за разрешаване на проблемите със свързването на Общата теория на относителността и квантовата теория, като например теорията на струните и цикличната квантова гравитация.

Тези теории предполагат, че пространствено-времевите и квантовите полета възникват от основата на чиста информация, отвъд която не съществува нищо – описано сбито от американския теоретичен физик Джон Уилър като "всичко това се свежда до битове" или физиката трябва да се сведе до прости въпроси с отговор "да" и "не". 

И все пак има основателни причини, казва екипът на Файзал, че "всичко това" не може да произлиза от "битове".

Във филма "Матрицата", разказващ за компютърно симулиран свят, червените и сините хапчета символизират избор, който героят трябва да направи между илюзията и истината на реалността. Кредит: ANIRUDH / Unsplash.

Теореми на непълнотата и неопределимостта

Изследователите използват мощни математически теореми, за да докажат, че пълното и последователно описание на всичко изисква това, което те наричат "неалгоритмично разбиране".

Да си представим това по следния начин. Компютърът следва рецепти стъпка по стъпка, независимо колко сложни са те. Но някои истини могат да бъдат схванати само чрез неалгоритмично разбиране – разбиране, което не следва от никаква последователност от логически стъпки. Макар някои "истини" да са реални, те са невъзможни за доказване чрез изчисления.

Ето един основен пример, използващ твърдението: "Това вярно твърдение не е доказуемо". Ако бе доказуемо, то би било невярно, което би направило логиката непоследователна. Ако не е доказуемо, тогава е вярно, но това прави всяка система, която се опитва да го докаже, непълна. Така или иначе, чистото изчисление се проваля.

"Опирайки се на математически теореми, свързани с непълнотата и неопределимостта, ние демонстрираме, че напълно последователно и пълно описание на реалността не може да бъде постигнато само чрез компютърни изчисления", обяснява Файзал.

"Това изисква неалгоритмично разбиране, което по дефиниция е отвъд алгоритмичните изчисления и следователно не може да бъде симулирано. Следователно тази Вселена не може да бъде симулация."

Твърдейки, че информацията, от която произлиза реалността, трябва да бъде едновременно фундаментална и крайна, физиците се обръщат към математиците Курт Гьодел (Kurt Gödel), Алфред Тарски ( Alfred Tarski) и Грегъри Чайтин (Gregory Chaitin), за да обсъдят хипотезата си.

Тези трима теоретици – последните двама, работещи през първата половина на 20-ти век, и Чайтин от 60-те години на миналия век – независимо един от друг са показали, че съществуват твърди граници на способността ни да разбираме Вселената.

Известните теореми за непълнотата на Гьодел (incompleteness theorems) от 1931 г. показват, че всяка последователна математическа система ще съдържа верни твърдения, които въпреки това не могат да бъдат доказани с помощта на собствените ѝ правила. Теоремата за неопределимост (undefinability theorem) на Тарски от 1933 г. показва, че аритметичната система не може да дефинира собствената си истинност.

Накрая, теоремата за непълнотата (incompleteness theorem) на Чайтин – която е подобна на работата на Гьодел – показва, че има твърда горна граница за сложността, която една формална алгоритмична система може да опише.

Използвайки тези логически теореми, изследователите установяват, че самата физика не може да бъде напълно изчислима. Те предлагат единственият начин да се реши Теория на всичко е да се добави неалгоритмичен слой над алгоритмичния, за да се създаде Метатеория на всичко или MToE (Meta Theory of Everything).

Този мета-слой би могъл да определи кое е истина извън математическата система, давайки на учените начин да изследват явления като информационния парадокс на черната дупка, без да нарушават математическите правила.

И, разбира се, това разрешава досадния проблем дали всъщност сме "истински".

"Всяка симулация е по своята същност алгоритмична – тя трябва да следва програмирани правила", посочва Файзал. "Но тъй като фундаменталното ниво на реалност се основава на неалгоритмично разбиране, вселената не може да бъде и никога не би могла да бъде симулация."

Справка: Consequences of Undecidability in Physics on the Theory of Everything; Mir Faizal, Lawrence M Krauss, Arshid Shabir, Francesco Marino; Journal of Holography Applications in Physics; Volume 5, Issue 2; June 2025; Pages 10-21; DOI: 10.22128/jhap.2025.1024.1118

Източници:

Physicists Just Ruled Out The Universe Being a Simulation, Michelle Starr, ScienceAlert

UBCO study debunks the idea that the universe is a computer simulation, UBCO 

Още по темата

28/07/2025

Физика

Защо хипотезата за симулацията е псевдонаука

28/03/2025

Космос

Учен твърди, че е открил улика за кода на вселенската симулация, в която живеем според него

11/10/2023

Физика

Нов физичен закон подкрепя идеята, че живеем в компютърна симулация (видео)

07/06/2016

Космос

Дали е прав Илън Мъск, че живеем в гигантска симулация? (видео)