模拟假说辩论升级:沃普森信息论与瓦扎的计算极限对决
编辑者: Irena I
模拟假说这一深刻的哲学与科学探究,自1999年电影《黑客帝国》普及以来,在2025年因信息论和计算物理学的新进展而再度升温。这场全球性的思想交锋,汇集了来自英国朴茨茅斯大学、意大利博洛尼亚大学和美国路易斯维尔大学的研究人员的观点,核心在于信息理论对该假说的支持与基于计算不可能性的反驳之间的张力。研究活动和相关出版物的时间跨度从2003年一直延伸至2025年初,其中2022年、2023年和2025年的研究成果尤为关键。
理论物理学家梅尔文·沃普森(Melvin Vopson)提出了“信息动力学第二定律”,这一概念与数字物理学的原理相契合,暗示宇宙的演化可能反映了冗余和低效率的最小化过程,类似于数据压缩算法。沃普森的研究,特别是他将引力重新诠释为信息优化的涌现效应,代表了一种新颖的理论框架,并暗示信息可能具有物理质量。他于2022年提出的信息动力学第二定律,与热力学第二定律形成对比,指出信息熵在系统内要么保持不变,要么随时间减少,这为检验信息系统的时间演化提供了新的工具,并被应用于遗传信息、原子物理学和宇宙学等领域。
与此形成鲜明对比的是,天体物理学家弗朗哥·瓦扎(Franco Vazza)通过严谨的能量计算,对模拟假说提出了量化的挑战,他认为模拟的成本使得该假说在物理上不可行。瓦扎的研究基于“信息即物理”的原则,并利用全息原理来评估模拟所需的资源,其论文发表在《物理学前沿》上。瓦扎的计算表明,要将地球模拟到普朗克尺度,所需的能量相当于将一个包含约10万颗恒星的球状星团的全部质量转化为能量。如果试图模拟整个可观测宇宙,所需能量甚至会超过宇宙本身所含有的能量。
这场辩论的背景可以追溯到2003年牛津大学哲学家尼克·鲍斯特罗姆(Nick Bostrom)提出的概率论证,该论证提出了一个三难困境:人类物种在达到“后人类”阶段前极有可能灭绝,或者后人类文明极不可能运行大量祖先模拟,或者我们几乎可以肯定生活在模拟中。埃隆·马斯克(Elon Musk)等知名人士对该假说的间歇性认可,以及约翰·巴罗(John Barrow)在2007年提出的自然常数变化可能暗示模拟错误的观点,都为这场持续的讨论增添了文化和历史的维度。
瓦扎的批评指出,任何与我们具有相同物理特性的宇宙,都无法在不耗尽自身能量的情况下运行一个逼真的模拟,即使是低分辨率的地球模拟,其每一步时间步长所需的能量也与银河系的总静止质量能量相当。然而,模拟假说的支持者,如林肯·坎农(Lincoln Cannon)的观点指出,瓦扎的评估可能高估了成本,因为他对意识的最小模拟需求以及超级智能的潜在能源获取能力(如戴森球)的假设可能过于保守。坎农强调,我们对意识的理解尚不完善,过早断言模拟不可能是不明智的。
沃普森的理论框架,特别是其信息质量假说,即信息具有质量,以及引力可能是信息优化结果的观点,为模拟假说提供了新的理论支撑,试图将这一概念从哲学领域推向主流科学。最终,这场争论清晰地展现了理论物理学中基于信息熵的创新性探索与基于能量限制的实用天体物理学分析之间的分野,引发了对现实本质的深刻反思。
21 查看
来源
New Scientist
IAI TV
Frontiers in Physics
Popular Mechanics
Lincoln Cannon
MDPI
你发现了错误或不准确的地方吗?
我们会尽快考虑您的意见。
