IT之家 11 月 2 日消息，一項新研究運用邏輯與物理學，為科學界最重大的問題之一提供了明確的答案。

科幻作品中常常會出現這樣一個構想：“如果我們的整個宇宙，實際上是由一個先進文明的超級計算機所創造的模擬世界呢？”

然而，來自英屬哥倫比亞大學奧肯那根分校（UBC Okanagan）的新研究表明，這種設想不僅極不可能，而且在數學上根本不可能實現。

UBC 奧肯那根分校歐文?K?巴伯理學院的兼職教授米爾?法伊扎爾博士（Dr. Mir Faizal），聯合勞倫斯?M?克勞斯博士（Dr. Lawrence M. Krauss）、阿爾希德?沙比爾博士（Dr. Arshid Shabir）和弗朗西斯科?馬里諾博士（Dr. Francesco Marino）等國際團隊成員，共同證明：現實最深層的運作方式，從根本上就無法被任何計算機復制。

據IT之家了解，這項發表于《全息技術在物理學中的應用》期刊（Journal of Holography Applications in Physics）的研究，駁斥了諸如《黑客帝國》這類“我們可能生活在一個模擬現實中”的流行假說，提出了一個更為深刻的結論：宇宙本身建立在一種無法通過任何算法捕捉或再現的理解基礎之上。

“有人提出，宇宙是可以被模擬的。如果這樣的模擬是可能的，那么這個被模擬出的宇宙本身也可能孕育生命，而這些生命又可能創造出自己的模擬世界。這種遞歸式的可能性，使得我們所處的宇宙更有可能是一個嵌套于另一層模擬之中的次級模擬，而非原始的真實宇宙。”法伊扎爾博士解釋道，“這一想法過去被認為超出了科學探究的范疇。但我們的最新研究證明，它實際上是可以用科學方法加以檢驗的。”

這項研究的核心，基于現實本身一個引人入勝的特性。現代物理學早已超越了牛頓時代那種物體在空間中碰撞運動的經典圖景。愛因斯坦的相對論取代了牛頓力學；量子力學再次革新了我們的認知；而當今最前沿的理論 —— 量子引力理論則進一步指出，即便是空間和時間也并非基本存在，它們源于更深層的東西：純粹的信息。

這些信息存在于物理學家所謂的“柏拉圖領域”（Platonic realm）之中 —— 一個比我們所感知的物理宇宙更為根本的數學基礎。正是從這一領域中，時空本身得以生成。

研究團隊證明，即便是這種基于信息的基礎，也無法僅通過計算來完整描述現實。他們運用了包括哥德爾不完備定理在內的強大數學定理，證明要對萬物進行完整且一致的描述，需要一種他們稱之為“非算法理解”的東西。

可以這樣理解：計算機無論多么復雜，都只能按照既定步驟執行“程序”。但有些真理卻無法通過一系列邏輯步驟推導得出，只能通過非算法性的直覺或理解來把握。這類被稱為“哥德爾式真理”（G?delian truths）的存在是真實的，但卻無法通過計算過程予以證明。

舉個簡單的例子：“這個真實的陳述是不可證明的。”如果它是可證明的，那就意味著它是假的，從而導致邏輯系統不一致；如果它不可證明，那它就是真的，但這說明任何試圖證明它的系統都是不完備的。無論哪種情況，純計算都會失敗。

“我們已經證明，無法通過任何基于計算的量子引力理論來完整描述物理現實的所有方面。”法伊扎爾博士表示，“因此，任何物理上完備且自洽的‘萬物理論’都不可能單靠計算推導出來。相反，它需要一種‘非算法性理解’，這種理解比量子引力的計算法則更根本，因而也比時空本身更基本。”

既然柏拉圖領域中的計算規則原則上可能類似于計算機模擬的運行機制，那么這個領域本身是否也可以被模擬？研究人員的回答是否定的。

“我們借助與不完備性和不可定義性相關的數學定理表明，僅靠計算無法實現對現實的完全一致且完整的描述。”法伊扎爾博士解釋道，“它必須依賴非算法性理解，而這種理解本質上超越了算法運算，因此無法被模擬。正因如此，我們的宇宙不可能是某種模擬產物。”

合著者勞倫斯?M?克勞斯博士指出，這項研究具有深遠意義：“物理的基本定律不能局限于時空之內，因為正是它們生成了時空本身。長期以來，人們一直期望能有一種真正根本的‘萬物理論’，最終可通過植根于這些定律的計算來描述所有物理現象。但我們已經證明，這是不可能的。要實現對現實的完整且自洽的描述，需要某種更深的東西 —— 即所謂‘非算法性理解’。”

法伊扎爾博士強調，該團隊的結論清晰明確，并標志著一項重要的科學突破：“任何模擬本質上都是算法性的 —— 它必須遵循預設的程序規則。但由于現實的根本層面建立在非算法性理解之上，因此宇宙不可能是、也永遠不可能是一個模擬。”

長期以來，“模擬假說”被認為無法驗證，因而被歸入哲學甚至科幻領域，而非科學范疇。而這項研究將其正式帶入數學與物理學的疆域，并給出了一個決定性的答案：我們的宇宙不是模擬，也不可能被模擬。