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宇宙是计算机模拟出来的(整个宇宙可以看作一台计算机,宇宙的运算能力)

一项新的研究称,我们目前可见的宇宙可能包含大约6x1080比特的信息。有些人认为这些发现暗示了一种可能性,即宇宙实际上是一个巨大的计算机模拟程序。这是一个令人难以置信的数字,但其背后是一个更加奇怪的假设。

60年前,德裔美国物理学家罗夫·兰道(Rove Landauer)提出了信息与能量的等效关系,指出在经典计算机中擦除一个经典比特的信息会产生一点热量,而热量只是能量的一种形式。

阿尔伯特·爱因斯坦著名的质能方程E = mc2表明能量和物质是彼此不同的形式。

因此,英国朴茨茅斯大学的物理学家梅尔文·沃普森(Melvin Wopson)曾推测,信息、能量和质量之间可能存在某种关系。

“利用质能信息等效的原理,我推测信息可能是宇宙中物质的主要形式之一,”沃尔夫森说。他补充说,信息甚至可以解释暗物质,这是一种组成宇宙大部分的神秘物质。

于是,沃普森开始测量单个亚原子粒子(如质子或中子)中的信息量,并认为这些实体完全可以用三个基本特征来描述,即质量、电荷和自旋。这些特征将基本粒子相互区分开来,它们可以被视为“信息”。

1948年,美国数学家和工程师克劳德·香农(claude shannon)在一篇开创性的论文《传播的数学理论》中首次给出了信息的具体定义。

根据信息论的创始人,信息是不确定性的消除。为了度量信息量,香农提出了“信息熵”的概念。

在研究信息传递的最大效率时,他引入了“比特”的概念。比特值可以是0也可以是1,是用来度量信息的单位,就像英尺或米是距离的单位,摄氏度是温度的单位一样。

利用香农公式,沃森计算出一个质子或中子应该包含1.509比特的编码信息。然后,沃尔夫森推导出了哈勃体积中粒子总数的估计值——大约1080个,与之前的估计值一致——以此来确定宇宙的信息总量。即使得出的数字看起来十分巨大,但它仍不足以解释宇宙中的暗物质。在早期的工作中,估计大约需要1093比特的信息——比他得到的这个数字大10万亿倍——才能解释整个可见宇宙。虽然计算出的数字比预期的要小,但原因不确定。计算的重点是质子和中子等粒子,而忽略了电子、中微子和夸克等实体。只有质子和中子可以存储关于它们自身的信息。

但这种假设可能是错误的。也许其他粒子也可以储存关于自己的信息。

虽然沃森的计算可能不会立即应用,但这样的结果可能对那些认为可见宇宙实际上是一个大型计算机模拟程序的人有用。这个所谓的模拟程序假设是“一个非常有趣的想法”。

当然,到现在为止,宇宙是模拟程序的假设仍然只是假设,没有办法知道是真是假。

宇宙是计算机模拟出来的(整个宇宙可以看作一台计算机,宇宙的运算能力)-图1

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