IBMs Four Qubit Square Circuit, ein bahnbrechender Fortschritt in der Berechnung, könnte zu Computern führen, die leistungsfähig genug sind, um ein Universum zu simulieren. Bildnachweis: IBM Research.

Fragen Sie Ethan: Könnte das Universum eine Simulation sein?

Und wenn ja, können wir dann feststellen, dass dies der Fall ist?

„Glaube ich zum Beispiel, dass ich mit Magie fliegen könnte? Wie würden Sie die Schwerkraft umgehen? Unmöglich. Glaube ich, dass ich mein Bewusstsein in eine sehr, sehr lebendige Simulation des Fliegens projizieren kann? Ja. Ja, das habe ich getan. Ja, das funktioniert. “- Alan Moore

Wir nehmen jeden Tag als selbstverständlich an, dass das, was wir als „real“ wahrnehmen, tatsächlich eine Art objektive Realität widerspiegelt. Dass die Atome und Moleküle, aus denen sich unser Körper zusammensetzt, tatsächlich existieren; dass die mit uns wechselwirkenden Photonen Energie und Impuls besitzen; dass die Neutrinos, die uns passieren, echte Quantenteilchen sind. Aber vielleicht existiert das Universum, von den kleinsten subatomaren Teilchen bis zu den größten Sammlungen von Galaxien, nicht als physikalische Einheit, sondern lediglich als Simulation in einer anderen, wahreren Realität. Zwei meiner Leser (und alte Schulkameraden), Rudy und Samir, möchten etwas über die Simulationsidee wissen:

Rudy: Ich bin skeptisch, aber das ist interessant.
Samir: Dies ist ein Thema von extremem Interesse und ich möchte unbedingt Ethans Gedanken dazu hören.

Es mag sich wie etwas aus einer Science-Fiction-Geschichte anhören, aber vielleicht steckt etwas Physik dahinter.

Photonen unterschiedlichster Energie bewegen sich mit gleicher Geschwindigkeit. Andere unerwartete Unterschiede könnten darauf hindeuten, dass unser Universum eine Simulation war. Bildnachweis: NASA / Sonoma State University / Aurore Simonnet.

Eines der großen Geheimnisse der Natur ist, warum die Naturgesetze die Werte haben, die sie haben. Warum gibt es nur einen festen Satz von fundamentalen Partikeln, Wechselwirkungen und fundamentalen Konstanten, die das Universum beschreiben? Wir haben keine mathematischen oder physikalischen Prinzipien, die bestimmen, woraus unser Universum bestehen muss, oder die es uns ermöglichen, das abzuleiten, was grundlegend existiert. Wir sind selbst im Universum und können nur eine begrenzte Menge davon bis zu einem begrenzten Grad an Empfindlichkeit beobachten. Ein Teil davon ist auf die Beschränkungen unserer Ausrüstung zurückzuführen, ein Teil dieser Beschränkungen ist jedoch von grundlegender Bedeutung.

Eine logarithmisch skalierte Ansicht des beobachtbaren Universums, wobei der „Rand“ des roten Lichts den CMB definiert, den wir heute sehen. Bildnachweis: Pablo Carlos Budassi, unter einer c.c.a.-s.a.-3.0-Lizenz.

In Entfernungen von mehr als 46 Milliarden Lichtjahren können wir nichts sehen, da die Zeit, die seit dem Urknall vergangen ist, in Kombination mit der Lichtgeschwindigkeit nicht ausreicht, um weiter zu sehen. Wegen der Einschränkungen unserer Beschleunigertechnologie können wir derzeit keine Entfernungen unter 10 bis 19 Metern abfragen, aber das Universum selbst hat eine grundlegende Quantengrenze von 10 bis 35 Metern. Selbst mit unbegrenzter Technologie könnten wir keine Entfernungen untersuchen, die kleiner sind als diese. Und Versuche, verschiedene Parameter gleichzeitig zu messen, zeigen grundlegende Unsicherheiten auf, die niemals überwunden werden können: die Quantengrenzen des Erkennbaren.

Ein Beispiel für die inhärente Unsicherheit zwischen Position und Impuls auf Quantenebene. Bildnachweis: E. Siegel, basierend auf der Arbeit des Wikimedia Commons-Benutzers Maschen.

Es ist möglich, dass es reale, physikalische Erklärungen dafür gibt, warum diese und andere Parameter des Universums so sind, wie sie sind, und dass wir sie einfach noch nicht entdeckt haben. Es ist aber auch plausibel, dass sie die Werte haben, die sie tun, weil sie in unserem Universum selbst kodiert wurden. Auch nicht im übertragenen Sinne, sondern im realen Sinne: Vielleicht ist das Universum wirklich eine Simulation. Unsere Rechenleistung hat in den letzten 70 Jahren eine alarmierende Rate erreicht. Dabei haben wir uns von Vierfunktionsrechnern, die gebäudegross und langsamer und weniger leistungsfähig als viele menschliche Mathematiker sind, zu Supercomputern entwickelt, die die Größe eines Druckers haben, der in einer Angelegenheit von etwa einer Milliarde Jahren Billionen-Partikel-Simulationen ausführen kann Protokoll.

Wenn die Rechenleistung auf ein ausreichend hohes Niveau ansteigt, können wir im Prinzip jedes Teilchen im gesamten Universum im Verlauf seiner Geschichte simulieren. Wenn der von uns erstellte Computer ein Quantencomputer wäre, der in der Lage wäre, jedes einzelne Teilchen in einem unbestimmten Quantenzustand zu halten, könnte er möglicherweise diese fundamentale Quantenunsicherheit berücksichtigen, die alles zu besitzen scheint. Und wenn diese Simulation zu Planeten mit lebenden, intelligenten Wesen führen würde, könnten sie dann feststellen, dass sie in einer Simulation leben? Sicherlich sind Wissenschaftler, die mit "Nein" streiten, leicht zu finden, wie der NASA-Wissenschaftler Rich Terrile, der hier häufig zitiert wird und folgende Aussagen macht:

Sogar Dinge, die wir als kontinuierlich betrachten - Zeit, Energie, Raum, Volumen - haben alle eine endliche Grenze für ihre Größe. Wenn dies der Fall ist, ist unser Universum sowohl berechenbar als auch endlich. Mit diesen Eigenschaften kann das Universum simuliert werden.
Bestimmte Korrelationen oder physikalische Beobachtungen könnten Indikatoren für ein simuliertes Universum sein, aber viele Annahmen bleiben ungewiss. Bildnachweis: Pixabay User Insspirito.

Aus physikalischer Sicht mag dies jedoch nicht zutreffen. Quantenunsicherheit mag real sein, aber das bedeutet nicht, dass Raum und Zeit quantisiert werden oder dass die Photonenenergie nicht willkürlich klein sein kann. Das beobachtbare Universum mag endlich sein, aber wenn Sie das nicht beobachtbare Universum mit einbeziehen, kann es schließlich unendlich sein. Wir verwenden auch alle Arten von Tricks, um die Rechenlast unserer Simulationen zu reduzieren, aber der Beweis, dass das Universum diese Art von Tricks verwendet, würde sich in Experimenten als „verschwommenes“ Ergebnis in ausreichend kleinen Abständen zeigen, was wir überhaupt nicht sehen .

Eine der Röhren der GEO600-Detektoren, die die Signalunschärfe im Einklang mit unserem Universum suchten, war eine Simulation. Es wurde keine Unschärfe gefunden. Bildnachweis: Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik / Leibniz Universität Hannover.

Zwar zeigen sich Ergebnisse der Informationstheorie häufig in der fortgeschrittenen theoretischen Physikforschung, doch könnte dies genauso gut daran liegen, dass beide konsistente mathematische Beziehungen einhalten. Einige Argumente - dass es in Zukunft einfach sein wird, einen Geist zu simulieren, und daher wird es eines Tages mehr simulierte als organische Geister geben, und daher ist es wahrscheinlicher, dass wir simulierte Geister sind - sind so einfach und leicht, Löcher in diese zu stechen Es ist traurig, sie als legitim zu betrachten. Warum sollte sich jemand, der in der Lage ist, ein ganzes Universum zu simulieren, dafür interessieren, den Geist eines Menschen zu simulieren? Bereits im April gab es eine Debatte zwischen einer Reihe von Wissenschaftlern zu diesem Thema, wobei Lisa Randall die beste Linie der Nacht in Bezug auf die Simulationshypothese hatte:

Eigentlich interessiert mich sehr, warum so viele Leute das für eine interessante Frage halten.

Natürlich ist es eine Möglichkeit, die die Fantasie anregt. Und sicherlich gibt es Einschränkungen, die wir dieser Hypothese auferlegen können, indem wir Raum, Zeit, Materie und Energie mit größerer Präzision und höheren Energien messen. Aber unser Verständnis der Realität hat sich immer weiterentwickelt, indem wir tiefere Fragen über das Universum selbst auf neuartige, grundlegendere Weise gestellt haben. Ähnlich wie die Berufung auf das anthropische Prinzip, die Berufung auf die Simulationshypothese als mögliche Erklärung für die Beantwortung der heutigen schwierigen Fragen, fühlt es sich an, als würde man die Wissenschaft aufgeben.

Das Chandra-Röntgenteleskop der NASA konnte der Granularität des Weltraums durch die Beobachtung ferner Quasare Grenzen setzen. Bildnachweis: Röntgen: NASA / CXC / FIT / E. Perlman; Abbildung: CXC / M. Weiss.

Wenn Sie Beweise finden - etwa durch kosmische Strahlung -, dass die Raumzeit diskret ist, ist dies ein unglaublicher Segen für unser Wissen über das Universum, aber es ist kein Beweis für die Simulationshypothese. Tatsächlich gibt es keine Möglichkeit, dies zu beweisen. Alle „Pannen“, die wir finden oder die wir nicht finden, können Eigenschaften des Universums selbst sein… oder Parameter, die von den Simulatoren dort eingegeben oder angepasst wurden. Philosophisch mag es eine Zivilisation ansprechen, die sich vorstellt, ein künstlich intelligentes Leben zu schaffen. Für einen fortgeschrittenen Simulator scheinen wir vielleicht genauso einfach zu sein, wie uns die Pixel in Conways Spiel des Lebens erscheinen.

Wir beurteilen den wissenschaftlichen Wert oder die Wahrscheinlichkeit einer Idee jedoch nicht danach, wie attraktiv sie ist. Ein Teil der Gründe, warum die Physik so faszinierend ist, liegt darin, wie wenig intuitiv sie ist und wie stark sie vorhersagbar ist. Selbst wenn wir wirklich in einer Simulation leben, sollte dies nicht unser Bestreben ändern, die Naturgesetze zu verstehen, wie sie auf diese Weise entstanden sind, warum die fundamentalen Konstanten die Werte haben, die sie haben, oder andere Fragen, die Sie möglicherweise zu den Naturgesetzen stellen Natur der Realität. "Weil wir in einer Simulation leben" ist keine Antwort auf diese Fragen. es wird einfach ein untrennbarer Teil unserer Realität.

Die Geheimnisse der Natur bleiben unsere zu lösenden Geheimnisse, und es liegt immer noch an uns, zu entscheiden, ob wir ihre Lösungen verfolgen wollen.

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Dieser Beitrag erschien zum ersten Mal bei Forbes und wird Ihnen von unseren Patreon-Unterstützern werbefrei zur Verfügung gestellt. Kommentieren Sie unser Forum und kaufen Sie unser erstes Buch: Beyond The Galaxy!