Der Four Qubit Square Circuit von IBM, ein wegweisender Fortschritt bei 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 auf irgendeine Weise 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 gehen jeden Tag davon aus, dass das, was wir als „real“ wahrnehmen, tatsächlich eine Art objektive Realität widerspiegelt. Dass die Atome und Moleküle, aus denen unser Körper besteht, tatsächlich existieren; dass die mit uns wechselwirkenden Photonen Energie und Impuls besitzen; dass die Neutrinos, die durch uns hindurchgehen, 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 nur als Simulation in einer anderen, wahreren Realität. Zwei meiner Leser (und alten Highschool-Freunde), 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 wirklich Ethans Gedanken dazu hören.

Es mag wie etwas aus einer Science-Fiction-Geschichte klingen, aber es könnte etwas Physik dahinter stecken.

Photonen mit sehr unterschiedlichen Energien bewegen sich mit der gleichen Geschwindigkeit. Andere unerwartete Unterschiede könnten ein Beweis dafür sein, 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 grundlegender Teilchen, Wechselwirkungen und grundlegender Konstanten, die das Universum beschreiben? Wir haben keine mathematischen oder physikalischen Prinzipien, die bestimmen, woraus unser Universum bestehen muss, oder die es uns ermöglichen, abzuleiten, was grundlegend existiert. Wir befinden uns selbst im Universum und können nur eine endliche Menge davon bis zu einem endlichen Grad an Empfindlichkeit beobachten. Ein Teil davon ist auf die Einschränkungen unserer Ausrüstung zurückzuführen, ein Teil dieser Einschränkungen 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 cca-sa-3.0-Lizenz.

In Entfernungen über 46 Milliarden Lichtjahre können wir nichts sehen, da die seit dem Urknall verstrichene Zeit in Kombination mit der Lichtgeschwindigkeit nicht ausreicht, um weiter sehen zu können. Aufgrund der Einschränkungen unserer Beschleunigertechnologie können wir derzeit keine Entfernungen unter etwa 10 bis 19 Metern untersuchen, aber das Universum selbst hat eine grundlegende Quantengrenze von 10 bis 35 Metern. Selbst mit unbegrenzter Technologie konnten wir keine kleineren Entfernungen untersuchen. Und Versuche, verschiedene Parameter gleichzeitig zu messen, zeigen grundlegende Unsicherheiten auf, die niemals überwunden werden können: die Quantengrenzen dessen, was erkennbar ist.

Eine Illustration zwischen der inhärenten Unsicherheit zwischen Position und Impuls auf Quantenebene. Bildnachweis: E. Siegel, basierend auf Arbeiten 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 haben, weil sie in unser 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 weiter alarmierend zugenommen. Dabei haben wir uns von Vierfunktionsrechnern mit der Größe von Gebäuden, die langsamer und weniger leistungsfähig sind als viele menschliche Mathematiker, zu Supercomputern mit der Größe eines Druckers entwickelt, der Billionen-Partikel-Simulationen ausführen kann, die in Milliardenhöhe ungefähr Milliarden von Jahren betragen Protokoll.

Wenn die Rechenleistung auf ein ausreichend hohes Niveau ansteigen würde, könnten wir im Prinzip jedes Teilchen im gesamten Universum im Laufe seiner Geschichte simulieren. Wenn der von uns erstellte Computer ein Quantencomputer wäre, der jedes einzelne Teilchen in einem unbestimmten Quantenzustand halten könnte, könnte er möglicherweise diese grundlegende Quantenunsicherheit berücksichtigen, die alles zu besitzen scheint. Und wenn diese Simulation Planeten mit lebenden, intelligenten Wesen hervorbringen würde, könnten sie dann feststellen, dass sie in einer Simulation lebten? Sicherlich sind Wissenschaftler, die mit „Nein“ argumentieren, leicht zu finden, wie der hier stark zitierte NASA-Wissenschaftler Rich Terrile, der Dinge wie:

Sogar Dinge, die wir als kontinuierlich betrachten - Zeit, Energie, Raum, Volumen - haben 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.

Dies kann jedoch aus physikalischer Sicht nicht zutreffen. Quantenunsicherheit mag real sein, aber das bedeutet nicht, dass Raum und Zeit quantisiert werden oder dass die Photonenenergie nicht beliebig klein sein kann. Das beobachtbare Universum mag endlich sein, aber wenn Sie das nicht beobachtbare Universum einbeziehen, kann es doch unendlich sein. Wir verwenden auch alle Arten von Tricks, um die Rechenlast unserer Simulationen zu verringern, aber Beweise dafür, dass das Universum dieselben Arten von Tricks verwendet, würden sich in Experimenten als „unscharfe“ Ergebnisse in ausreichend kleinen Entfernungen zeigen, was wir überhaupt nicht sehen .

Eine der Röhren der GEO600-Detektoren, die nach der Unschärfe von Signalen suchte, die mit unserem Universum übereinstimmen, ist 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 konsistenten mathematischen Beziehungen gehorchen. Einige Argumente - dass es in Zukunft leicht sein wird, einen Geist zu simulieren, und daher wird es eines Tages mehr simuliert als organische Geister, und daher ist es wahrscheinlicher, dass wir simulierte Geister sind - sind so einfach und leicht, Löcher in diese zu stechen Es ist traurig zu sehen, dass sie als legitim verwendet werden. Zum einen, warum sollte sich jemand, der in der Lage ist, ein ganzes Universum zu simulieren, darum kümmern, den Geist eines Menschen zu simulieren? Bereits im April fand eine Debatte zwischen einer Reihe von Wissenschaftlern zu diesem Thema statt, wobei Lisa Randall die beste Linie der Nacht in Bezug auf die Simulationshypothese hatte:

Ich bin eigentlich sehr interessiert daran, warum so viele Leute denken, dass es eine interessante Frage ist.

Sicherlich ist es eine Möglichkeit, die Fantasie anregt. Und sicherlich gibt es Einschränkungen, die wir dieser Hypothese auferlegen können, indem wir Raum, Zeit, Materie und Energie genauer und mit höheren Energien messen. Unser Verständnis der Realität hat sich jedoch immer dahingehend entwickelt, tiefere Fragen über das Universum selbst auf neuartige, grundlegendere Weise zu stellen. Ähnlich wie bei Appellen an das anthropische Prinzip fühlt sich das Appellieren an die Simulationshypothese als mögliche Erklärung für Antworten auf die heutigen schwierigen Fragen sehr danach an, die Wissenschaft aufzugeben.

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

Wenn Sie Beweise finden - etwa aus kosmischen Strahlen -, dass die Raumzeit diskret ist, ist dies ein unglaublicher Segen für unser Wissen über das Universum, aber es beweist nicht die Simulationshypothese. Tatsächlich gibt es keine Möglichkeit, dies zu beweisen. Alle „Pannen“, die wir finden oder nicht finden, können Eigenschaften des Universums selbst sein… oder Parameter, die dort platziert oder von den Simulatoren angepasst wurden. Philosophisch mag es für eine Zivilisation sehr attraktiv sein, die sich kurz davor steht, künstlich intelligentes Leben zu schaffen. Für einen ausreichend fortgeschrittenen Simulator erscheinen wir vielleicht genauso einfach wie die Pixel in Conways Spiel des Lebens.

Wir beurteilen den wissenschaftlichen Wert oder die Wahrscheinlichkeit einer Idee jedoch nicht danach, wie attraktiv sie ist. Ein Grund dafür, dass die Physik so faszinierend ist, liegt darin, wie kontraintuitiv sie ist und wie prädiktiv sie ist. Selbst wenn wir wirklich in einer Simulation leben, sollte dies nichts an unserem 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 stellen Natur der Realität. "Weil wir in einer Simulation leben" wird 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, ihre Lösungen zu verfolgen.

Senden Sie Ihre Fragen an Ethan an Startwithabang bei gmail dot com!

Dieser Beitrag erschien zuerst 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!