來歷 :舉世科學ScientificAmerican
人類、全部生命甚至咱們所在的國際是實在存在的嗎?或者說,咱們就像《黑客帝國》中所描繪的那樣,僅僅其他開發者創立的虛擬體系的一部分?對這個看似古怪的猜測,一些物理學家以為,他們或許有方法經過觀測進行驗證。僅僅,你情愿吃下那顆赤色藥丸嗎?
在1999年的科幻電影《黑客帝國》中,主角尼奧吃驚地發現,人們能夠違背物理規矩,或是飛檐走壁,或是俄然消失。這些違背國際規矩的現象在電影國際里的確存在,由于尼奧并不知道,他所日子的“國際”,其實是由有愛情的機器開發的虛擬實際體系,而他的認識就被嵌在這個名為Matrix的體系中。
全部故事都從那個時間開端:尼奧面臨著兩種命運的挑選——挑選赤色藥丸仍是藍色藥丸。假設挑選藍色藥丸,他就會回到Matrix的虛擬國際繼續過著懵懂的日子;假設挑選赤色藥丸,他就能了解Matrix的本相,知道“兔子洞究竟有多深”。
《黑客帝國》中的國際,是一個由有愛情的機器開發的虛擬實際體系。(圖片來歷:pixabay)
物理學家現在也能夠為咱們供給相同的挑選時機——經過國際射線來測驗咱們是否日子在自己的“Matrix”中。雖然現在聽起來很不切實際,但在很久以前,哲學家們現已為此爭論不休了。一些哲學家以為,咱們更或許是被困在一個虛擬國際中的人工智能,而不是咱們以為的“實在”個別。
假設這是真的,那么物理規矩就會答應咱們規劃出這樣查看實際的科技,而這或許與咱們“模仿器”所在的元國際的根底規矩沒有什么關系。關于咱們來說,這些開發者就是“神”,他們能夠隨意歪曲咱們的實際。
所以,咱們是否應該對服下赤色藥丸并了解實際的提議表明認同呢?
咱們所把握的實際
咱們第一次探究國際實際是在2001年。其時,對模仿國際標準所需資源的核算作業獲得重要開展,這讓咱們好像看到這項測驗的或許性。
MIT的量子力學專家Seth Lloyd估量了從大爆炸到現在,咱們國際中全部作業的“核算量”。他的定論是:為了能夠重現國際、在原子層面也能完結完美的模仿作用,這些核算所需的資源比國際全部的資源還要多。
“這樣的話,這個核算機將會比咱們的國際還大,并且它運轉的速度也會比實際中的國際慢,”Lloyd說道,“所以咱們為什么要締造它呢?”
可是,其他人很快就認識到,完結一個足以詐騙廣大群眾的“不完美”的國際復制品,將會節約大部分核算量。在這個虛偽的國際里,無論是悠遠的天體仍是微觀國際,都僅僅開發者為了敷衍人類科學家的研討而規劃的,一旦沒有人調查,這些東西就消失了。
理論上,咱們從來沒有探測到這些正在消失的特征。可是,這也或許是由于每逢咱們調查時,模仿器就從頭對他們進行了烘托。
正由于有這些認知,咱們驚慌地發現,創立虛擬國際的幻想并非不或許。今日的超級核算機現已粗略地模仿了前期國際是怎么從襁褓生長、演化的。不過,即便曩昔10年咱們的科技飛快開展——比方你的手機處理器現已比NASA登月時的處理器更為強壯,但這樣的科技進步依然不能滿意模仿才智生命的要求。
西雅圖華盛頓大學的核物理學家Silas Beane說:“一個世紀內,咱們的團隊就或許將人類參加咱們的模仿體系。”現在,他們現已開發了一個初級模仿器,能夠模仿前期國際中質子和中子結合成為原子的進程。
法令和社會觀念或許很快就會對立咱們創造出一個有認知、包括人類的國際。不過咱們子孫的的那些科技天才或許會發現,扮演“天主”的力氣如此難以抵抗。
他們或許創造出過剩的“寵物國際”——數量遠遠超出實在的國際。這個主意點醒了牛津大學的哲學家Nick Bostrom,他在2003年總結到,咱們更有或許是硅基人工智能,而不是實在的國際中的碳基生物。雖然現在好像沒有方法判別兩者的不同,但暢銷書的作者并不需求多么準確的研討。
了解實際
作業在2007年有了起色。劍橋大學的數據科學家John Barrow教授提出,對實際不完美的模仿通常會發生小過失。好像你的電腦,國際的操作體系為了能夠繼續作業也需求不斷晉級。
跟著模仿等級的下降,Barrow以為咱們或許看到一些自然界本應該是定值的量——比方光速,比方描繪電磁力的精細結構常數——不可思議地偏離了它們的“穩定”值。
2012年,Beane提出了一個更詳細的方法來測驗“國際模仿假說”。大多數物理學家以為咱們的空間是接連潤滑、能夠無限延伸的。可是科學家們在對前期國際建模時,并不能容易重建出一個滿足潤滑的,用來包容原子、恒星以及銀河系的國際布景。他們的解決方案是,締造了一個由結構網絡構成的虛擬空間,就像用像素構成電視圖畫相同。
該團隊核算了粒子在他們模仿的國際中的運動,他們發現粒子的能量與晶格點的距離相關:網格標準越小,粒子的能量越高。這意味著,假設咱們的國際是模仿出來的,那么咱們會調查到,最快的粒子,它的能量也是最大的。實際上,天文學家現已注意到,在那些從悠遠星系動身,連綿不斷抵達地球的國際射線里,高能粒子總是以1020電子伏特的能量抵達地球。
在模仿的晶格中,還有一個可被天文學家觀測到的現象。假設時空是接連的,國際射線就不會被空間中的網格影響,那么射線就應該均勻地來自國際的各個方向。假設咱們日子在一個根據晶格的模仿國際中,咱們就不會見到這種均勻的散布。假設有物理學家觀測到這種不均一性,那么咱們的國際是否實在存在就很有疑問了。
國際射線數據或許能協助物理學家驗證,咱們是否日子在實在的國際中。(圖片來歷:National Science Foundation/J。 Yang)
要回答這些的問題,天文學家需求更多的國際射線數據。關于Beane來說,兩種成果好像都能夠承受。“咱們的國際是模仿的”和“咱們的國際起源于大爆炸”關于他來說都是相同的。但這是由于Beane幻想中,模仿器樸實是為了了解國際,而不想攪擾他們的模仿。
不幸的是,咱們萬能的“天主”的模仿器或許會將咱們編入國際標準的真人秀——是能夠操作游戲規矩的那種,僅僅為了他們的文娛。
古怪的定論并不會完結。咱們的模仿器或許自身也是一個模仿體系,好像一個連環的兔子洞,每一個模仿體系都有不同的根底物理規矩。“假設咱們的國際的確是一個模仿體系,那么邏輯上來說,咱們丈量的不是實在的自然規律,由于咱們僅僅在丈量模仿器的‘人工規律’,這真是一件令人懊喪的事!”Beane說道。
國際射線或許能夠提醒,咱們是否僅僅“人”造的Matrix中的幾行代碼,而在Matrix中,物理規矩能夠被歪曲或打破。可是假設,了解到的實際意味著你永久也不知道自己究竟是實在存在的仍是虛擬的——你還想知道嗎?
本文標題:世界射線數據或許能協助物理學家驗證,咱們是否生活在實在的世界中。
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