我們活在現實世界的又一證據

credit: 銳景創意

從《星際迷航：下一代》的瓶中船那一集，到電影《黑客帝國3》中的矩陣系統，這些科幻作品在幾代人心中留下了烙印。但是生活不可能只是一場夢吧？

可，如果真是如此呢？如果生活只是真實事物的一種模擬，如果正在閱讀文章的你只是屬於電腦的一部分呢？我們的思維困擾了我們——我們無法從這個思維困境中脫身。「如果你沒法從夢中醒來呢？你怎麼知道夢與現實的區別？」墨菲斯在《黑客帝國3》中問道。

而現在研究人員聲稱調查了我們的整體情況，希伯來大學拉卡物理研究所和英國牛津大學物理研究所的理論物理學家Zohar Ringel和Dmitry Korvizhini聲稱在最近的科學研究中證明了我們現實的具體性。

為了能理解他們的發現，我們首先得了解什麼是計算機。它本質上是一台執行計算的機器。為了讓計算機模擬現實，那麼機器需要有足夠的能力來創造我們在模擬環境中所經歷的現象。然而，研究人員發現，存儲模擬幾百個電子的某些行為所需的信息，將比宇宙中所含的原子要多。不管是好是壞，這個世界可能是真實的。

研究人員並沒有反駁你最喜歡的《神秘博士》那一集的情節。那是個意外。Kovrizhi和Ringel都想試試他們能否用數學方法建立系統模型來顯示如量子霍爾效應的異常。霍爾效應解釋了在適當的情況下，金屬能出現一些有趣的電學行為。例如，如果你拿起一根金屬棒，並發出一個電流通過它，你就期望電子沿著電流方向直線前進。但是當有磁場垂直於電流時，霍爾效應使得電子會轉動並開始垂直於電流的原始方向和磁場方向。量子霍爾效應比霍爾效應更進一步：當你把導電材料放在一個很冷(接近絕對零度)並具有強磁場的環境中，粒子表現得更為古怪。Kovrizhi和Ringel試圖更好地理解原因。

二加二是很簡單的(如果你不知道的話，告訴你，是四)。對於相對簡單的系統，這類方程是奏效的，不心算的話，我們可以用計算器來算。但是當處理非常小級別(我們所說的是小於單個原子運動系統)的奇怪量子行為時，這種簡單的計算開始崩潰。未知的東西更多了：你可以有無限多的粒子相互作用。這就是所謂的多體問題。

「當你在解決物理問題遇到麻煩時，你可能會藉助計算機的協助。」Ringel說。所以他和他的同事轉用量子蒙特卡羅法，一種使用隨機抽樣來研究不能直接求解的量子系統的計算方法。 但是研究人員發現，他們每添加一個粒子到系統中，模擬就變得更加複雜。 每添加一個新粒子的複雜性基本上翻了一倍，使問題無法解決。

以前不是沒人去解決量子霍爾效應問題。 人們已經嘗試用筆記本電腦和大型計算機來解決它。 Ringel和Kovirzhi並不希望一定成功，但他們希望找出為什麼從未做過這樣的事情。 可能是人類不夠聰明，或者物理學家還沒有找到正確的數學方法。 新的研究清楚地表明，這種量子行為模擬不來。 對於這項研究的作者來說，這表明計算機不可能創造我們的世界。

「如果你看到一個普通計算機無法模擬的現象，那意味著我們不能成為一個巨大的普通計算機的一部分，比如來模擬有人竊取我們的能量。」Ringel說。 換句話說：電影里的矩陣，不存在的。

當然，還有幾個問題。

首先，這就假定了那個正在看著我們的老大哥所處宇宙的物理規律與我們在自己的所謂宇宙所發現的是一致的。這個推測並不輕巧。創造一個照搬物理規律的世界是非常困難的。而在人造世界建立一套假的物理規律就容易很多。

該研究還假設老大哥正在使用普通的那種電腦。 「如果他們知道如何運行量子計算機，我們的想法就站不住了，」Ringel說。 普通電腦把電子當成粒子。 量子計算機將電子視為一種波：電子不在一處，而在許多地方同時存在。 「量子計算機可以解決普通電腦無法解決的一些問題，」Ringel說。 「你可以考慮非常大的數字，並打破我們今天所有的標準加密技術，但是量子計算機還沒有人造出來，並表明它是這樣工作的。」

不是說預測量子作用的演算法只是還沒被發現，本文認為，這是不可能被發現的，胡扯說現實是一個精心製作的模擬遊戲。沒有對我們的宇宙進行根本性的改造，世界可能就是真實的。當然，也可能只是一個夢。

本文譯自 popsci，由譯者 Nivy 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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