【新智元导读】最近，一位物理学家打算用实验证明：我们的宇宙其实是「假的」。
你有没有想过，或许《黑客帝国》不是科幻，我们真的生活在一个矩阵之中？最近，来自朴茨茅斯大学的物理学家Melvin Vopson准备做一个试验，来测试我们是不是生活在计算机程序之中。从目前的进展来看，Vopson博士距离目标就只差99%了。长期以来，这样一个问题，一直在困扰着全世界的物理学家——许多物理学家认为，宇宙能够维持生命这一事实，微妙地取决于它的各种基本特征，特别是自然法则的形式、某些自然常数的值以及宇宙的各个方面处于早期阶段的条件。
这是一个幸运的巧合，我们必须接受它作为原始设定。显然，宇宙是由一些创造了适合生命的条件的神圣设计师创造的。而生命的微调表明，存在多个其他宇宙，与我们自己宇宙中的条件截然不同。根据标准贝叶斯调节可以推断，的确有一位「宇宙设计师」存在为什么物理定律和常数采用允许恒星、行星和生命发展的非常具体的值？
而宇宙的膨胀力，比如暗能量，都比我们理论上以为的要弱得多。
某种强大的东西必须负责为宇宙的增长增加额外的推动力。然而，物理学已知的这种能量无法解释排斥力，导致物理学家将这种神秘力量称为「暗」能量
一个可能的答案是，我们生活在多重宇宙中。其中一个宇宙变成了我们的宇宙，所以没什么可惊奇的。我们的宇宙其实是一个计算机中的模拟，其他生命（也许是更高等的外星文明）在微调种种条件。如果这种理论为真，那就表明，时空和物质不是宇宙中的实体。恰恰相反，在这种情况下，种种物理现实实际上就是由信息比特组成的。在这篇发表于2010年的信息物理学论文中，科学家表明：物理学的两个主要领域，统计力学和量子力学，都建立在概率和熵的基础上。这些都是推理理论，也就是说，物理定律并不反映宇宙中的秩序，相反，它们是从我们对宇宙的描述所强加的秩序中推导出来的。
(A) 一个事件x在一条链上的投影是链上包括x的最小事件；(B) 在这个位置集中，元素x和y可以被链P所量化，元素z则不能被量化；(C) 元素的多个链可以用来量化元素的数量种种现象说明，「我们的整个宇宙是由计算机模拟出来的」，这是一件非常可能的事。早在1989年，传奇的物理学家 John Archibald Wheeler 就提出这一理论：从根本上讲，宇宙是「数学」的，可以说，宇宙是从信息中产生的。
Wheeler被称为现代广义相对论之父，「物理学界接近自然界的奇迹」他创造了这句著名的格言—— 「it from bit」。在2003年，一位牛津大学的哲学家Nick Bostrom也提出了自己的模拟假说理论，认为我们很有可能生活在模拟之中。在论文摘要中，他这样写道：本文认为至少以下命题之一是正确的——（1）人类很可能在到达「后人类」阶段之前灭绝；(2) 任何后人类文明都极不可能对其进化历史（或其变体）进行大量模拟；(3) 我们几乎肯定生活在计算机模拟中。因为如果一个文明足够先进，就应该达到这样一种程度：他们的技术如此复杂，以至于模拟与现实根本无法区分，而参与者也不会意识到，其实自己身处模拟之中。2002年，MIT的物理学家Seth Lloyd再次提出: 整个宇宙可能是一台巨大的量子计算机，从而将模拟假说提升到一个新的水平。
Vopson博士表示，有相当多的证据表明，我们的物理现实可能是模拟的虚拟现实，而不是独立于观察者而存在的客观世界。而任何一个虚拟现实世界，都将以信息处理为基础。这意味着这个世界中的一切，最终都会被数字化或像素化到的最小尺寸——比特，然后就无法进一步细分了。在量子力学中，物理学家普朗克就曾提出了一套单位来简化物理定律的表达。仅使用自然界中的五个常数，你、我，甚至来自半人马座α星的外星人，都可以到达这些相同的普朗克单位。它们就是大名鼎鼎的「普朗克单位」：长度、质量、温度、时间和电荷。它们可以被看作整个世界的分辨率。同样的道理，构成宇宙中所有可见物质的基本粒子，就是物质的最小单位。支配宇宙中一切事物的物理定律，也跟计算机代码行一样，模拟在执行程序时将遵循这些代码行。其中，数学方程式、数字和几何图案无处不在。在物理学中，也有一个证据能够支持模拟假设理论，就是宇宙中的最大速度限制——光速。在虚拟现实中，这个限制对应的就是处理器的速度限制，或处理能力的限制。我们知道，一个超负荷的处理器会减慢计算机的处理速度。同样，爱因斯坦的广义相对论表明，时间在黑洞附近也会变慢。是的，或许量子力学中，就存在着最有力的证据，能够支持模拟假说。我们周围的世界，似乎并不是「真实」的：处于确定状态（例如特定位置）的粒子似乎并不存在，除非去实际观察或测量它们。相反，它们同时处于不同状态的混合之中。
同样的，虚拟现实也需要观察者或程序员来让事情发生。此外，在「量子纠缠」的影响下，两个粒子会诡异地连接在一起。如果你操纵一个，另一个也会自动受到操纵无论它们相隔多远。效果似乎比光速更快，但这理应是不可能的。然而，通过以下事实便可以解释了：在虚拟现实的代码中，所有「位置」（点）与中央处理器的距离应该大致相等。因此，虽然我们可能认为两个粒子相距数百万光年，但如果它们是在模拟中产生的，就不是如此。巧了不是，今年获得诺贝尔物理学奖的三位物理学奖，恰恰证明了这种跨越空间的、瞬间影响双方的量子纠缠的确存在。爱因斯坦一直反对这种纠缠，称之为「鬼魅的超距作用」。
而这三位物理学家，让爱因斯坦打脸了。
如果整个宇宙都是模拟的，那么是否我们可以通过实验来证明这一假设？
为此，Melvin M. Vopson博士，朴茨茅斯大学物理学高级讲师，信息物理研究所的联合创始人和首席科学官，准备做一个实验。
机构首页：https://www.informationphysicsinstitute.org/我们可以合理地假设，一个模拟的宇宙会在我们周围的任何地方包含大量的信息比特。而这些信息比特代表代码本身。根据Vopson博士提出的质量-能量-信息（M/E/I）等价原理，质量可以表示为能量或信息，反之亦然。由此可以得出，信息比特也必须具有一定的质量。
论文地址：https://doi.org/10.1063/1.5123794
论文地址：https://doi.org/10.1063/5.0064475随后，Vopson博士在2022年发表的论文中进一步提出，通过实验的形式来对这些预测进行验证。该实验包括通过让基本粒子和它们的反粒子（所有粒子都有自己的「相反」的版本，它们是相同的，但有相反的电荷）在能量闪光中湮灭，从而消除基本粒子内部包含的信息——发射出「光子」，或光粒子。
论文地址：https://doi.org/10.1063/5.0087175最后，这项研究还可以解决现代物理学的另一个巨大好奇心：被称为「暗物质」的神秘物质的性质。
人们普遍认为，宇宙中的物质分布约为5%的普通重子物质，27%的暗物质，而且，68%的宇宙是由更令人困惑的东西组成的，称为「暗能量」。
暗物质最早是在20世纪20年代被提出来解释观察到的恒星速度异常，后来在20世纪30年代，又需要一些看不见的物质来解释星系团的动力学和稳定性。
然而，暗物质存在的最有力的科学论据是在1970年代从研究星系旋转曲线中得到的。
不幸的是，到目前为止，所有分离或探测暗物质的努力都失败了。
根据M/E/I等价原理，当信息在平衡状态下存储时，信息比特必须具有一个小的质量。
因此，信息比特具有标量玻色子粒子的特征，没有电荷，没有自旋，除了质量/能量之外没有任何其他属性。
这样的信息粒子将只通过引力相互作用显示其存在，但它不可能被探测到，因为它不会与电磁辐射相互作用。这些实际上是难以捉摸的「暗物质」的特征，它的存在只通过引力相互作用来推断，但从未被观察或探测到。这促使Vopson博士提出了一个激进的想法，即信息可能是宇宙中缺失的暗物质，还推测「信息」是继固体、液体、气体和等离子体之后的第五种物质状态，并可能是宇宙中的主要物质形式。实验需要什么？
为了进行拟议实验，Vopson博士需要搭建一个正电子湮灭系统。其中包括可以同时探测伽马和红外光子的定制组件，此外样品和正电子发射器也必须使用薄膜生长技术专门制作。目前，大部分所需的仪器和工具可以在朴茨茅斯大学获得。而且Vopson博士还与另一个已经在进行正电子湮灭实验的学术小组讨论了合作的问题，因为这将最大限度地减少大部分设备的购买费用。所需资金将用于支持样品-检测器定制系统，购买红外检测器、样品室、锁定放大器、系统组装和使用LabView的软件开发，以及为一名研究人员和技术员提供1年的全职研究经费。Vopson博士估计，建造和执行实验所需的资金为18.5万英镑，并希望在这次活动中能筹集到8.5万英镑，之后通过向英国研究资助机构申请资金来补充剩余的差额。回报有什么？
除了有机会为这个独特的科学实验做出贡献外，Vopson博士为支持者提供一系列独特的福利：- 无论金额多少，每个人都将可以在这个研究项目的论文上署名，并收到出版物的PDF文件。
- 每位支持者都将被邀请免费参加未来关于这项研究的公开讲座（在线）。
- 捐款数额巨大的，则会被邀请加入信息物理研究所的管理委员会。
- 为任何规模的团体或组织提供关于这项研究的私人讲座。
看到这个消息，外网的一众网友迅速炸翻了天：「笑死，合着我们都是NPC啊！」「这篇文章开始是在解释一些与计算机架构概念相似的科学。但最后，作者却把你带到了一个『众筹网站』。这显然是一个骗局和假新闻。」「这个人实在有点狂妄，因为他的结果都是基于高中水平的『物理』和数学。」「尽管实验涉及到一对正负电子的湮灭，但QED甚至没有被提及。这是一个在标准粒子模型中非常清楚的过程。」「这是三流的物理学，不要爱上这个家伙和他的『众筹』实验！」对此，也有人很认真地分析到，「2003 年，英国牛津大学的哲学家Nick Bostrom提出了他的模拟假说，这表明我们实际上很可能生活在模拟中。你认为Bostrom在这之前看过电影《黑客帝国》吗？」。《黑客帝国》是一部诞生于1999年的科幻史诗级巨著。影片讲述一名年轻的网络黑客尼奥发现，看似正常的现实世界实际上是由一个名为「矩阵」的计算机人工智能系统控制的。这位网友的意思显然是，Bostrom是受到了这部电影的启发，才打开了如此「荒谬」的脑洞。最后也有不少网友对此深信不疑，并表示：
「如果我真的生活在一个计算机程序中，那么我真的很需要一些『作弊代码』。」
Melvin M. Vopson是朴茨茅斯大学的一名博士生导师。他曾在布加勒斯特大学大学获得物理学学士和硕士学位，博士则毕业于中央兰开夏大学。根据作者的Google Scholar显示，Vopson的主要研究兴趣集中在「铁素体和多铁素体」、「薄膜」、「信息论」、「多热量和热量冷却」和「仪器开发」，论文共获得2345次引用。一篇发表于2015年的论文《多铁性材料的基本原理及其可能的应用》，发表于《固态和材料科学评论》，共获得444次引用。这也成为了Vopson科研生涯的扛鼎之作。梅尔文开发了固体表征的新光学技术、多铁性材料的新计量学、铁电体极化反转的非平衡理论、数字存储器的新技术，包括发现四态反铁电记忆效应、多铁材料中的多热效应、质量-能量-信息等效原理以及物质第五态。另外，Vopson的论文2017年至今共获得1474次引用，并且逐年攀升。可见他的研究成果，在业内还是有一定影响力的，并不是只有高中物理水平的「民间科学家」。https://theconversation.com/how-to-test-if-were-living-in-a-computer-simulation-194929https://futurism.com/the-byte/scientist-crowdfunding-experiment-simulationhttps://www.informationphysicsinstitute.org/homehttps://www.port.ac.uk/about-us/structure-and-governance/our-people/our-staff/melvin-vopson
