引力能证明宇宙是计算机模拟的吗？

梅尔文·沃普森：长期以来，我们都理所当然地认为，引力是自然界的一种基本力量——是将宇宙连接在一起的一条看不见的线。但假设这不是真的。假设万有引力定律只是某种更基本的东西的回声：宇宙在类似计算机的代码下运行的副产品。

这是我发表在《AIP进展》杂志上的最新研究的前提。它表明，引力并不是一种吸引物体相互靠近的神秘力量，而是一种自然信息定律的产物，我称之为信息动力学第二定律。

这是一个听起来像科幻小说的概念，但它是基于物理学和证据的，这些证据表明宇宙似乎像计算机模拟一样可疑地运行。

在数字技术领域，一直到你手机上的应用程序和网络世界，效率是关键。计算机一直在压缩和重组它们的数据，以节省内存和计算能力。也许整个宇宙都在发生同样的事情？

信息论是对信息的量化、存储和交流的数学研究，它可以帮助我们理解正在发生的事情。它最初是由数学家克劳德·香农（Claude Shannon）提出的，在物理学中越来越受欢迎，并被用于越来越多的研究领域。

在2023年的一篇论文中，我用信息论提出了我的信息动力学第二定律。

它规定，在任何给定的封闭信息系统中，信息“熵”或信息无序程度必须降低或保持静态。这与流行的热力学第二定律相反，热力学第二定律规定物理熵或无序度总是增加的。

喝一杯凉咖啡。能量从热向冷流动，直到咖啡的温度与房间的温度相同，并且它的能量是最小的——这种状态被称为热平衡。系统的熵在这一点上是最大的——所有的分子最大限度地展开，具有相同的能量。这意味着液体中每个分子的能量分布减小了。

如果根据每个分子的能量来考虑其信息含量，那么在开始时，在热咖啡中，信息熵是最大的，而在平衡时，信息熵是最小的。这是因为几乎所有的分子都处于相同的能级，在信息信息中成为相同的字符。所以当存在热平衡时，不同能量的分布减少了。

但是，如果我们只考虑位置而不是能量，那么当粒子在空间中随机分布时，就会出现大量的信息混乱——与它们保持同步所需的信息是相当可观的。然而，当它们像行星、恒星和星系那样在万有引力作用下整合在一起时，信息就会变得紧凑，更容易管理。

在模拟中，当一个系统试图更有效地运行时，这正是发生的事情。因此，在重力影响下流动的物质根本不必是力的结果。也许这是宇宙处理信息方式的一个函数。

在这里，空间不是连续和平滑的。空间是由微小的信息“细胞”组成的，类似于照片中的像素或电脑游戏屏幕上的方块。在每个细胞中都有关于宇宙的基本信息——比如说，一个粒子在哪里——所有这些都聚集在一起，构成了宇宙的结构。

如果你在这个空间中放置物品，系统就会变得更加复杂。但是，当所有这些项目聚集在一起成为一个项目而不是多个项目时，信息又变得简单了。

在这种观点下，宇宙倾向于自然地寻求处于那些信息熵最小的状态。真正令人兴奋的是，如果你计算一下，就会发现，这种倾向于简单所产生的熵的“信息力”与牛顿的万有引力定律完全相同，正如我在论文中所展示的那样。

这一理论建立在早期“熵引力”研究的基础上，但又更进一步。通过将信息动力学与引力联系起来，我们得出了一个有趣的结论：宇宙可能是在某种宇宙软件上运行的。在人造宇宙中，最高效率规则是可以预期的。对称是意料之中的。压缩是预料之中的。

而定律——也就是万有引力——有望从这些计算规则中出现。

我们可能还没有确切的证据证明我们生活在一个模拟中。但我们看得越深，我们的宇宙就越像一个计算过程。