آیا جهان می‌تواند شبیه‌سازی باشد؟

به گفته دکتر میر فایزال (Mir Faizal)، استاد وابسته به دانشکده علوم Irving K. Barber دانشگاه UBC Okanagan و همکاران بین‌المللی‌اش، هیچ رایانه‌ای حتی در پیشرفته‌ترین حالت ممکن قادر به بازتولید سازوکارهای بنیادی جهان نیست. این پژوهش فراتر از رد نظریه شبیه‌سازی پیش رفته و نشان داده که واقعیت بر پایه نوعی «فهم غیر الگوریتمی» بنا شده که قابل تقلیل به قوانین محاسباتی یا الگوریتم‌ها نیست.

به گزارش دیجینوی، محققان این پرسش را نه از منظر فلسفی، بلکه با رویکرد ریاضی و فیزیکی مورد ارزیابی قرار داده‌اند. آن‌ها بررسی کرده‌اند که آیا قوانین حاکم بر جهان را می‌توان به‌صورت نظری توسط یک سیستم رایانه‌ای بازسازی کرد یا خیر. دکتر فایزال می‌گوید: «پیشنهاد شده بود که جهان می‌تواند شبیه‌سازی باشد. اگر چنین شبیه‌سازی‌ای ممکن باشد، آن جهان شبیه‌سازی‌شده نیز می‌تواند به زندگی منجر شده و آن زندگی نیز شبیه‌سازی خودش را بسازد. این امکانِ بازگشتی باعث خواهد شد احتمال اینکه جهان ما نسخه اصلی باشد، بسیار پایین به‌نظر برسد.»

او توضیح می‌دهد که این پرسش تا پیش از این خارج از حوزه علم تلقی می‌شد، اما «پژوهش اخیر ما نشان داده که می‌توان آن را به‌صورت علمی بررسی کرد.» فیزیک مدرن واقعیت را فراتر از ماده جامد می‌بیند. نظریه گرانش کوانتومی که نسبیت و مکانیک کوانتومی را به هم پیوند می‌دهد، می‌گوید حتی فضا و زمان نیز بنیادی نیستند، بلکه از چیزی عمیق‌تر به نام «اطلاعات خالص» پدید می‌آیند.

برای آزمودن اینکه آیا این بنیان اطلاعاتی قابل شبیه‌سازی است، تیم تحقیقاتی به اصول ریاضی از جمله قضیه گودل (Gödel) تکیه کرده‌اند. این قضیه بیان می‌کند که در هر سیستم منطقی، همواره گزاره‌هایی وجود دارند که درون آن سیستم، قابل اثبات نیستند. دکتر فایزال می‌گوید همین محدودیت در فیزیک نیز صدق می‌کند: «ما نشان داده‌ایم که توصیف تمام جنبه‌های واقعیت فیزیکی با نظریه محاسباتی گرانش کوانتومی غیرممکن است. بنابراین، هیچ نظریه کامل و سازگاری وجود ندارد که ثابت کند منشاء همه چیز می‌تواند شبیه‌سازی کامپیوتری باشد.»

او اضافه می‌کند که توصیف کامل واقعیت نیازمند چیزی است که آن را «فهم غیرالگوریتمی» می‌نامند، فهمی که هیچ فرایند رایانه‌ای قادر به ثبت آن نیست. به‌عبارت دیگر، محاسبه تا نقطه‌ای پیش می‌رود که به مرزهای منطق می‌رسد و از آن نمی‌تواند عبور کند.

آیا اطلاعات بنیادی جهان قابل شبیه‌سازی است؟ پژوهشگران می‌گویند حتی این هم ممکن نیست. دکتر فایزال می‌گوید: «با بهره‌گیری از قضایای ریاضی مرتبط با ناتمامیت و تعریف‌ناپذیری، نشان داده‌ایم که توصیف کامل و سازگار از واقعیت از طریق محاسبه حاصل نمی‌شود. این توصیف نیازمند فهم غیر الگوریتمی است که خارج از توان محاسباتی بوده و بنابراین قابل شبیه‌سازی نیست. از این رو، جهان ما نمی‌تواند یک شبیه‌سازی باشد.»

همکار او، دکتر لارنس ام. کراوس (Lawrence M. Krauss)، می‌گوید این کشف دیدگاه ما نسبت به قوانین فیزیک را تغییر می‌دهد و از همین رو اظهار می‌کند: «قوانین بنیادی فیزیک نمی‌توانند درون فضا و زمان جای بگیرند، چون خودشان آن‌ها را تولید می‌کنند.

در پایان، دکتر فایزال نتیجه‌گیری می‌کند: «هر جهان شبیه‌سازی‌شده باید از قوانین برنامه‌ریزی‌شده پیروی کند. اما چون سطح بنیادی واقعیت بر پایه فهم غیر الگوریتمی بنا شده، جهان ما نمی‌تواند و هیچ‌گاه نمی‌توانسته یک شبیه‌سازی باشد.»