几十年来，我们可能生活在计算机模拟中的想法一直吸引着哲学家、科学家和讲故事的人的想象力。从《黑客帝国》到埃隆·马斯克对模拟现实的猜测，我们的宇宙可能是先进文明创造的数字结构的观点似乎既令人着迷又令人不安。但根据不列颠哥伦比亚大学奥肯那根分校研究人员的一项开创性新研究，这个想法不仅不太可能，而且在科学上是不可能的。

UBC Okanagan 的 Irving K. Barber 理学院兼职教授 Mir Faizal 博士与他的国际合作者 Lawrence M. Krauss 博士、Arshid Shabir 博士和 Francesco Marino 博士在数学上证明，现实的本质无法被任何计算机模拟，无论多么强大。他们的发现发表在《全息物理学应用杂志》上，不仅揭穿了模拟假说。它们揭示了更深刻、更深刻的东西：宇宙本身是建立在一种超越计算的理解形式之上的。

模拟假说的魅力

模拟假说是现代最迷人的哲学思想之一。它始于一个简单的问题：如果技术继续进步，一个文明最终能否创造出如此详细的模拟，以至于其中的有意识的生物永远不会意识到他们是模拟的？

推理是，如果这样的模拟是可能的，那么模拟宇宙的数量将远远超过“真实”宇宙，从而在统计上我们很可能在宇宙内部。这种递归可能性——模拟创建自己的模拟——构成了所谓的“模拟论证”的基础。多年来，这个想法似乎徘徊在科幻小说和形而上学之间，超出了经验证明的范围。但现在，Faizal 博士和他的团队的新研究将争论直接带入了物理学和数学领域——它以明确的否定结束。

现实的本质已经改变

要理解他们的结论，我们首先需要了解物理学本身是如何演变的。几个世纪以来，科学家们将宇宙视为一个由有形物质组成的巨大机器，在绝对的空间和时间中移动。这就是牛顿宇宙——机械的、可预测的、确定性的。然后是爱因斯坦的相对论，它打破了绝对空间和时间的概念。爱因斯坦表明，空间和时间交织成一种动态结构——时空——在质量和能量的影响下可以弯曲、拉伸和涟漪。量子力学很快紧随其后，揭示了在最小尺度上，自然界的行为方式违背了经典逻辑。

今天，理论物理学家的探索范围更广。新兴的量子引力理论表明，空间和时间本身可能不是基本的。相反，它们似乎来自更抽象的东西——纯粹的信息。这种“基于信息”的现实观表明，宇宙可能是一种数学结构，一个信息场，包括时空在内的一切都从中出现。对一些人来说，这个想法似乎强化了模拟论点：如果现实是基于信息的，那么它就不能是数字化的吗？难道不能模拟吗？但 Faizal 博士的团队发现了一个改变一切的关键细节。

超越计算：算法的局限性

理解为什么宇宙无法模拟的关键在于计算本身的本质。计算机，无论多么复杂，都会遵循一系列算法步骤——旨在处理数据的逻辑指令。每个程序、每个算法都受到逻辑和数学形式系统的限制。

在这里，该团队援引了数学史上最深刻的成果之一：哥德尔不完备性定理。该定理由数学家库尔特·哥德尔 （Kurt Gödel） 于 1931 年提出，指出在任何复杂到足以描述算术的逻辑系统中，总会存在无法在该系统内证明的真陈述。

换句话说，计算——无论多么强大——总是会遇到它无法达到的真理。总会有一些事实是真实的，但不可能通过循序渐进的逻辑得出。Faizal 博士和他的合作者将这一见解扩展到物理学领域。如果现实的基本定律是计算的，那么这些定律就必须能够充分描述宇宙的方方面面。但哥德尔定理暗示，对现实进行如此完整和一致的计算描述是不可能的。

正如 Faizal 博士所解释的那样，“我们已经证明，使用量子引力的计算理论来描述物理现实的所有方面是不可能的。因此，仅靠计算无法得出物理上完整且一致的万物理论。相反，它需要一种非算法的理解，这比量子引力的计算定律更基本，因此比时空本身更基本。

什么是非算法理解？

“非算法理解”这个词可能听起来很抽象，但它的含义是革命性的。它描述了一种不能简化为逻辑规则或计算的理解。

可以这样想：计算机可以按照编程规则完美地下棋，但它不了解游戏的美感或创造力。它在没有意识或意义的情况下处理符号。然而，人类凭直觉理解意义。我们可以感知到仅从严格逻辑中无法产生的真理——哲学家有时称之为“洞察力”或“直觉”。

在数学中，哥德尔真理存在于无法证明的基础上，但不可否认地仍然是真实的。同样，研究人员认为，宇宙本身的运行原理超出了算法计算。这种“非算法”结构构成了现实的最终基础——任何计算机，无论多么先进，都无法复制。

模拟现实的失败

如果宇宙是一个模拟，它就必须遵循可计算的规则。每个粒子、每一个量子涨落都需要用数字信息来表示——由某个宇宙计算机处理的位。但是，如果现实的潜在性质是非计算的，正如 Faizal 博士的团队所表明的那样，那么任何模拟——任何算法——都无法完全或一致地捕捉它。

即使人们想象一个具有无限处理能力的超级智能文明，它仍然会受到同样的数学限制的束缚。根据定义，计算不能超越逻辑和形式系统的界限。另一方面，非算法理解超越了这些界限——它是规则本身产生的原因。

正如合著者劳伦斯·克劳斯博士所解释的那样，“物理学的基本定律不能包含在空间和时间内，因为它们产生了它们。长期以来，人们一直希望，一个真正基本的万物理论最终可以通过基于这些定律的计算来描述所有物理现象。然而，我们已经证明这是不可能的。对现实的完整和一致的描述需要更深层次的东西——一种被称为非算法理解的理解形式。

简而言之，能够模拟我们宇宙的“计算机”必须按照比逻辑、计算甚至时空本身更基本的原理运行——这种矛盾使模拟变得不可能。

对科学和哲学的影响

这项研究的影响远远超出了模拟论点。通过证明计算无法完全描述现实，该研究挑战了现代科学中根深蒂固的假设——宇宙的核心是一台完全受数学规则支配的机器。相反，研究结果表明，现实中存在一种超越数学和计算的元素。这并不意味着科学无法描述自然——这意味着存在的最终基础包括科学因其算法性质而无法完全捕捉的东西。

这个想法与人类提出的一些最深刻的哲学问题产生了共鸣。“理解”宇宙意味着什么？意识本身是一种非算法理解的形式吗？人类的思维在感知和发现计算之外的真理时，是否反映了宇宙背后的相同非算法本质？这些问题并没有削弱科学，而是扩大了科学。他们邀请物理学家、数学家和哲学家等考虑宇宙最基本的层不仅是信息性的，而且是经验性的，甚至是创造性的。

数字梦想的终结

多年来，模拟假说提供了一种诱人的现实愿景——包括意识在内的一切都可以简化为信息和计算。这是一个数字梦想，以其简单和优雅而吸引人。但科学通过法伊扎尔博士和他的同事们的严谨数学，现在已经表明这个梦想是无法实现的。

根据定义，任何模拟都是算法的——它遵循编码指令。然而，宇宙在其最基本的层面上却没有。它的本质在于一种完全超越计算的非算法理解。

换句话说，现实不是程序化的——它是真实的。

超越机器的宇宙

我们不是生活在模拟中的想法不仅仅是一个科学结论；这是对深刻人性事物的重申。这意味着存在不是一行代码，生命和意识不是数字意外，宇宙本身也不是外星计算机的输出。相反，它指向一个充满真正深度的宇宙——一个不能简化为算法的宇宙，在这个宇宙中，真理和理解超越了任何计算。这是一个以任何机器都无法捕捉的方式思考、感受和展开的宇宙。

正如 Faizal 博士所反映的那样，“任何模拟本质上都是算法的——它必须遵循编程规则。但由于现实的基本层面是基于非算法理解的，宇宙不可能也永远不可能是模拟。最终，模拟世界的梦想让位于更令人惊讶的东西：一个宇宙，其奥秘无法计算，但必须被理解。

也许，在这种奥秘中，我们发现的不是限制，而是意义。

来源：Scientists Prove the Universe Isn’t a Simulation — and the Reason Will Blow Your Mind