Bir bilgisayar tüm evreni mükemmel bir şekilde simüle edebilir mi?
Süper güçlü bir bilgisayarla bile, bilim adamları bir bilgisayardaki tüm evreni mükemmel bir şekilde simüle edemezler. Bunun arkasında birkaç neden var.
(1) Evren belirsizdir
Temel düzeyde, evren kuantum teorisini takip eder. Kuantum teorisi olasılıkçı ve belirsizdir. Bu, şu anda bir elektron hakkında her şeyi bilirsek ve sonra tüm kuantum teorisi denklemlerini bu elektrona mükemmel bir şekilde uygularsak, ancak bir dakika içinde bu elektronun konumunu tam olarak tahmin edemiyorsak, yalnızca elektronun farklı olduğunu tahmin edebiliriz anlamına gelir. Konum olasılığı. Olasılık dağılımı bize bir elektronun son konumu hakkında kabaca bir fikir verebilir ve hatta elektronun ortalama konumu hakkında bize çok şey söyleyebilir, ancak kuantum teorisi bize elektronun gerçek tam konumunu söyleyemez.
Sorun kuantum teorisinde değil, elektronun kendisindedir. Elektronlar gibi kuantum nesneleri sert toplar veya klasik dalgalar değildir. Daha karmaşık şeylerdir, bazen parçacıklar gibi görünürler, bazen de dalgalar. Bu dalga-parçacık ikiliğidir. Ek olarak, kuantum nesneleri doğası gereği belirsizdir. Elektronların hiçbir kesin konumu yoktur. İçsel belirsizlik nedeniyle, konumları elektronların durumuna bağlı olarak yalnızca belirli bir kesinlik derecesine ulaşır.
Kısacası, bir kuantum nesnesinin tam davranışını doğru bir şekilde tahmin etmemiz imkansızdır, çünkü bu nesnenin kesinliği başlangıçta mevcut değildir. Mevcut tüm bilgilere sahip olsak bile, bir kuantum nesnesinin yalnızca en olası davranışını hesaplayabiliriz. Kuantum dünyasının özü budur. Tüm evren yalnızca kuantum nesnelerin bir koleksiyonu olduğu için, evrenin kendisi doğru bir şekilde simüle edilemez.
Tüm evren hakkındaki tüm güncel bilgileri, hatta her atom ve parçacığı bilgisayara girip kuantum teorisi ve belirsizlik ilkesi de dahil olmak üzere tüm fizik kanunlarını mükemmel bir şekilde bilgisayara uygularsak; o zaman basın Başlat düğmesiyle simülasyon, bir milyon yıl içinde evrenin belirli bir tahmini durumunu verecektir. Bilgisayarı sıfırlar ve aynı simülasyonu tekrar çalıştırırsanız, önümüzdeki milyon yıl boyunca biraz farklı bir sonuç alırsınız.
Önümüzdeki iki saniye içinde biraz farklı bir sonuç almak bile mümkün, çünkü evrenin kuantum doğasının gerçekliği bilgisayar simülasyonlarında doğru bir şekilde kurulacak. Önümüzdeki iki saniyeyi simüle eden evren, fiziksel olarak makul bir evreni doğru bir şekilde tanımlayacak, ancak artık evrenimizi doğru bir şekilde tanımlamayacak. Simülasyon süresi ne kadar uzun olursa, tüm bilgiler ve fiziksel yasalar bilgisayara mükemmel bir şekilde programlanmış olsa bile, simüle edilmiş evrenin fiziksel dünyamıza uyma olasılığı o kadar azdır. Doğuştan gelen kuantum belirsizliği bu sonucu kaçınılmaz kılar.
Kuantum belirsizliğinin tüm bilgisayar simülasyonlarını anlamsız kılmadığını, sadece bilim adamlarının kusurlu tahminlerden tatmin olması gerektiği anlamına geldiğini unutmayın. Sistemdeki etkileşimli kuantum nesneleri ne kadar tutarsız olursa, sistemin kuantum belirsizliği o kadar düşük olur ve sistem belirli bir davranışa o kadar yakın olur. Bir taş trilyonlarca ilgisiz atom içerir, bu yüzden kesinliğe çok yakındır. Bu gerçek, uçuş yörüngesine göre bir taşın nereye düştüğünü doğru bir şekilde tahmin etmemizi sağlar. Ancak temelde, taşın iniş konumunu sonsuz doğrulukla doğru bir şekilde tahmin edemiyoruz. Ancak taşı bulmak ve almak için sonsuz hassasiyete ihtiyacımız yok. Benzer şekilde, hücrelerin ve galaksilerin bilgisayar simülasyonları, sistemdeki her atomun ve parçacığın tam konumunu ve momentumunu temelden bilemiyor veya tahmin edemiyor olsak bile, doğru yanıtlara çok yakın olabilir.
(2) Evren muhtemelen sonsuzdur
Prensip olarak, sonsuz bir nesneyi sınırlı bir zamanda doğrudan gözlemlemek imkansızdır. Bununla birlikte, sonsuzluğa matematiksel olarak yaklaşmak için bir kısıtlama programı kullanırsak, bir nesnenin sonsuz olduğunu makul bir şekilde çıkarabiliriz. Örneğin, bir nokta yük tarafından üretilen elektrik alanın, tüm yönlerde sonsuza kadar uzandığı anlaşılır. Bu sonsuz genişleyen elektrik alanının doğası doğrudan insanlar tarafından gözlemlenemez, ancak çıkarılabilir. Bir noktasal yükün elektrik alanı ölçülürse, 1 metre uzaklık 1000 mN / C ise, şarj 10 metre uzaklıkta ise ölçülen alan 10 mN / C, 100 metre uzaktaki alan 0.1 mN / C, vb. . Daha sonra 1 / r ^ 2 yasasına göre, elektrik alan şiddeti r mesafesine bağlıdır. Bu bağımlılığa göre, daha büyük ve daha büyük mesafeler için, nokta yükün alan kuvveti küçülür ve küçülür, ancak hiçbir zaman tamamen sıfır olmayacaktır. Bu nedenle, elektrik alan sonsuza kadar uzayabilir.
Aynı şekilde, evrenin sonsuz uzayını doğrudan gözlemleyemesek bile, tüm bilimsel ölçümlerimiz ve teorilerimiz, evrenin gerçekten de sonsuz olduğunu gösteriyor gibi görünüyor. Bu doğruysa, bilgisayarların tüm evreni tam olarak simüle edememesinin bir başka nedeni de budur. Sonsuz bir evreni simüle etmek, sınırsız hesaplamalı bellek alanı gerektirecektir. Bu argümanın yalnızca tüm evrenin simülasyonunu sınırladığını unutmayın. Prensip olarak, kuantum belirsizliğinin izin verdiği aralıkta tüm evrenin bir bölümünü simüle edebiliriz.
(3) Bilgisayar, evrenin bir parçasıdır
Esasen, evreni simüle eden bilgisayarlar da evrenin bir parçasıdır. Bu nedenle, bir bilgisayar tüm evreni mükemmel bir şekilde simüle edebiliyorsa, kendi kendini de simüle etmelidir. Sadece bu da değil, bilgisayarın mükemmel bir evren simülasyonu yaptığını simüle etmesi gerekir. Mükemmelse, bilgisayar simülasyonunu da içermelidir. Bu nedenle simülasyon, bilgisayarın tüm evreni simülasyonunu içermeli ve bu da bilgisayarın tüm evreni simulasyonunu sonsuza kadar içermelidir. Bilgisayar bilimi alanında bu işleme "sonsuz özyineleme" adı verilir, bu da bilgisayarın çökmesine neden olur ve hesaplama işlemi hiçbir zaman ilerleme kaydetmez. Bu nedenle, evreni simüle eden bir bilgisayar asla tüm evreni doğru bir şekilde simüle edemez.
Bazı insanlar sonsuz özyinelemeden kaçınmak için tüm evrenin bilgisayar olmadan simüle edilebileceğini, böylece doğru simülasyonun eninde sonunda elde edileceğini söyleyebilir. Ancak bu yöntem doğru bir simülasyon sonucu vermeyecektir çünkü evrendeki her şey başka şeylerle etkileşime girebilir. Örneğin, belki de bilgisayar, düşen göktaşının odada kara delikler yaratmayı ve bu bilgiyi Mars'ı yok etmek için nasıl kullanacağını inceleyen bir bilim adamına çarpıp öldürmesini engelledi. Simülasyon bilgisayarı dışlarsa, göktaşının bilgisayarın üzerinden uçacağını ve bilim adamı bir keşif yapmadan önce onu öldüreceğini tahmin eder. Bu nedenle, simülasyon yanlış bir şekilde Mars'ın bir yıl sonra olmadığı halde var olacağını tahmin ediyordu. Bu nedenle, bilgisayarın kendisini simülasyondan çıkarmak ciddi şekilde hatalı tahminlere yol açabilir.
(4) Tüm evrenin durumunu bilmemiz imkansızdır
Sınırlı ışık hızı nedeniyle ışık hızının ışık hızını geçememesi nedeniyle, evrenin bize yeterince yakın olan kısımlarını ancak anlayabiliriz. Işığın bu kısmının Dünya'ya ulaşması için Büyük Patlama'dan bu yana geçen zamandır Evrenin bu kısmına "gözlemlenebilir evren" diyoruz. Temel olarak, gözlemlenebilir evrenin dışındaki evreni anlamamız yasaktır.
