物理学家们长期以来一直在努力解释宇宙为何以适合生命进化的条件开始。为什么物理定律和常数取值非常特定，从而允许恒星、行星，最终是生命的发展？例如，宇宙的膨胀力——暗能量，要比理论推测的要弱得多，这使得物质可以聚集在一起而不是被撕裂。
一个普遍的答案是，我们生活在一个无限的多宇宙中，所以我们不应该感到惊讶，至少会有一个宇宙变成了我们现在看到的样子。但另一个解释是，我们的宇宙是一台计算机模拟，某个人（也许是一个先进的外星物种）在微调条件。
信息物理学是支持后者选项的一种科学分支，它认为时空和物质并不是基本现象。相反，物理现实基本上是由信息位构成的，而我们对时空的体验就是由此而来的。相比之下，温度是由原子的集体运动“出现”的。没有一个单独的原子从本质上讲具有温度。
这就引出了一个非凡的可能性，即我们整个宇宙实际上可能是一个计算机模拟。这并不是什么新鲜事。在1989年，传奇物理学家约翰·阿基博尔德·惠勒提出宇宙从根本上是数学的，并且可以被看作是信息的产物。他创造了著名的格言“它来自位”。
在2003年，英国牛津大学的哲学家尼克·博斯特罗姆提出了他的模拟假说。这个假说认为，我们生活在一个模拟中是非常有可能的。这是因为一个先进的文明很可能会达到他们的技术如此高超，以至于模拟和现实没有区别，参与者也不会意识到自己在模拟中。
美国麻省理工学院的物理学家赛斯·劳埃德将模拟假说推向一个新的高度，他提出整个宇宙可以是一个巨大的量子计算机。并且在2016年，商业大亨埃隆·马斯克总结说“我们很有可能是在一个模拟中。
有一些证据表明我们的物理现实可能是一个模拟虚拟世界，而不是那种独立于观察者存在的客观世界。
任何虚拟现实世界都是基于信息处理的。这意味着一切最终都是数字化的或者像素化的，无法被进一步细分：位。这似乎符合我们现实世界的情况，因为这与量子力学的理论相一致，量子力学统治着原子和粒子的世界。它规定了能量、长度和时间的最小离散单位。类似地，构成宇宙中所有可见物质的基本粒子是物质的最小单位。简而言之，我们的世界是像素化的。
统治宇宙中的一切物理定律也类似于模拟中的计算机代码行，它们用于执行程序。而且，数学方程式、数字和几何图案无处不在——这个世界似乎完全是数学的。
物理学中的另一个奇点支持模拟假说，即我们宇宙中的最大速度限制是光速。在虚拟现实中，这个限制相当于处理器的速度限制。我们知道，过载的处理器会导致模拟中的计算机处理速度变慢。同样，阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论表明，在黑洞附近时间会减慢。
也许对模拟假说最有力的证据来自量子力学。这表明自然并非“真实”：处于确定状态的粒子，比如特定的位置，似乎在您实际观察或测量它们之前并不存在。相反，它们同时处于不同的状态。同样，虚拟现实需要有观察者或程序员来使事情发生。
量子“纠缠”还允许两个粒子被神秘地连接在一起，所以如果您操作一个，您也会自动立即操作另一个，无论它们相隔多远——而且这一效应似乎比光速更快，这应该是不可能的。
然而，这也可能可以解释，因为在虚拟现实代码内，所有“位置”（点）应该基本上与中央处理器一样远。所以，虽然我们可能认为两个粒子相隔数百万光年，但如果它们是在模拟中创建的，它们就不会相隔那么远。
假如确实如此，那么我们在模拟中部署的实验能证明这一点吗？
合理地假设，一个模拟宇宙会在我们周围充满许多信息位。这些信息位代表着代码本身。因此，检测到这些信息位将证明模拟假说。最近提出的质能信息（M/E/I）等价原则——表示质量可以被表达为能量或信息，反之亦然，说明信息位必须具有一小质量。这给了我们一些要搜索的东西。
我已经假设信息实际上是宇宙中的第五种物质形式。我甚至计算了每个基本粒子所含的期望信息量。这些研究导致了在2022年发布了一份用于测试这些预测的实验方案。该实验涉及通过让宇宙中的基本粒子和它们的反粒子（所有粒子都有相反电荷但是相同的“反”版本）在能量之光子中湮灭从而擦除其内含的信息。
我根据信息物理学预测了所得光子的预计频率范围。这个实验是非常可行的，我们已经在众筹网站上启动了一个项目以完成它。
还有其他方法。已故物理学家约翰·巴罗曾主张，一个模拟会产生一些小的计算错误，程序员需要修复这些错误以保持模拟运行。他认为我们可能会经历这些修复突然出现的矛盾实验结果，比如自然常数的改变。因此，监测这些常数的值也是另一个选择。
我们的现实的本质是世界上最大的谜团之一。我们越认真地对待模拟假说，我们或许有一天越能够证明或否定它。
麦尔文·M·沃普森，朴茨茅斯大学物理学高级讲师。
这篇文章转载自The Conversation，根据创作共用许可证重新发布。查看原文。
