„A Mátrix” című filmben a piros és kék pirula választási lehetőséget jelképez a főhős számára az illúzió és a valóság igazsága között. Ez a motívum mára a sci-fi egyik kedvelt eszközévé vált, amelyben felmerül a kérdés: vajon az egész univerzumunk egy fejlett civilizáció szuperszámítógépén futó szimuláció-e?
Az új kutatások azonban, amelyeket a kanadai Brit Columbia Egyetem (UBC) Okanagan kampuszán végeztek, nem csupán azt állítják, hogy ez valószínűtlen – hanem matematikailag bizonyították, hogy lehetetlen.
A kutatás háttere és jelentősége
Dr. Mir Faizal, az UBC Okanagan Irving K. Barber Természettudományi Karának adjunktusa, valamint nemzetközi kollégái – Dr. Lawrence M. Krauss, Dr. Arshid Shabir és Dr. Francesco Marino – olyan matematikai bizonyítékokat tártak fel, amelyek megmutatják, hogy a valóság alapvető természete olyan módon működik, amit egyetlen számítógép sem képes szimulálni.
Eredményeiket a Journal of Holography Applications in Physics című tudományos folyóiratban publikálták. Nem csupán azt sugallják, hogy nem egy „Mátrix-szerű” szimulációban élünk, hanem ennél sokkal mélyebb igazságot tárnak fel: az univerzum egy olyan megértésen alapul, amely túlmutat bármilyen algoritmuson.
A szimulációs hipotézis és annak tudományos vizsgálata
„Felvetették már korábban, hogy az univerzum szimulálható lehet. Ha ez lehetséges lenne, akkor maga a szimulált univerzum is létrehozhatna életet, amely aztán saját szimulációt hozhat létre – ez egy végtelen rekurzív lehetőség,” magyarázza Dr. Faizal. „Ezért sokan úgy gondolták, hogy nagy valószínűséggel nem az eredeti univerzumban élünk, hanem egy másik szimuláción belül.”
Ez az elképzelés korábban kívül esett a tudományos vizsgálódás határain. Azonban a mostani kutatás bebizonyította: ez a kérdés tudományosan is megközelíthető.
A valóság mélyebb természete: információ és Platón birodalma
A kutatás kulcsa a valóság egyik különleges tulajdonsága. A modern fizika messze túlhaladta Newton mechanikáját: Einstein relativitáselmélete új alapokra helyezte tér és idő fogalmát, majd a kvantummechanika tovább formálta világképünket.
Napjaink legfejlettebb elmélete – a kvantumgravitáció – azt sugallja, hogy még maga a tér és idő sem alapvetőek. Ezek csupán egy mélyebb rétegből emelkednek ki: tiszta információból.
Ezt az információt a fizikusok Platón birodalmának nevezik – egy matematikai alapot, amely még valósabbnak tekinthető annál az anyagi világnál, amit érzékelünk. Innen ered maga a tér és idő is.
Miért nem lehet számítógépes szimuláció az univerzum?
A kutatócsoport kimutatta, hogy még ez az információ-alapú fundamentum sem írható le teljesen pusztán számításokkal vagy algoritmusokkal. Erre olyan erős matematikai tételeket használtak fel, mint Gödel híres hiányosságtételét.
Gödel tétele szerint léteznek olyan igaz állítások (ún. „Gödelian igazságok”), amelyeket semmilyen algoritmikus rendszer nem képes bizonyítani vagy leírni teljes körűen.
Például vegyük az alábbi állítást: „Ez az igaz állítás nem bizonyítható.” Ha ez bizonyítható lenne, akkor hamis lenne – ami logikai ellentmondáshoz vezetne. Ha viszont nem bizonyítható, akkor igaznak kell lennie – de így bármely rendszer hiányos lesz.
Ez azt jelenti, hogy egy számítógép által követett lépéssorozat (algoritmus) soha nem képes teljes és konzisztens leírást adni minden fizikai jelenségről.
Dr. Faizal összegzése
„Bizonyítottuk, hogy lehetetlen minden fizikai valóság aspektusát leírni pusztán kvantumgravitáció számítási elméletével. Ezért nincs olyan teljes és konzisztens mindent magyarázó elméletünk, amely kizárólag számításokon alapulna. Ehelyett szükség van egy nem-algoritmikus megértésre – amely még alapvetőbb mint maguk a kvantumgravitáció törvényei és így maga a téridő is.”
A Platón birodalma sem lehet szimulált
Mivel a Platón birodalmában lévő szabályok elvileg hasonlíthatnak egy számítógépes program szabályaira, felmerülhet a kérdés: vajon ezt a birodalmat magát is lehet-e szimulálni?
A kutatók erre határozott nemet mondanak. Munkájuk feltárja ennek mélyebb okát:
„Matematikai tételekre támaszkodva – amelyek az inkomplettségre és meghatározhatatlanságra vonatkoznak – kimutattuk, hogy egy teljesen konzisztens és teljes valóságleírás nem érhető el kizárólag számítás útján,” magyarázza Dr. Faizal. „Ehhez szükség van nem-algoritmikus megértésre, ami definíció szerint túlmutat bármilyen algoritmikus számításon és ezért nem szimulálható. Így ez az univerzum soha nem lehet szimuláció.”
A kutatás tudományos jelentősége
Társszerzője, Dr. Lawrence M. Krauss hangsúlyozza ennek következményeit:
„A fizika alapvető törvényei nem férnek bele térbe és időbe, mert éppen ők hozzák létre ezeket. Régóta reménykedtek abban, hogy létezik egy mindenre kiterjedő elmélet, amely minden fizikai jelenséget leírhat számítások segítségével ezen törvények alapján. Mi azonban bebizonyítottuk ennek lehetetlenségét: egy teljes és konzisztens valóságleíráshoz mélyebb megértés szükséges – egyfajta nem-algoritmikus megértés.”
Összegzés: Az univerzum soha nem lesz szimuláció
Dr. Faizal összegző gondolata szerint:
„Bármilyen szimuláció inherensen algoritmikus – követnie kell programozott szabályokat. Ám mivel a valóság legmélyebb rétege nem-algoritmikus megértésen alapul, ezért az univerzum soha nem lehetett és soha nem is lesz szimuláció.”
A szimulációs hipotézis régóta tesztelhetetlen filozófiai spekulációnak vagy sci-finek számított. Ez a kutatás azonban matematikai és fizikai eszközökkel vizsgálja meg ezt az elképzelést – sőt végleges választ ad rá.