Die Theorie des simulierten Universums impliziert, dass unser Universum mit all seinen Galaxien, Planeten und Lebensformen eine sorgfältig programmierte Computersimulation ist. In diesem Szenario sind die physikalischen Gesetze, die unsere Realität bestimmen, einfach Algorithmen. Die Erfahrungen, die wir machen, werden durch die Rechenprozesse eines immens fortschrittlichen Systems generiert.
Obwohl die Theorie des simulierten Universums von Natur aus spekulativ ist, hat sie aufgrund ihrer faszinierenden Implikationen die Aufmerksamkeit von Wissenschaftlern und Philosophen auf sich gezogen. Die Idee hat sich in der Populärkultur in Filmen, Fernsehsendungen und Büchern einen Namen gemacht – einschließlich des Films „Die Matrix.“
Die frühesten Aufzeichnungen über das Konzept, dass die Realität eine Illusion ist, stammen aus dem antiken Griechenland. Dort stellt sich die Frage „Was ist die Natur unserer Realität?“ gestellt von Plato (427 v. Chr.) und andere gebar Idealismus. Idealistische antike Denker wie Platon betrachteten Geist und Seele als bleibende Realität. Sie argumentierten, Materie sei nur eine Manifestation oder Illusion.
Schneller Vorlauf in die Neuzeit, und der Idealismus hat sich in eine neue Philosophie verwandelt. Dies ist die Idee, dass sowohl die materielle Welt als auch das Bewusstsein Teil einer simulierten Realität sind. Dies ist lediglich eine moderne Erweiterung des Idealismus, angetrieben durch die jüngsten technologischen Fortschritte in den Bereichen Computer und digitale Technologien. In beiden Fällen geht die wahre Natur der Realität über das Physische hinaus.
In der wissenschaftlichen Gemeinschaft hat das Konzept eines simulierten Universums sowohl Faszination als auch Skepsis geweckt. Einige Wissenschaftler vermuten, dass es, wenn unsere Realität eine Simulation ist, Störungen oder Muster im Gefüge des Universums geben könnte, die seine simulierte Natur verraten.
Die Suche nach solchen Anomalien bleibt jedoch eine Herausforderung. Unser Verständnis der Gesetze der Physik entwickelt sich immer noch weiter. Letztendlich fehlt uns ein definitiver Rahmen, um zwischen simulierter und nicht simulierter Realität zu unterscheiden.
Ein neues Gesetz der Physik
Wenn unsere physische Realität ein simuliertes Konstrukt und keine objektive Welt ist, die unabhängig vom Beobachter existiert, wie könnten wir das dann wissenschaftlich beweisen? In eine Studie aus dem Jahr 2022Ich habe ein mögliches Experiment vorgeschlagen, das jedoch bis heute noch nicht getestet wurde.
Es gibt jedoch Hoffnung. Informationstheorie ist die mathematische Untersuchung der Quantifizierung, Speicherung und Kommunikation von Informationen. Ursprünglich entwickelt vom Mathematiker Claude ShannonEs erfreut sich in der Physik immer größerer Beliebtheit und wird in immer mehr Forschungsbereichen eingesetzt.
In meiner jüngsten Forschung, veröffentlicht in AIP-FortschritteIch habe die Informationstheorie genutzt, um ein neues Gesetz der Physik vorzuschlagen, das ich das zweite Hauptgesetz der Infodynamik nenne. Und was noch wichtiger ist: Es scheint die Theorie des simulierten Universums zu stützen.
Im Mittelpunkt des zweiten Hauptsatzes der Infodynamik steht das Konzept der Entropie – ein Maß für die Unordnung, die in einem isolierten System mit der Zeit immer zunimmt. Wenn eine heiße Tasse Kaffee auf dem Tisch steht, erreicht sie nach einer Weile ein Gleichgewicht und hat die gleiche Temperatur wie die Umgebung. Die Entropie des Systems ist zu diesem Zeitpunkt maximal und seine Energie minimal.
Der zweite Hauptsatz der Infodynamik besagt, dass die „Informationsentropie“ (die durchschnittliche Informationsmenge, die durch ein Ereignis übermittelt wird) konstant bleiben oder im Laufe der Zeit abnehmen muss – bis zu einem Minimalwert im Gleichgewicht.
Es steht also im völligen Widerspruch zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik (dass Wärme immer spontan von heißen zu kalten Regionen der Materie fließt, während die Entorpie ansteigt). Für eine kühlende Tasse Kaffee bedeutet dies, dass die Streuung der Wahrscheinlichkeiten, ein Molekül in der Flüssigkeit zu lokalisieren, geringer ist. Das liegt daran, dass die Streuung der verfügbaren Energien geringer ist, wenn ein thermisches Gleichgewicht herrscht. Die Informationsentropie nimmt also mit der Zeit immer ab, während die Entropie zunimmt.
Meine Studie zeigt, dass der zweite Hauptsatz der Infodynamik eine kosmologische Notwendigkeit zu sein scheint. Es ist universell anwendbar und hat immense wissenschaftliche Auswirkungen. Wir wissen, dass sich das Universum ohne Verlust oder Gewinn von Wärme ausdehnt, was erfordert, dass die Gesamtentropie des Universums konstant ist. Allerdings wissen wir aus der Thermodynamik auch, dass die Entropie immer zunimmt. Ich behaupte, dass dies zeigt, dass es eine andere Entropie – Informationsentropie – geben muss, um den Anstieg auszugleichen.
Mein Gesetz kann bestätigen wie sich genetische Informationen verhalten. Es weist aber auch darauf hin, dass es sich bei genetischen Mutationen auf der grundlegendsten Ebene nicht nur um zufällige Ereignisse handelt Darwins Theorie legt nahe. Stattdessen erfolgen genetische Mutationen nach dem zweiten Hauptsatz der Infodynamik, sodass die Informationsentropie des Genoms stets minimiert wird. Das Gesetz kann auch Phänomene in der Atomphysik und die zeitliche Entwicklung digitaler Daten erklären.
Interessanterweise erklärt dieses neue Gesetz eines der großen Geheimnisse der Natur. Warum dominiert im Universum eher Symmetrie als Asymmetrie? Meine Studie zeigt mathematisch, dass Zustände mit hoher Symmetrie die bevorzugte Wahl sind, da solche Zustände der niedrigsten Informationsentropie entsprechen. Und das ist es, was ein System natürlicherweise anstrebt, wie es der zweite Hauptsatz der Infodynamik vorschreibt.
Ich glaube, dass diese Entdeckung enorme Auswirkungen auf die Genforschung, die Evolutionsbiologie, die Gentherapien, die Physik, die Mathematik und die Kosmologie hat, um nur einige zu nennen.
Simulationstheorie
Die Hauptkonsequenz des zweiten Hauptsatzes der Infodynamik ist die Minimierung des Informationsgehalts, der mit jedem Ereignis oder Prozess im Universum verbunden ist. Dies bedeutet wiederum eine Optimierung des Informationsgehalts bzw. eine möglichst effektive Datenkomprimierung.
Da der zweite Hauptsatz der Infodynamik eine kosmologische Notwendigkeit ist und überall in der gleichen Weise zu gelten scheint, könnte man schlussfolgern, dass dies darauf hindeutet, dass das gesamte Universum ein simuliertes Konstrukt oder ein riesiger Computer zu sein scheint.
Ein superkomplexes Universum wie unseres würde, wenn es eine Simulation wäre, eine integrierte Datenoptimierung und -komprimierung erfordern, um die Rechenleistung und den Datenspeicherbedarf für die Ausführung der Simulation zu reduzieren. Genau das beobachten wir überall um uns herum, auch in digitalen Daten, biologischen Systemen, mathematischen Symmetrien und dem gesamten Universum.
Weitere Studien sind notwendig, bevor wir definitiv sagen können, dass der zweite Hauptsatz der Infodynamik genauso grundlegend ist wie der zweite Hauptsatz der Thermodynamik. Das Gleiche gilt für die Hypothese des simulierten Universums.
Aber wenn beide einer Überprüfung standhalten, ist dies möglicherweise das erste Mal, dass wissenschaftliche Beweise zur Stützung dieser Theorie erbracht wurden – so wie sie erforscht wurden in meinem letzten Buch.
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