آیا ممکن است جهان ما یک شبیه‌سازی باشد؟ فیزیک‌دانان می‌گویند به سرنخ‌هایی دست یافته‌اند

برخی فیزیک‌دانان مقیاس طول پلانک را به پیکسل‌های بسیار ریزی تشبیه می‌کنند که ممکن است ساختار فضا را شکل داده باشند.

گروهی از دانشمندان احتمال می‌دهند جهان ما یک شبیه‌سازی باشد. اثبات این فرضیه همچنان دشوار به نظر می‌رسد، اما شاید بتوان با آزمایش واقعیت در شرایط حدی، اختلالاتی را شناسایی کرد که سرنخ‌هایی درباره ماهیت جهان در اختیارمان قرار دهند.

واقعیت در نگاه نخست پیوسته به نظر می‌رسد. فضا و زمان ساختاری هموار و قابل اندازه‌گیری دارند و در بیشتر شرایط نیز چنین برداشتی درست به نظر می‌آید. با این حال، هنگامی که به ثابت‌های بنیادی جهان، مانند طول پلانک و سرعت نور، می‌رسیم، علم هنوز پاسخ روشنی برای منشأ آن‌ها ندارد. همین مسئله باعث شده است برخی دانشمندان این احتمال بحث‌برانگیز را مطرح کنند که ویژگی‌های جهان ما شاید نتیجه طراحی یک سامانه هوشمندانه باشند.

طول پلانک و سرعت نور؛ پیکسل‌های سازنده واقعیت

برای بررسی این فرضیه، باید از ثابت‌های بنیادی فیزیک شروع کنیم؛ ویژگی‌های تغییرناپذیری که قوانین طبیعت بر پایه آن‌ها شکل گرفته‌اند. طول پلانک یکی از این مقیاس‌های بنیادی است که در بررسی ساختار فضا و ارتباط میان مکانیک کوانتومی و گرانش اهمیت دارد. برخی فیزیک‌دانان احتمال می‌دهند این مقیاس را بتوان به پیکسل‌هایی تشبیه کرد که چارچوب فضا را تشکیل می‌دهند.

طول پلانک تقریباً برابر با ۳۵-^۱۰×۱.۶ متر است؛ اندازه‌ای به‌قدری کوچک که حتی در مقایسه با پروتون، یکی از اجزای تشکیل‌دهنده اتم، تقریباً ناچیز به نظر می‌رسد. اندازه یک پروتون حدود ۱۰۰ میلیارد میلیارد برابر طول پلانک است.

اهمیت این مقیاس به آن دلیل است که فیزیک‌دانان آن را از ترکیب ثابت‌های بنیادی طبیعت به دست آورده‌اند و در این محدوده، اثرات گرانش و مکانیک کوانتومی اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کنند. طول پلانک همچنین مقیاسی نظری برای بررسی کوچک‌ترین فاصله‌های معنادار در فیزیک به شمار می‌رود؛ هرچند هنوز مشخص نیست که آیا فضا واقعاً ساختاری گسسته و پیکسلی دارد یا خیر.

از سوی دیگر، سرعت نور در خلأ تقریباً ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه است. اگر جهان را به یک شبیه‌سازی رایانه‌ای تشبیه کنیم، می‌توان این سرعت را به نرخ به‌روزرسانی پیکسل‌های واقعیت مانند کرد. در چنین برداشتی، سرعت نور حدی بنیادی برای انتقال اطلاعات و تأثیرگذاری میان رویدادهای فیزیکی خواهد بود.

در کوچک‌ترین مقیاس‌ها، قوانین فیزیک کوانتومی نقش پررنگ‌تری پیدا می‌کنند. یکی از پدیده‌های قابل‌توجه در این حوزه، درهم‌تنیدگی کوانتومی است؛ وضعیتی که در آن دو ذره می‌توانند هم‌بستگی‌هایی داشته باشند که با فاصله گرفتن آن‌ها از یکدیگر از بین نمی‌رود. این رفتار گاهی به‌صورت تأثیرگذاری عجیب میان ذرات دور از هم توصیف می‌شود، هرچند درهم‌تنیدگی به معنای انتقال اطلاعات سریع‌تر از نور نیست.

جهان کوانتومی با تجربه روزمره ما تفاوت زیادی دارد. یکی از دلایل دشواری درک آن، این است که ذرات کوانتومی پیش از اندازه‌گیری لزوماً ویژگی‌های مشخص و معینی مانند اشیای دنیای روزمره ندارند. این وضعیت ممکن است چنین تصوری ایجاد کند که ویژگی‌های ذرات هنگام مشاهده آشکار می‌شوند؛ رفتاری که به بارگذاری عناصر یک بازی رایانه‌ای در لحظه نیاز به آن‌ها شباهت دارد. ذرات درهم‌تنیده نیز در فاصله‌های بسیار زیاد، هم‌بستگی‌های خود را حفظ می‌کنند و از این نظر، رفتارشان با تصور معمول ما از اشیای کاملاً مستقل تفاوت دارد.

اگر طول پلانک، سرعت نور و پدیده‌های کوانتومی را در کنار یکدیگر قرار دهیم، پرسش مهمی مطرح می‌شود: چرا واقعیت بر پایه چنین ویژگی‌های بنیادی و مشخصی بنا شده است؟ پل دیویس، فیزیک‌دان نظری و استاد دانشگاه ایالتی آریزونا، معتقد است ترکیب این ویژگی‌ها می‌تواند این احتمال را مطرح کند که جهان رفتاری شبیه یک شبیه‌سازی دارد.

فرضیه شبیه‌سازی دست‌کم دو دهه است که در بحث‌های فلسفی و علمی مطرح می‌شود و نیک باستروم، فیلسوف، نقش مهمی در شناساندن آن داشته است؛ البته ایده جهان شبیه‌سازی‌شده مدت‌ها پیش از آن نیز در آثار علمی‌تخیلی دیده می‌شد. با این حال، دیویس تأکید دارد که این ایده در حال حاضر بیشتر یک آزمایش فکری محسوب می‌شود. او همچنین هشدار می‌دهد که شاید هیچ راهی برای آزمودن قطعی آن وجود نداشته باشد و در نتیجه، این فرضیه هرگز نتواند جایگاه یک نظریه علمی معتبر را به دست آورد.

دیویس در این باره گفت

از یک نظر، می‌توان هر چیزی را تصور کرد. بهترین توضیحی که در این زمینه می‌شناسم، مقاله‌ای از جان بارو است که سال‌ها پیش در نشریه نیو ساینتیست با عنوان اختلال منتشر شد. او در آن مقاله توضیح می‌دهد که نقص‌های موجود در فیزیک ممکن است اطلاعات بیشتری درباره واقعیت در اختیار ما بگذارند تا قوانین فیزیک. به بیان ساده، اگر جهان یک شبیه‌سازی باشد، لزوماً نباید بی‌نقص عمل کند؛ بنابراین، شاید بتوان در نظم طبیعی جهان به دنبال اختلالاتی گشت که سرنخ‌هایی درباره ماهیت آن ارائه دهند.

آیا می‌توان فرضیه شبیه‌سازی را آزمایش کرد؟

یکی از پرسش‌های اساسی این است که چگونه می‌توان فرضیه شبیه‌سازی را رد یا تأیید کرد. دیویس معتقد است با وجود جذابیت این ایده، ممکن است نقطه پایانی چنین بحثی بیشتر به اسطوره‌شناسی نزدیک باشد تا علم. او در این زمینه گفت

فکر کردن به این موضوع جذاب است و من نیز بخشی از ذهنم را برای بررسی این احتمال باز نگه می‌دارم، اما چنین فرضیه‌ای مسیر شغلی معقولی برای یک دانشمند فعال در حوزه پژوهش‌های علمی فراهم نمی‌کند. این موضوع بیشتر برای فیلسوفان و الهی‌دانان جالب توجه است.

ملوین ووپسون، فیزیک‌دان دانشگاه پورتسموث، نیز به بررسی این موضوع پرداخته است. او احتمال تنظیم‌شدن جهان برای شکل‌گیری یک شبیه‌سازی را بررسی کرده و کتابی با عنوان Reality Reloaded: The Scientific Case for a Simulated Universe درباره این موضوع نوشته است.

ووپسون می‌گوید آزمایش ماهیت واقعیت با محدودیت‌های جدی روبه‌روست، اما شاید بتوان شواهدی غیرمستقیم به دست آورد؛ همان اختلالاتی که دیویس به آن‌ها اشاره کرده است. او درباره این موضوع گفت

اگر فرض کنیم جهان واقعاً نوعی ساختار محاسباتی باشد، برای اثبات آن باید به قابلیت‌ها و ابزارهایی مشابه امکاناتی دسترسی داشته باشیم که برای اجرای محاسبات و تولید واقعیت ما به کار می‌روند. از آنجا که این امکانات احتمالاً فراتر از محدوده واقعیتی قرار دارند که درون آن زندگی می‌کنیم، تنها مجموعه‌ای از سرنخ‌های علمی و متافیزیکی محدود در اختیارمان خواهد بود که می‌توانیم آن‌ها را شناسایی کنیم و از طریق آزمایش‌های تجربی به چالش بکشیم. نکته جالب این است که همین محدودیت‌ها نیز ممکن است راهی ارزشمند برای کشف این سرنخ‌ها فراهم کنند؛ به این صورت که سامانه‌های فیزیکی را عمداً به مرزهای واقعیت خود برسانیم و رفتار آن‌ها را بررسی کنیم.

ووپسون چند روش احتمالی برای انجام چنین آزمایش‌هایی مطرح کرده است. یکی از آن‌ها بررسی سامانه‌های فیزیکی در سرعت‌هایی نزدیک به سرعت نور خواهد بود؛ آزمایش‌هایی که ارتباط میان فضا و زمان را در نزدیکی حد بنیادی سرعت در جهان آشکار می‌کنند.

روش دیگر، انجام آزمایش‌های مکانیک کوانتومی برای بررسی محدودیت‌های فضا، ماده و انرژی در کوچک‌ترین مقیاس‌هاست. به گفته ووپسون، بررسی این محدوده‌ها می‌تواند برخی تصورات ما را به چالش بکشد؛ از جمله این باور که جهان ساختاری کاملاً پیوسته دارد. او معتقد است واقعیت شاید در سطح بنیادی ماهیتی گسسته داشته باشد و از این نظر به تصاویر پیکسلی یا ارقام مجزای مورد استفاده در سامانه‌های رایانه‌ای شباهت پیدا کند.

ووپسون در ادامه توضیح داد

درهم‌تنیدگی ذرات کوانتومی نمونه مناسبی از این گسستگی به شمار می‌رود، زیرا نشان می‌دهد ماده در واقع ماهیتی دوگانه، هم موجی و هم ذره‌ای دارد و ویژگی‌های آن تنها هنگام مشاهده و بر اساس شرایط اندازه‌گیری آشکار می‌شوند.

با این حال، ووپسون تأکید می‌کند که بدون شواهد تجربی، هیچ‌کس نباید فرضیه شبیه‌سازی را به‌عنوان یک واقعیت قطعی بپذیرد؛ خود او نیز از این قاعده مستثنا نیست. به اعتقادش، ممکن است در آینده یک آزمایش تازه شواهدی در این زمینه ارائه دهد، هرچند در حال حاضر نمی‌تواند پیش‌بینی کند چنین کشفی چگونه رخ خواهد داد. او همچنین احتمال می‌دهد پیشرفت‌های هوش مصنوعی (AI) به ظهور شواهد جدید کمک کنند، اما این مسیر نیز فعلاً قابل پیش‌بینی نیست.

در شرایط کنونی، هنوز راهی برای اثبات قطعی شبیه‌سازی بودن جهان در اختیار نداریم، اما ابزارهای علمی متعددی برای بررسی کیهان و قوانین حاکم بر آن وجود دارند. شاید پیشرفت هوش مصنوعی یا طراحی آزمایش‌های تازه در آینده اطلاعات بیشتری درباره ماهیت واقعیت آشکار کند. تا آن زمان، بسیاری از این پرسش‌ها همچنان در قلمرو فلسفه باقی خواهند ماند و علم پاسخ قطعی برای آن‌ها نخواهد داشت.

دیویس نیز با چنین رویکردی موافق است. او یکی از مهم‌ترین انتقادهای خود به بررسی علمی فرضیه شبیه‌سازی را این می‌داند که این ایده می‌تواند راهی برای کنار گذاشتن تلاش‌های واقعی جهت توضیح جهان باشد. به باور او، وظیفه دانشمندان یافتن توضیح‌های علمی برای پدیده‌های پیرامون ماست. دیویس در توضیح این نگرانی گفت

تصور جهانی که تقریباً هر اتفاقی در آن امکان‌پذیر باشد، چندان دشوار نیست؛ درست مانند دنیای رؤیاها. در چنین شرایطی، می‌توان هر رویدادی را با این ادعا توضیح داد که واقعیت موجود صرفاً همان چیزی است که شبیه‌ساز تصمیم گرفته ایجاد کند. این نوع استدلال ممکن است هر توضیح علمی دیگری را کنار بزند، زیرا هر اتفاقی را می‌توان به انتخاب شبیه‌ساز نسبت داد.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.