ما در یک شبیه سازی کامپیوتری نیستیم!
سوالاتی در مورد اینکه آیا حقیقت ما یک شبیه سازی از چیز عمیق تری است فیلسوفان و اندیشمندان را از زمان افلاطون به فکر فرو برده است. تعدادی از فیزیکدانان نشان دادند که عجایب کوانتوم از جمله پیچ و تاب در فضا-زمان قابل شبیه سازی نیست و این مسئله را مطرح کردند که «ماتریس» هیچ پاسخی ندارد.
فیزیکدانان نظری مثل زوهار رینگل و دمیتری کووریژین از دانشگاه آکسفورد یک بلوک جامد را برای حل الگوریتم های شبیه سازی های کوانتومی “مونت کارلو” کشف کردند. توضیحش این است که اساسأ ما نمی توانیم فیزیکی که حتی دربارۀ بزرگترین کامپیوتر می دانیم را شبیه سازی کنیم. می توان گفت احتمالا شما در یک شبیه سازی کامپیوتری نیستید. شبیه سازی های “مونت کارلو” در واقع محاسباتی مبتنی بر نمونه های تصادفی یک سیستم هستند. آنها مختص فیزیک کوانتومی نیستند، اما برای تبدیل دنیای فازیِ شایدها به چیزی کمی قابل پیش بینی تر سودمندند. همچنین آنها می توانند مسائل خاصی را حل کنند – سیستم هایی که شامل چند شی کوانتومی در حال حرکت می باشند.
هرچند، شبیه سازی های “مونت کارلو” به هیچ وجه بی نقص نیستند. در این سیستم خنثی کردن مثبت ها و منفی ها می تواند رخ دهد که آن را «مسئله نشانه» می نامند. نمایشِ بدون نشانه می تواند به حل این مسئله کمک کند، اما طریقۀ انجام آن برای بسیاری از مسائل فیزیک، هنوز نامشخص است. در واقع، برای برخی از مسائل غیرممکن است.
این سئوالی است که رینگل و کووریژین به دنبال پاسخ آن بودند؛ آیا نوعی مانع در کشف یک روش “بدون نشانه” برای کاربرد شبیه سازی های “مونت کارلو” در سیستم های کوانتومی خاص وجود دارد؟ اگر این چنین نیست، آنگاه شاید در یک حمام پر از ژل دراز کشیده اید، لوله هایی در سرتان وجود دارد و یک کامپیوتر غول پیکر برای تولید الکتریسیته در ناکارآمدترین باتری دنیا، شیرۀ شما را می کشد! (درست مثل ِ فیلم ماتریکس)
اما اگر در آنجا مانعی وجود داشته باشد به این معنا است که کامپیوترهای کلاسیک هرگز نمی توانند ریاضیات ضمنی را حل کنند تا نشان دهند ما چه چیزی در مکانیک کوانتومی می بینیم. بقیه تضمین می کنند که استیک ۱۰۰% از ماهیچه گاو درست شده، نه فقط کد دوتایی. در فیزیک ماده چگال پدیده ای به نام اثر هال حرارتی وجود دارد که در آن، قرار دادن شی ای جامد با یک انتهای داغ و یک انتهای سرد درون میدان مغناطیسی، یک گرادیان حرارتی در طول آن تولید می کند.
اگر یک فیزیکدان هستید، می توانید همین چیز را بصورت یک ناهنجاری گرانشی توصیف کنید که به ساده ترین شکل کمی شبیه تار و پود فضا-زمانِ متمایل یا پیچ و تاب خورده است. نظریه پردازان اعداد را در مدل های شبیه سازی مونت کارلو، خرد کردند تا ناهنجاری گرانشی را حل کنند؛ آنها ثابت کردند که مشکلی در آنجا وجود دارد.
رینگل گفت: «کار ما پیوند جذابی بین دو موضوعِ به نظر غیرمرتبط برقرار می کند: ناهنجاری های گرانشی و پیچیدگی کامپیوتری. این کار نشان می دهد که رسانایی هال حرارتی یک اثر مطلقأ کوانتومی است: اثری که هیچ مشابه ِ کلاسیک محلی، برای آن وجود ندارد.» هالیوود این سئوال را مطرح می کند که آیا جهان – چه این جهان، چه جهانِ ساخته شده به دست خودمان – می تواند از طریق نوعی کامپیوتر شبیه سازی شود؛ این سوال در دایرۀ فلسفی جدی گرفته شده است.
فیلسوف بریتانیایی نیک بوستروم استدلال کرد که این امر بر اساس وعده هایی برای پیشرفت های تکنولوژیکی و زمانی، امکانپذیر می باشد. فیزیکدانان اشاره کردند که فیزیک کوانتومی این امر را به طرز شگفت آوری غیرمحتمل می داند، زیرا الکترون ها و اتم ها توپ های کوچکی نیستند که به طور قابل پیش بینی در طول فضا بچرخند. رینگل و کووریژین نشان دادند که ما در یک نسخۀ بیگانه مافوق بُعدی از ویندوز ۱۱ قرار نداریم و این یک سیستم کامپیوتری نیست که به آسانی بخواهیم تصورش کنیم. در واقع اینطور به نظر می رسد که در یک واقعیت گیر افتادیم، باید شروع کنیم بهترین استفاده را از آن ببریم. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Science Advances منتشر شده است.
برگرفته از sciencealert
