L’universo è una simulazione? Gli scienziati discutono

NEW YORK-L’universo è solo una simulazione enorme e fantasticamente complessa? Se sì, come potremmo scoprirlo, e cosa significherebbe questa conoscenza per l’umanità?

Queste sono state le grandi domande che un gruppo di scienziati, così come un filosofo, hanno affrontato il 5 aprile durante il 17 ° dibattito annuale di Isaac Asimov qui all’American Museum of Natural History. L’evento onora Asimov, il visionario scrittore di fantascienza, invitando esperti in diversi campi a discutere questioni urgenti sulle frontiere scientifiche.

Neil deGrasse Tyson, direttore del museo, il Planetario Hayden e ospite dell’evento di quest’anno, ha invitato cinque intellettuali per la fase a condividere le loro prospettive uniche sul problema: Zohreh Davoudi, un fisico nucleare presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT); Max Tegmark, cosmologo al MIT il cui ultimo libro di sonde universo come la matematica; James Gates, un fisico presso l’Università del Maryland che ha scoperto strano, codici di correzione errori nel profondo le equazioni della supersimmetria; Lisa Randall, un fisico dell’Università di Harvard che pensa che la questione della simulazione sia più o meno irrilevante; e David Chalmers, un filosofo della New York University che mette regolarmente in discussione la realtà che le menti coscienti percepiscono.

Come possiamo dirlo?

L’umanità potrebbe non essere mai in grado di dimostrare con certezza se l’universo è simulato, ha detto Chalmers.

“Non ci sarà certamente una prova sperimentale conclusiva che non siamo in una simulazione”, ha detto vicino all’inizio del dibattito. “Qualsiasi prova che potremmo mai ottenere sarebbe simulata!”

Ma altri relatori hanno detto che, se l’universo simulato ha limitazioni fisiche simili al nostro universo reale percepito — in cui qualcosa di infinitamente complicato non può essere modellato senza risorse infinite — segni di scorciatoie e approssimazioni possono nascondersi nel nostro mondo, il modo in cui un’immagine si rompe nei suoi pixel costituenti quando ci si avvicina abbastanza a uno schermo.

Davoudi ha proposto un possibile modo per individuare una di queste scorciatoie: studiando i raggi cosmici, le particelle più energetiche che gli scienziati abbiano mai osservato. I raggi cosmici apparirebbero sottilmente diversi se lo spazio-tempo fosse formato da piccoli pezzi discreti, come quei pixel del computer, al contrario di fasce continue e intatte, ha detto.

Affinché l’universo possa essere simulato in questo modo, dovrebbe essere calcolato, il che significa che sarebbe essenzialmente matematico. Il recente libro di Tegmark, “Our Mathematical Universe: My Quest for the Ultimate Nature of Reality” (Deckle Edge, 2014), si concentra sul perché l’universo sembra così strettamente legato alla matematica.

“Più ho imparato a conoscere in seguito, come fisico, più mi ha colpito che, quando ti addentri in profondità nel modo in cui funziona la natura, nel guardare tutti voi come un gruppo di quark ed elettroni se guardi come questi quark si muovono, le regole sono interamente matematiche, per quanto possiamo dire”, ha detto Tegmark. Se fosse un personaggio in un videogioco o una simulazione, avrebbe iniziato a rendersi conto che le regole erano rigide e matematiche proprio in quel modo, ha detto Tegmark.

Mentre Davoudi ha proposto di cercare prove concrete del calcolo in natura, Gates, un fisico che lavora sulla teoria delle superstringhe (uno sforzo per descrivere tutte le particelle e le forze dell’universo con equazioni che coinvolgono minuscole stringhe super-simmetriche vibranti), ha trovato qualcosa di sospetto come il calcolo nelle equazioni teoriche che governano il funzionamento dell’universo.

Ha scoperto quelli che sembravano codici di correzione degli errori, che vengono utilizzati per verificare e correggere gli errori che sono stati introdotti attraverso il processo fisico di calcolo. Trovare quel tipo di codice in un universo che non è calcolato è “estremamente improbabile”, ha detto Gates.

” I codici di correzione degli errori sono ciò che fa funzionare i browser, quindi perché erano nelle equazioni che stavo studiando sui quark, sui leptoni e sulla supersimmetria?”ha detto. “Questo è ciò che mi ha portato a questa consapevolezza molto dura che non potevo più dire che persone come Max sono pazze.”

” O, in un altro modo, se studi la fisica abbastanza a lungo, anche tu puoi diventare pazzo”, ha aggiunto.

Ma Randall notò che un universo in cui gli errori erano in grado di diffondersi si sarebbe rapidamente rotto. Quindi non è logico, ha detto, che l’universo stabile in cui ci troviamo possa incorporare quel tipo di feedback? I ricercatori hanno sottolineato che un simile processo di correzione degli errori funziona durante la replicazione del DNA; organismi il cui materiale genetico è stato troppo maciullato non sopravviverebbero.

Tipi di simulazione

Il dibattito ha anche sondato diverse possibili simulazioni e gli effetti che avrebbero avuto sul nostro mondo. Ad esempio, Tegmark ha discusso un famoso argomento “mondo come simulazione” del filosofo Nick Bostrom: se è possibile simulare un universo nel nostro mondo, e l’umanità si avvicina ad esso, è molto più probabile che siamo in una simulazione che nella vita reale — ci sarebbero molte più persone simulate “esistenti” rispetto alle persone reali.

Ma l’argomento colpisce Tegmark come difettoso. Per uno, ha chiesto, cosa impedirebbe una catena infinita di universi che simulano ciascuno un altro al di sotto di esso?

Un universo che simulava il nostro usava una fisica diversa da quelle del nostro universo, o conteneva un essere attivo che cambiava la simulazione mentre andava (piuttosto che essere un universo gestito dai primi principi, come nelle simulazioni che Davoudi costruisce), la domanda sarebbe diventata, quanto potremmo capire l’universo più grande dall’interno del nostro? In altre parole, sarebbe come il personaggio dei videogiochi di Tegmark che cerca di capire il sistema operativo su cui gira il suo gioco.

Chalmers ha aggiunto che, se la simulazione fosse perfetta, sarebbe impossibile ottenere informazioni sul mondo esterno. Solo se fosse buggy, o interattivo, saremmo in grado di scoprire qualcosa al riguardo. Ma avrebbe “rifiutato di adorare” il creatore della simulazione, indipendentemente dalla sua origine, ha detto Chalmers.

Gates ha sottolineato che una simile simulazione significherebbe la reincarnazione possibile — la simulazione potrebbe sempre essere eseguita di nuovo, riportando tutti in vita.

“Inizia ad abbattere una barriera molto divertente tra ciò che la gente spesso pensa sia il conflitto tra scienza e fede”, ha detto.

“Se non sei sicuro, alla fine della notte, che tu sia effettivamente simulato o meno, il mio consiglio è di andare là fuori e vivere vite davvero interessanti, e fare cose inaspettate, così i simulatori non si annoiano e ti chiudono”, ha detto Tegmark. Come i computer simulano l’universo (Infografica))

Cosa significherebbe

Quando viene premuto, la maggior parte dei ricercatori ha dato le loro previsioni su quanto sia probabile lo scenario di simulazione mondiale. Davoudi non indovinerebbe, Tegmark ha detto che era 17 per cento probabile, Gates ha detto che c’era solo un 1 per cento di possibilità, Randall ha detto effettivamente zero e Chalmers ha detto 42 per cento. (Queste stime riflettevano una probabilità leggermente superiore rispetto alle ipotesi che hanno dato poco prima del dibattito.)

Tyson paragonò la comprensione dell’universo al tentativo di capire le regole di una partita a scacchi semplicemente guardando i pezzi, come originariamente descritto dal famoso fisico Richard Feynman. “Abbastanza facilmente, si può dire,’ Bene, questo pezzo si muove in questo modo; questo si muove diagonale. Hai capito”, ha detto Tyson. “Ma più tardi, quel piccolo pezzo che ha saltato due raggiunge l’altra estremità del tabellone e diventa un altro pezzo! E ‘un po’ strano. È raro, ma succede, ed è una regola importante del gioco che, il più delle volte, non si vede. Quindi mi chiedo, quanto di una partita a scacchi senza il manuale di istruzioni è l’universo stesso in cui viviamo?”

La questione dell’universo come simulazione potrebbe essere più fondamentalmente sulla misura in cui gli esseri umani possono capire il loro universo dall’interno verso l’esterno — questo obiettivo è molto più essenziale che arrivare al fondo della domanda di simulazione, i ricercatori hanno concordato.

“Non conosciamo la risposta, e continuiamo a fare scienza finché non fallisce”, ha detto Randall.

Pensare al mondo come una simulazione è utile solo in quanto suggerisce modi interessanti per esplorare il mondo scientificamente, o incoraggia gli scienziati ad affinare ulteriormente le loro capacità di osservazione, ha aggiunto.

“Nella misura in cui ci dà un incentivo a porre domande interessanti che vale certamente la pena fare, per vedere qual è l’estensione delle leggi della fisica come le comprendiamo”, ha detto Randall. “Stiamo cercando di capirlo nella misura in cui possiamo.”

È possibile guardare l’intero dibattito su YouTube (e incorporato sopra), per gentile concessione del Museo Americano di Storia Naturale.

Email Sarah Lewin a [email protected] o seguila @ SarahExplains. Facebook e Google+. Articolo originale su Space.com.