Цифровая физика

Идея о том, что Вселенная — это цифровое вычислительное устройство

Цифровая физика — это спекулятивная идея, предполагающая, что вселенную можно представить как огромное цифровое вычислительное устройство или как результат детерминированной или вероятностной компьютерной программы . ^[1] Гипотеза о том, что вселенная — это цифровой компьютер, была предложена Конрадом Цузе в его книге 1969 года Rechnender Raum ^[2] (« Вычислительное пространство »). ^[3] Термин «цифровая физика» был придуман в 1978 году Эдвардом Фредкиным , ^[4] который позже стал предпочитать термин «цифровая философия» . ^[5] Фредкин способствовал созданию группы цифровой физики в тогдашней Лаборатории компьютерных наук Массачусетского технологического института , в которой ключевые роли играли Томмазо Тоффоли и Норман Марголус .

Цифровая физика утверждает, что существует, по крайней мере в принципе, программа для универсального компьютера , который вычисляет эволюцию Вселенной . Компьютер может быть, например, огромным клеточным автоматом . ^{[1] [6] Она тесно связана с концепцией теории информации, в} частности с идеей о том, что фундаментальными строительными блоками Вселенной могут быть биты информации, а не традиционные частицы или поля.

Однако существующие модели цифровой физики сталкиваются с трудностями, особенно в согласовании с несколькими непрерывными симметриями ^[7] в физических законах, например, вращательной симметрией , трансляционной симметрией , симметрией Лоренца и калибровочной инвариантностью группы Ли теорий Янга–Миллса , все из которых являются центральными для современных физических теорий. Более того, существующие модели цифровой физики нарушают различные устоявшиеся особенности квантовой физики , поскольку они принадлежат к классу теорий, включающих локальные скрытые переменные . Эти модели до сих пор были экспериментально дисквалифицированы физиками, использующими теорему Белла . ^{[8] [9]}

Несмотря на эти проблемы, можно сформулировать ковариантные дискретные теории, которые сохраняют вышеупомянутые симметрии. ^{[10] [11]}

Смотрите также

• Гипотеза математической вселенной
• Это от бита
• Гипотеза моделирования
• Аргумент Вейля о плитке
• Natura non facit saltus

Ссылки

1. Schmidhuber, Jürgen (1997), Freksa, Christian; Jantzen, Matthias; Valk, Rüdiger (ред.), "Взгляд специалиста по информатике на жизнь, вселенную и всё остальное", Foundations of Computer Science: Potential — Theory — Cognition , Lecture Notes in Computer Science, т. 1337, Berlin, Heidelberg: Springer, стр. 201–208, arXiv : quant-ph/9904050 , doi :10.1007/bfb0052088, ISBN 978-3-540-69640-7, S2CID  17830241 , получено 2022-05-23
2. "Das Jahr des rechnenden Raums" . blog.hnf.de (на немецком языке) . Проверено 23 мая 2022 г.
3. Цузе, Конрад (1969). Речнендер Раум . Брауншвейг: Springer Vieweg . ISBN 978-3-663-02723-2.
4. 6.895 План лекций по цифровой физике, Каталог курсов Массачусетского технологического института, 1978 (PDF)
5. "Цифровая философия | Новый способ мышления о физике". digitalphilosophy.org . Архивировано из оригинала 2021-01-26.
6. Цузе, Конрад, 1967, Elektronische Datenverarbeitung, том 8., страницы 336–344.
7. Фриц, Тобиас (июнь 2013 г.). «Скоростные многогранники периодических графов и теорема о недопустимости для цифровой физики». Дискретная математика . 313 (12): 1289–1301. arXiv : 1109.1963 . doi : 10.1016/j.disc.2013.02.010 .
8. Ааронсон, Скотт (2014). «Квантовая случайность: если в квантовой механике нет предопределенности, может ли она выводить числа, которые на самом деле не имеют никакой закономерности?». American Scientist . 102 (4): 266–271. doi : 10.1511/2014.109.266 .
9. Jaeger, Gregg (2018). «Clockwork Rebooted: Is the Universe a Computer?». Квантовые основы, вероятность и информация . STEAM-H: Наука, технологии, инженерия, сельское хозяйство, математика и здоровье. стр. 71–91. doi :10.1007/978-3-319-74971-6_8. ISBN 978-3-319-74970-9.
10. Д'Амброзио, Фабио (февраль 2019 г.). «Теорема Нётер для дискретной ковариантной механики» (PDF) . arXiv : 1902.08997 .
11. Гриммер, Дэниел (май 2022 г.). «Дискретный аналог общей ковариантности — часть 2: Несмотря на то, что вы слышали, идеально лоренцева теория решетки» (PDF) . arXiv : 2205.07701 .

Дальнейшее чтение

• Роберт Райт, «Вселенная просто возникла?», Atlantic Monthly, апрель 1988 г. — Статья, в которой обсуждается Фредкин и его идеи цифровой физики.