反轉，科學家證明，從物理上講，我們不可能生活在模擬中

模擬假說——即我們生活在由遙遠后代在“真實”宇宙中創造的模擬宇宙中的觀點——已被徹底否定。

意大利物理學家弗蘭科·瓦扎（Franco Vazza），一位天體物理模擬研究專家，在其新論文中指出，即使在宇宙內部模擬其一小部分也是不可能的。

這一結論看似顯而易見。盡管宇宙內部可能比表面看起來更大，但要在其內部完整再現整個宇宙似乎是不可能的。

結論的核心在于能量。研究表明，創造信息需要一定能量，而擦除信息則需要更多能量。在模擬過程中，擦除信息是常態。例如，將兩個比特進行“與”運算（AND operation）時會丟失信息：1 AND 0 等于 0，0 AND 0 也等于 0，你無法得知原始兩個比特的值，信息就這樣消失了。

我們知道，熵與信息是等價的。信息并非僅存在于思想中，它是物理實體。因為信息具有物理屬性，創造和擦除信息都需要能量。模擬本質上是信息的創造與銷毀過程，將時間 t 的信息狀態轉化為時間 t+1 的狀態，每一次比特轉換都需要能量。

熱力學第二定律告訴我們，在封閉系統中，熵（以及信息）只能保持不變或增加。如果某個過程（如上述“與”運算）導致信息減少，則必須通過開放系統將多余信息導出。

論文指出，這一過程的能量成本極高。模擬整個宇宙所需的能量甚至超過宇宙本身的能量總量。作者巧妙地利用黑洞理論來論證這一點。

眾所周知，黑洞通常是由坍縮恒星形成的，它們并非不發光，而是因為光無法逃脫其強大的引力。黑洞的質量如此巨大，以至于扭曲了周圍的時空。靠近黑洞時，時間流逝變慢，到了事件視界（無法逃脫的邊界）時，時間幾乎停止。

黑洞的熵與事件視界的表面積成正比，這是物理學中最奇特的發現之一，由貝肯斯坦（Bekenstein）在20世紀70年代提出。

我們通常認為，一個物體的信息量與其體積成正比。例如，一個裝滿SD卡的球體，其信息量應隨體積增加而增加：半徑翻倍，SD卡數量增加8倍。然而，對于黑洞，信息量似乎僅與其表面積相關，半徑翻倍，信息量僅增加4倍。

許多科學家認為，宇宙本身也遵循全息原理，即宇宙中的所有信息都編碼在其表面積上，呈現為三維全息投影。

作者利用這一原理計算了在一個全息宇宙中編碼另一個全息宇宙所需的信息量。結果表明，對于任何稍具規模的全息系統（質量超過幾十只跳蚤），編碼所需能量都超過該系統所能承載的能量。

這意味著，宇宙的能量不足以支持在普朗克尺度（可測量的最小尺度）上模擬整個宇宙。甚至，宇宙連啟動模擬所需的信息存儲空間都不夠。

作者進一步計算了模擬地球在普朗克尺度上的能量成本，得出需要將一個球狀星團（約10萬顆恒星）的全部質量轉化為能量。另一個例子是，模擬地球所需的能量相當于解構整個銀河系的結合能，也就是說，必須將銀河系逐星拆解才能獲得足夠能量。

如果不追求普朗克尺度，而僅模擬到當代物理學尺度，情況似乎稍有緩解，但作者指出，即便是物理上可行的計算機，也需要數百萬年才能計算地球上的一秒鐘。這是因為計算機的運行速度與其工作溫度成正比。

為了模擬，作者假設使用黑洞，因為黑洞是將足夠信息聚集在一起進行模擬的最佳選擇。未來，國家實驗室級別的超級計算機可能都會是黑洞。

然而，計算機運行速度受限于海森堡不確定性原理，這決定了比特從一個狀態到下一個狀態的轉換速度。

你可能會說，那就用并行計算吧！

但2000年《自然》雜志的一篇論文解釋得很清楚：無論將給定能量分配給并行處理器還是集中于少數處理器，整體速度并不會提高。最終限制在于信息存儲介質的量子躍遷時間，而這取決于處理器可用的能量。海森堡原理不允許在較低溫度下實現更快計算。

那就提高溫度吧！你可能會說。

但問題在于溫度有上限。圍繞黑洞的計算介質中最熱的區域是吸積盤（落入事件視界的物質），其溫度極限約為1000萬開爾文。

即便如此，一個擁有1000萬開爾文吸積盤的黑洞，計算速度仍然不足以模擬低分辨率的地球。

那用量子計算機呢？

我們的后代應該不會用經典計算機來模擬我們吧？

結果表明，這也沒用。所有論證都圍繞比特、能量和黑洞，量子計算機和經典計算機并無本質區別。

量子計算機在理論上可以更快解決某些問題，但并非如媒體炒作般完全不同。

如果全息原理是錯的呢？

畢竟，這只是一個假說。

結果是，如果全息原理錯誤，問題反而更糟。因為在三維宇宙中，信息量會更多，模擬的難度更大。如果宇宙維度更少，情況可能會有所改善。

如果只模擬我們，而非整個宇宙或地球呢？

或許只有我們的意識和感官被模擬，其他都不存在。然而，即使只模擬大腦，也需要模擬大量現實以保持物理一致性，這種模擬很快也會遇到物理極限。

如果只有你一個人被模擬，而我們都不存在呢？

那樣確實會簡單得多，但這就陷入了唯我論。從哲學角度看，如果你相信自己被模擬而我們不存在，那么我說什么都無關緊要了。

那我們完全不可能是模擬的嗎？

唯一可能的情況是，模擬我們的另一個宇宙與我們的宇宙截然不同，擁有不同的物理定律，或者我們對自己宇宙物理定律的理解有重大錯誤。

但我認為更合理的解釋是，我們生活在真實的宇宙中，沒有任何人或物在模擬我們。