Возможно ли смоделировать всю вселенную?

Возможно ли физически, что однажды мы сможем смоделировать всю Вселенную с учетом каждой отдельной частицы, поля и закона физики? Может ли число n частиц (скажем, количество частиц, из которых состоит мой компьютер) представлять то, что происходит с «более чем n частицами», не пренебрегая, не обобщая и не округляя ничего. Если да, то могут ли существа в смоделированной вселенной узнать об этом?

Я не эксперт, но я почти уверен, что есть проблема рекурсии, которая говорит нет. Если бы мы хотели смоделировать каждую частицу во Вселенной, это включало бы и сам компьютер. Таким образом, компьютер должен имитировать частицу компьютера, который имитирует частицу компьютера, который имитирует... и так далее.
Не говоря уже о том, что невозможно знать все о данной частице, поэтому такая симуляция не будет иметь правильных начальных условий.
Да, неопределенность Гейзенберга ограничивает всех
Тогда не означает ли это также, что у нас никогда не может быть теории всего? Или я просто сравниваю яблоки и апельсины?
@ user71361 Я не знаю, правильный ли это вывод, но это может быть отдельный вопрос. Например, мы можем легко записать точное математическое уравнение, которое не имеет известного решения и требует бесконечных вычислительных ресурсов для «точного решения». Но это уравнение все еще может быть теорией всего. Хотя опять же, это всего лишь мои предположения, так как это выходит за рамки того, что я изучаю.
Вселенная является симуляцией. Просто мы его не запускаем.
@ tpg2114 Бесконечная рекурсия не является препятствием, учитывая формулировку вопроса. Смотрите мой комментарий к первому ответу и мой собственный ответ. Это может быть применимо, даже если вы считаете вселенную дискретной, как вы предлагаете.
Я голосую за то, чтобы закрыть этот вопрос как не по теме, потому что он требует предсказания будущего, а не физики.
@babou Возможно, опять же, я не эксперт. Но я знаю, что в мире криптографии есть доказательства того, что для взлома шифрования определенной длины (не огромной) потребуется больше энергии, чем существует во всей вселенной за все время ее существования. Если мы даже не смогли взломать X-битное шифрование из-за нехватки энергии, маловероятно, что мы когда-нибудь сможем смоделировать каждую часть Вселенной. Рекурсия в сторону.
@KyleKanos На самом деле в этом вопросе может быть немного физики. Это можно понимать как запрос аргументов, почему это может быть или не быть возможным. Мой собственный вклад в основном заключается в том, чтобы увидеть некоторые последствия. и отвергать аргументы, которые неубедительны как данные. Я не понимаю, почему не должно быть четких ответов на такой вопрос, учитывая современное состояние физики. Я был очень осторожен, чтобы никого не ввести в заблуждение своим очень частичным ответом, за который, тем не менее, проголосовали без комментариев. Вот вам и зрелость некоторых пользователей.
@babou: Это начинается с «Возможно ли это…», это чистое предположение . В этом может быть какая-то физика, но мне кажется, что они были освещены в ссылках Qmechanic.
@KyleKanos Я думаю, совершенно ясно, что он спрашивает о том, существуют ли физические ограничения, которые могли бы помешать этому, а не о том, что люди могут себе представить. (Я отредактировал, чтобы изменить формулировку.)
@nathaniel: я не думаю, что это изменило тот факт, что он по-прежнему спрашивает мнения, особенно в отношении последнего вопроса.
@Kyle Kanos Удалите вопрос и живите дальше, если он все еще не дает вам спать по ночам, пожалуйста. Мне тебя жаль. У меня нет степени по физике, и я не знал, что держать этот сайт строго математическим было твоей единственной целью в жизни. Мне просто было интересно кое-что, и я получил свой ответ. Вы можете избавиться от него и дышать легче.
@user71361: Этот сайт — не единственная цель моей жизни, а то, чем я занимаюсь, чтобы развлекаться и уж точно не мешать мне спать по ночам. Не чувствуйте себя плохо из-за того, кто счастлив делать то, что он делает.

Ответы (4)

Я предполагаю, что вам нужна симуляция всей вселенной, а не просто теория всего.

Ваш вопрос следует разбить на два вопроса.

Первый вопрос действительно математический: может ли часть (симулятор) имитировать целое?

При положительном ответе на первый вопрос возникает второй вопрос: можно ли использовать идентифицированные таким образом математические структуры для описания Вселенной.

По правде говоря, я в основном некомпетентен в обоих случаях, и я только пытаюсь разобраться в вопросе, не заявляя слишком быстро, что это невозможно. Поэтому, пожалуйста, не принимайте это как ответ (у кого он будет?), а скорее как предположение о том, как ответ на вопрос может иметь смысл.

Часть, которая имитирует целое, означает, что вы каким-то образом можете определить структуру, сохраняющую взаимное соответствие между частью и целым. Я не совсем уверен, что прав, но это напоминает мне о самоподобии и фрактальных структурах ... Провериться у кого-то более компетентного, чем я, во фракталах. Тогда возникает вопрос, совместима ли фрактальная структура с тем, что мы знаем о Вселенной. Построение биекции между бесконечным множеством и бесконечной частью этого множества довольно распространено. Можно ли это сделать таким образом, чтобы сохранить законы, описывающие вселенную?

Но такая биекция возможна только в том случае, если Вселенная бесконечна, и тогда симулятор тоже должен быть бесконечен.

Другим ограничением может быть то, что симулятор должен быть локализованным фрагментом целого, а не распространяться равномерно (как у вас было бы с отображением целых чисел на кратные некоторому целому числу). п , эти мультипликаторы играют роль симулятора. Но тогда я не уверен, как осмысленно определять «локализованный фрагмент». Вот почему я был склонен рассматривать фрактальные структуры, а не более общие структуры, изоморфные некоторым своим частям.

Но я должен предоставить более продвинутым физикам, чем я, решать, совместимо ли это с тем, что мы знаем о физике Вселенной.

Конечно, нет, вам придется также моделировать симуляцию и т. д. до бесконечности.

Отвечая на один из комментариев ОП: нет, это не значит, что у нас никогда не может быть теории всего. Теория всего — это теория, которая может описать все типы фундаментальных частиц и взаимодействий; в этом определении нет ничего, что говорило бы о том, что вы должны моделировать всю вселенную, если она у вас есть!

Ваш отрицательный ответ необоснован без дополнительных аргументов в его поддержку. Бесконечная структура может находиться в структуре, сохраняющей биекцию с одной из своих частей. Как вы предполагаете, у вас будет бесконечная рекурсия, но это не исключает существования такого симулятора. В вопросе не говорится, что симулятор должен быть конечным (см. мой собственный ответ).
@babou, когда он говорит, что это мыслимо, это, кажется, подразумевает конечность
Вам кажется, что это подразумевает конечность, по-видимому, не мне. Откуда вы знаете, что фрагмент вселенной, который вы называете своим компьютером, конечен? Это? Конечно, оно имеет конечные размеры, которые мы можем воспринимать. Но насколько хорошим инструментом является наше восприятие?
В дополнение к тому, что говорит @babou, бесконечная рекурсия является «странной», но, конечно, не противоречием (или, по крайней мере, не может быть доказано, что оно таково): большинство математиков, например, принимают аксиомы бесконечности, т.е. логическая непротиворечивость утверждения факт существования натуральных чисел как единого целого. Можно сформулировать философскую позицию , состоящую в том, что человек не желает принимать фактические бесконечности в физическом мире, и в этом случае ваш аргумент показывает, что симуляция всего говорит против этой позиции. позиция.
Чтобы ответить на оба ваших благовидных комментария: вы можете смоделировать вселенную внутри симуляции только в том случае, если фундаментальные законы являются масштабными (что подразумевает конформно) инвариантными. Известно, что это ложь; например, в теории струн масштаб длины определяется длиной струны.
@alexarvanitakis, инвариантность к масштабу явно не нужна. Не могли бы вы объяснить, почему вы так думаете? (Законы химических реакций в атмосфере не масштабно-инвариантны, но мы можем моделировать эти химические реакции с помощью компьютера, который помещается в коробку. И даже если в какой-то теории есть типичная шкала длины, это не означает, что это фундаментальный закон. )

Возможно ли, что однажды мы сможем смоделировать всю Вселенную с каждой отдельной частицей?

Кто должен вводить в компьютер свойства каждой отдельной частицы? Даже если бы вычислительная мощность была доступна (а это не так), нет никого, кто прожил бы время, чтобы внести свой вклад.

А если серьезно, у Стивена Вольфрама есть несколько хороших рассказов на Youtube о том, что вселенная, возможно, является клеточным автоматом , а это означает, что для моделирования всей вселенной потребуется вся вселенная (потому что нельзя делать никаких упрощений, если вы хотите отслеживать каждую частицу). .

Следующая проблема заключается в том, что квантовый мир скорее вероятностный , чем детерминистский.

Просто порассуждать. Разве не разумно представить, что мы начинаем нашу симуляцию с довольно простой сингулярности и позволяем вещам идти своим чередом, следуя заданным законам природы. Как в большом взрыве. Вместо того, чтобы собирать текущие данные о вселенной и запускать симуляцию оттуда.
вы неизбежно приходите к моменту, когда вам нужно запустить все существующие частицы, это происходит, когда ваша симуляция достигает настоящего. Даже если вы начнете с простого большого взрыва и в будущем усложнитесь, симуляция в целом не станет проще, а станет больше, потому что вы не только запускаете т от т Н о ж к т Е н г но от 0 к т Е н г где т Н о ж находится между ними.
Я думаю, что единственный способ смоделировать вселенную в целом — это создать полностью точную копию вселенной.

Компьютер, состоящий из n (конечных) частиц, не сможет смоделировать все состояния более крупной системы. Это известно как принцип голубиной норы.

Если симулятор состоит из бесконечного числа частиц, это возможно. Но он должен был бы уже существовать; построить было бы невозможно.

Учтите: подключите выход симулятора к светодиоду так, чтобы «да» = светодиод был включен, а «нет» = светодиод выключен. Запросите симулятор о том, будет ли светодиод выключен, когда он отображает вывод. Что случится? Симулятор нарушит свой собственный прогноз, когда будет отображать выходные данные в любом случае.

Существа внутри симуляции должны знать, что они находятся в симуляции. Информация всегда утекает.

Возможно ли смоделировать всю вселенную?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v