Seien wir ehrlich: Die Vorstellung, in einer Simulation zu leben, hatte schon immer einen unwiderstehlichen Reiz. Philosophen, Physiker und sogar Elon Musk haben Theorien darauf aufgebaut und Milliardenwetten darauf abgeschlossen. Aber Frank Vazza, ein auf astrophysikalische Simulationen spezialisierter Forscher an der Universität Bologna, beschloss, mit Stift und Papier eine Bestandsaufnahme zu machen. Und leider stimmen die Zahlen für Matrix-Fans nicht.
Sein Arbeitszimmer, veröffentlicht Grenzen in der Physikzeigt, dass die Simulationshypothese nicht nur unwahrscheinlich, sondern physikalisch unmöglich ist. Der Grund? Eine Frage der Energie, Information und Thermodynamik. Zutaten, die zusammen den digitalen Traum zerstören.
Der digitale Traum kollidiert mit Zahlen
Die Simulationshypothese entstand 2003 aus dem brillanten Geist des Philosophen Nick bostrom der Universität Oxford. Sein Dreigliedrige Theorie schlug vor, dass mindestens eine dieser Aussagen wahr sein muss: Entweder stirbt die Menschheit aus, bevor sie über fortgeschrittene Rechenkapazitäten verfügt, oder fortgeschrittene Zivilisationen entscheiden sich gegen die Erstellung von Simulationen, oder wir leben mit ziemlicher Sicherheit in einer Simulation. Die Argumentation schien logisch: Wenn eine Zivilisation Millionen von Simulationen erstellen kann, ist es statistisch gesehen wahrscheinlicher, dass sie sich in einer davon befindet, als in der ursprünglichen Realität.
Doch Vazza erledigte das, was noch fehlte: die Energieberechnungen. Das holographische Prinzip, eine der tiefgreifendsten Entdeckungen der modernen Physik, legt fest, dass Die in einem Raumvolumen enthaltenen Informationen sind proportional zu seiner Oberfläche, nicht zu seinem Volumen. Denken Sie an Schwarze Löcher: Alle in ihnen enthaltenen Informationen sind auf der Oberfläche ihres Ereignishorizonts „geschrieben“, als wäre das Universum eine Art dreidimensionales Hologramm, das von einer zweidimensionalen Oberfläche projiziert wird.
Simulationshypothese: Die fehlende Energie
Hier greift die Simulationshypothese nicht. Vazza berechnete, wie viel Energie nötig wäre, um alle Informationen zu kodieren, die für die Simulation der Erde auf der Planck-Skala (der kleinsten messbaren Skala in der Physik) erforderlich sind. Das Ergebnis ist atemberaubend: Dazu wäre eine Energiemenge erforderlich, die der Umwandlung der gesamten Masse eines Kugelsternhaufens mit etwa 100.000 Sternen in Energie entspricht..
Aber es wird noch schlimmer. Wenn wir das gesamte beobachtbare Universum simulieren wollten, wäre die benötigte Energiemenge würde die im Universum selbst enthaltene Menge übersteigen. Es ist, als würde man versuchen, eine Wasserflasche mit Wasser aus derselben Flasche zu füllen: mathematisch und physikalisch unmöglich.
Schwarze Löcher als kosmische Computer
Vazzas Forschung verwendet Schwarze Löcher als extremes Beispiel für Rechenleistung. Diese kosmischen Monster stellen den theoretisch effizientesten Computer dar: ihre Betriebstemperatur In Akkretionsscheiben kann sie 10 Millionen Kelvin erreichen, das physikalisch erreichbare Maximum. Doch selbst wenn man ein Schwarzes Loch als Prozessor verwenden würde, würde es Millionen von Jahren dauern, nur eine Sekunde einer Erdsimulation zu berechnen.
Das grundlegende Problem liegt im zweiten Hauptsatz der Thermodynamik und der Heisenbergschen Unschärferelation. Das Erstellen und Löschen von Informationen kostet Energie, und Simulationen müssen Informationen ständig transformieren. Jede UND-Verknüpfung zwischen zwei Bits, jede Berechnung, jeder Zustandsübergang erfordert einen Energieaufwand, der astronomische Ausmaße annimmt.
Die Simulationshypothese und Quantencomputer
Jemand könnte einwenden: Aber was ist mit Quantencomputern? Wieder, Vazza hat eine einfache Antwort: Energieprinzipien gelten gleichermaßen für Quanten- und klassische Computer. Die Quantenmechanik bietet keine magischen Abkürzungen, um die grundlegenden Gesetze der Thermodynamik zu umgehen. Qubits müssen weiterhin den Regeln der physikalischen Information folgen.
Wie wir in früheren Artikeln besprochen habenEs gibt alternative Theorien, die das Universum selbst als eine Art Quantencomputer betrachten, diese stützen jedoch nicht die Hypothese einer künstlich von einer anderen Zivilisation geschaffenen Simulation. Auf Wiedersehen, fantastische Träume, kurz gesagt. Es sei denn…
Die einzige verbleibende Option
Vazza lässt für die Simulationshypothese nur eine Möglichkeit zu: dass unsere Simulatoren in einem Universum leben, in dem völlig andere physikalische Gesetze gelten als in unserem. Ein Universum, in dem die Thermodynamik anders funktioniert, in dem Informationen Eigenschaften haben, die wir nicht verstehen, und in dem die uns bekannten Energiegrenzen nicht gelten.
Aber an diesem Punkt sprechen wir über etwas, das sich so sehr von unserer Physik unterscheidet, dass die Hypothese jede praktische Bedeutung verliert. Das ist, als würde man sagen, wir könnten von einer Zivilisation magischer Einhörner simuliert werden: technisch nicht als falsch beweisbar, aber wissenschaftlich irrelevant.
Die Realität siegt über die Fantasie
Vazzas Arbeit stellt einen Wendepunkt in der Debatte um die Simulationshypothese dar. Es handelt sich nicht mehr um philosophische Spekulationen oder Wahrscheinlichkeitsberechnungen, sondern um grundlegende physikalische Grenzen dass keine noch so fortschrittliche Technologie übertroffen werden kann. Die Physik der Information Es ist unerbittlich: Simulationen erfordern Energie und die im Universum verfügbare Energie reicht einfach nicht aus.
Mit anderen Worten: Wenn ich das nächste Mal meinen Morgenkaffee anschaue und mich frage, ob er echt ist (vor allem, wenn er mies ist), kann ich mich damit abfinden. Es ist nicht nur real, sondern die Physik garantiert auch, dass es nicht anders sein könnte. Das Universum mit all seinen Fehlern und Wundern ist 100 % authentisch. Und vielleicht ist es gerade das, was es so außergewöhnlich macht. Das Universum, meine ich. Kaffee ist Mist.
