Matematiken säger att universum inte är en simulering

Forskare hävdar att ett matematiskt tak gör en perfekt simulering omöjlig

Dessa påståenden och den bredare allmänna reaktionen sammanfattades i en serie pressbriefingar och rapportering i samband med att rapporten publicerades.

Varför logisk oavgörbarhet har betydelse för fysiken

Enkelt uttryckt visade Gödel att det i varje tillräckligt uttrycksfullt formellt system finns sanna påståenden som systemet inte kan bevisa. Tarski demonstrerade att vissa semantiska begrepp inte kan definieras inifrån ett system, och Chaitin blandade in informationsteori genom att visa att många strängar är algoritmiskt slumpmässiga – utan någon kortare algoritmbeskrivning än strängen själv. Rapportens författare hävdar att när man försöker bygga rumtiden och fysiska lagar från en rent algoritmisk grundval, följer dessa typer av begränsningar med: man kommer att stöta på verkliga egenskaper hos världen som motstår algoritmisk härledning. Enligt deras uppfattning blockerar detta möjligheten till en komplett, konsekvent och algoritmisk simulering av verkligheten.

Hur man ska tolka detta påstående – och dess begränsningar

Det finns två viktiga förbehåll att hålla i minnet. För det första är detta ett teoretiskt, matematiskt argument om vad beräkningar kan och inte kan göra under vissa formella antaganden. Det pekar inte på någon empirisk anomali i data som skulle kunna falsifiera simulation hypothesis i ett laboratorium. För det andra vilar varje sådant argument på modelleringsval: hur man formaliserar kvantgravitation, vad man räknar som en "algoritm" och om man tillåter egenskaper i simulatorn som ligger utanför konventionella beräkningar. Om man ändrar dessa premisser är det inte säkert att slutsatsen längre håller.

Skeptiska röster – och varför de är viktiga

Redan före denna rapport varnade många fysiker och filosofer för att simulation hypothesis är en snårig blandning av ingenjörskonst, metafysik och sannolikhet. Skeptiker påpekar att argumentet från formell oavgörbarhet till ontologisk omöjlighet kräver försiktighet: matematisk oavgörbarhet gäller för specifika formella system, men naturen behöver inte vara bunden till samma syntaktiska begränsningar. Vissa kommentatorer noterar också det långvariga problemet med att simuleringsargument kan utformas för att undgå falsifiering genom att stipulera simulatorns beteende: en allvetande simulator skulle kunna dölja varje avslöjande tecken. Dessa konceptuella orosmoln förblir relevanta även om det nya matematiska resultatet är korrekt.

Så sätter detta punkt för simuleringsdebatten?

Inte helt och hållet. Vad det nya arbetet erbjuder är en stark, formell vederläggning av ett vanligt antagande bakom många simuleringspåståenden – nämligen att alla världens egenskaper i princip är reducerbara till beräkningssteg. Om man accepterar rapportens antaganden och tekniska steg, då är en helt algoritmisk simulering omöjlig. Men den bredare kulturella frågan – huruvida någon annan sorts "simulering" eller skiktad ontologi skulle kunna vara sann – är mer motståndskraftig. Människor kan alltid postulera simulatorer som fungerar med icke-algoritmiska medel, eller begränsa vad de försöker replikera. Samtalet flyttas med andra ord: från att fråga om en simulering är möjlig i praktiken, till att fråga vilka typer av metafysiska modeller som är kompatibla med nuvarande matematik och fysik.

Varför detta spelar roll bortom sena nattliga spekulationer

Rapporten berör frågor med omedelbara intellektuella konsekvenser. Den konfronterar trenden att behandla information och beräkning som verklighetens grundläggande beståndsdelar – ett tillvägagångssätt som har haft framgångar, men som detta arbete hävdar inte kan vara det sista ordet. Det har också betydelse för hur forskare och tekniker utformar stora anspråk om framtiden för simuleringar, virtuella världar och artificiell intelligens. Om det finns principiella begränsningar för vad algoritmiska system kan representera, kan vissa typer av vetenskapliga förklaringar eller syntetiska medvetanden vara fundamentalt utom räckhåll för alla simuleringsbaserade strategier.

Vart forskarna går härnäst

Som med alla ambitiösa teoretiska påståenden är ytterligare granskning oundviklig. Andra forskare kommer att undersöka rapportens formella antaganden, testa om de matematiska reduktionerna motsvarar de fysiska modellerna korrekt och utforska om svagare eller alternativa versioner av "simulering" överlever kritiken. Det är så teoretisk fysik går framåt: ett djärvt matematiskt förslag öppnar en debatt som antingen stärker vårt förtroende för resultatet eller identifierar de exakta premisser där det brister.

För tillfället gör rapporten något användbart: den tvingar fram en skarpare distinktion mellan två frågor som människor ofta blandar ihop – huruvida vi skulle kunna bygga övertygande simulerade världar, och huruvida den typ av total, algoritmisk replikering som antyds av en bokstavlig simulation hypothesis är matematiskt tillåten. Enligt författarnas nuvarande tolkning har åtminstone den andra frågan ett negativt svar. Huruvida det avgör den bredare metafysiska debatten är upp till fysiken, filosofin och tiden.

— James Lawson, Dark Matter