Representación artística de la distorsión del espacio-tiempo en un cristal.¿Cuál es la posibilidad de que nuestro universo sea el resultado de simulaciones por computadora? Esta idea ha sido discutida durante mucho tiempo por científicos y especialistas, y no están de acuerdo. Está claro que nuestros descendientes distantes tendrán recursos informáticos prácticamente ilimitados y podrán crear mundos virtuales como el nuestro. Dada la gran cantidad de tales mundos, hay pocas posibilidades de que tengamos la suerte de vivir en el mundo real, y no en una simulación. Por ejemplo, Elon Musk estima nuestras posibilidades en 0.1%, y el astrofísico Neil Degrass Tyson en 50%. En general, el tema es controvertido.
Ahora, dos físicos teóricos de Israel y Rusia han presentado un nuevo argumento a favor del hecho de que nuestro mundo no puede ser una simulación por computadora. Algunas propiedades del espacio-tiempo son demasiado difíciles de calcular en una computadora de cualquier rendimiento.
La idea de que nuestro mundo es una simulación por computadora fue argumentada por el profesor de la Universidad de Oxford Nick Bostrom, cofundador de la Asociación Mundial Transhumanista y director del Instituto para el Futuro de la Humanidad. En su
artículo de 2003, analiza las posibilidades de la civilización poshumana y las simulaciones históricas que crearán:
Imagine a futuros historiadores modelando varios escenarios de desarrollo histórico. Estos no serán los modelos simplificados de hoy. Dada la enorme potencia informática que tendrán estos historiadores, pueden tener a su disposición simulaciones muy detalladas en las que se distinguirá cada edificio, cada detalle geográfico, cada persona. Y cada uno de estos individuos estará dotado del mismo nivel de potencia informática, complejidad e inteligencia que una persona viva. Al igual que el Agente Smith, se crearán sobre la base de un software, pero al mismo tiempo tendrán las características mentales de una persona. Por supuesto, es posible que nunca se den cuenta de que son un programa. Para crear un modelo preciso, será necesario hacer que la percepción de personalidades modeladas sea indistinguible de las percepciones de las personas que viven en el mundo real.
Al igual que los habitantes de Matrix, estas personas existirán en el mundo artificial, considerándolo real. A diferencia del escenario con Matrix, estas personas consistirán completamente en programas de computadora ...
Estas suposiciones son muy curiosas. Con suficiente poder de cómputo, los humanos pueden crear modelos de personalidades históricas que tendrán plena conciencia y se considerarán personas biológicas que viven en una época anterior ...
Ahora, en 2003, aproximadamente seis mil millones de personas biológicas viven en el planeta. Es muy posible que en la era posthumana, billones de personas creadas sobre la base de programas informáticos vivan en el año 2003 simulado para ellos, convencidos de que son de origen biológico, al igual que usted y yo. La matemática aquí es simple, como dos veces dos: la gran mayoría de estas personas están equivocadas; ellos creen que son de carne y hueso, pero en realidad no lo son. No hay razón para excluir a nuestra civilización de estos cálculos. Casi todas las posibilidades se reducen al hecho de que vivimos en el 2003 simulado y que nuestros cuerpos físicos son una ilusión informática.
Aunque todo esto es más como un experimento mental, los físicos teóricos Zohar Ringel del Centro de Física Teórica de Rudolf Peierls en la Universidad de Oxford y Cáncer del Instituto de Física de la Universidad Hebrea de Jerusalén, así como Dmitry Kovrizhin del Centro de Física Teórica de Rudolf Peierls en la Universidad de Oxford y el Centro Nacional de Investigación Kurchatovsky Instituto ”presentó un argumento que podría probar la imposibilidad de crear simulaciones por computadora como nuestro mundo.
La tesis clave del argumento de Ringel y Kovrizhin es que la ciencia no sabe cómo simular efectivamente los efectos cuánticos, como la
conductividad térmica del Hall (
el efecto Riga-Leduc ). Estas son las llamadas anomalías gravitacionales, que son extremadamente difíciles de observar directamente. Reflejan las distorsiones del espacio-tiempo a escalas pequeñas y aparecen a temperaturas suficientemente bajas en campos magnéticos fuertes.
El efecto termomagnético de Riga-Leduc consiste en el hecho de que cuando un conductor con un gradiente de temperatura se coloca en un campo magnético constante perpendicular al flujo de calor, surge una diferencia de temperatura secundaria, perpendicular al campo magnético y al flujo de calor.
El
método de Monte Carlo se usa para modelar sistemas cuánticos, pero Ringel y Kovrizhin explican que las anomalías gravitacionales son un fenómeno demasiado complejo que puede calcularse. En términos generales, hay un número infinito de opciones, lo que hace que sea imposible simular el método de Monte Carlo debido al problema del signo: la aparición de probabilidades formalmente negativas. Según la mayoría de los físicos, el problema de los signos no se puede resolver en principio, por lo que un sistema de no equilibrio más o menos complejo no se puede calcular en una computadora de cualquier potencia en un tiempo finito.
Por otro lado, si se resuelve el problema de los signos, entonces la simulación de Monte Carlo teóricamente será posible. Pero Ringel y Kovrizhin no creen que tales algoritmos aparezcan en el futuro.
Los científicos dicen que a medida que aumenta el tamaño de la simulación, la cantidad de cómputo necesaria crecerá de forma lineal o exponencial. En el caso del crecimiento exponencial, la simulación de incluso varios cientos de electrones requerirá una computadora que consista en más átomos de los que contiene el Universo. Dado el número de átomos en el Universo (10
80 ), la creación de tal computadora se convertirá en una tarea incomprensible y extremadamente increíble, escriben los autores.
El término "computabilidad" en sí mismo implica que el problema puede resolverse en una computadora en un tiempo finito usando una cantidad finita de memoria. En este sentido, los físicos han proporcionado argumentos convincentes de que nuestro Universo no es computable. Aunque la discusión entre los científicos ciertamente no se detendrá allí. Sin embargo, es posible que los creadores de la simulación, nuestros descendientes o representantes de una mente ajena, encuentren una manera de sortear las dificultades con el volumen de los cálculos. Al final, los científicos solo probaron que el Universo no es computable para
nosotros usando métodos conocidos por nosotros. Es decir, nosotros mismos no podemos hacer una simulación similar, pero esto no significa en absoluto que alguien más no pueda hacer tal simulación usando aproximaciones, cambiando las leyes de la física en la simulación en consecuencia para simplificar los cálculos y usar computadoras cuánticas.
"Nuestro trabajo muestra una conexión intrigante entre dos áreas aparentemente no relacionadas: anomalías gravitacionales y complejidad computacional",
dice Zohar Ringel, coautor del trabajo científico. "También muestra que la conductividad térmica de Hall es un verdadero efecto cuántico: uno de los cuales no existen análogos en la física clásica".
El artículo científico fue
publicado el 27 de septiembre de 2017 en la revista
Science Advances (doi: 10.1126 / sciadv.1701758).