科学家通过数学证明：宇宙不可能是计算机模拟出来的

在探索宇宙本质的过程中，人们提出了各式各样的理论，其中有一种被称为“模拟假说”（Simulation Hypothesis）的理论认为，我们所知的宇宙，可能并不是真实的，而是由某种强大的计算机系统模拟出来的虚拟宇宙。

该理论指出，在这种虚拟宇宙里，物理定律相当于程序规则，客观现实相当于程序输出，而人类的感知和意识则是系统内部的一部分过程，只要系统在细节和逻辑上足够完备，身处其中的我们就无法察觉到宇宙并不真实。

对于“模拟假说”，有不少人都表示支持，其中不乏一些知名人士，比如说马斯克就曾经表示，我们人类生活在真实世界中的概率，可能不到10亿分之1，当然了，科学界里反对该理论的也大有人在，他们也一直在致力于研究如何对其进行有力的反驳。

引人注目的是，根据一项发表在《物理学中的全息术应用杂志》上的研究，科学家通过数学证明，宇宙不可能是计算机模拟出来的。这具体是怎么回事呢？下面我们就了解一下。

简单来讲，“模拟假说”的逻辑大概是这样的：如果一个文明能够存活足够长的时间，并且拥有足够强大的算力，他们必然会有兴趣模拟他们的祖先，或者模拟宇宙演化的历史，而一旦这种模拟开启，其产生的虚拟宇宙数量将远远超过那个唯一的“真实宇宙”。

更重要的是，如果模拟出的宇宙足够完美，里面的虚拟智慧生命就可能会发展出自己的计算机技术，然后在虚拟宇宙里再模拟出新的虚拟宇宙，这就形成了一种“递归”，随着这种“套娃”过程的持续，虚拟宇宙的数量就将会多得难以想象，如此一来，我们人类所知的宇宙是那个唯一的“真实宇宙”里的概率，就会无限趋近于零。

这样的逻辑看上去似乎无懈可击，但却有一个重要的前提，即：宇宙中所有的物理事实都是可以被完全计算的。也就是说，支持该理论的人认为，只要算力足够强，宇宙中的一切，从星系的旋转到你此刻阅读文字时的大脑活动，都可以被计算机模拟。

实际上，此次研究正是通过数学证明了，这个前提是错误的。

科学家指出，无论多么高级的计算机，其本质都是基于算法的，而算法是一系列明确的、有逻辑的步骤（例如输入A，经过规则处理，输出B），计算机的所有操作，归根结底都是在执行一串串的算法指令。

然而哥德尔不完全性定理告诉我们，对于任何一个形式系统而言，只要它包括了简单的初等数论描述，并且是自洽的（没有自相矛盾），那么它必然是不完备的。这意味着，在这个系统内部，总是会存在真实但无法由该系统内部算法或规则证明的命题，这通常被称为“哥德尔真理”。

为方便理解，我们可以举个简单的例子。考虑这句话：“这句话是不可证明的。”如果你能证明这句话是对的，那么这就与这句话的内容矛盾了，但如果你能证明这句话是错的，那么这句话描述的事实就是真的。

在此次研究中，科学家在物理理论层面进行了复杂的数学推导，结果发现，如果宇宙所有的物理事实都可以被一个完整算法所描述，那么这个算法就应该能够计算或证明所有与物理事实有关的“哥德尔真理”，然而由于哥德尔不完全性定理的限制，总会有一些真实的物理现象无法通过任何算法得出或证明。

也就是说，如果我们所知的宇宙真的是计算机模拟出来的，那么它必须严格遵循某种代码逻辑，所以在这个程序的运行过程中，它迟早会处理到那些“真实存在，但无法被算法描述”的对象，在这种情况下，程序就无法正常运行，甚至直接“卡住”或者崩溃。

然而我们并没有观测到这样的情况，这就证明了，我们所知的宇宙并没有通过某种算法来决定下一刻发生什么，它本身就包含了一种直接的、非计算的确定性。

所以此次研究给出的结论就是，既然计算机模拟必然是基于算法的，而真实的宇宙中包含了“哥德尔真理”这种无法被算法描述的成分，那么事实就是显而易见的：宇宙不可能是计算机模拟出来的。

科学家表示，长久以来，物理学家们梦寐以求的“万有理论”（Theory of Everything），通常被设想为一组美妙的方程，我们曾经以为，只要找到了这组方程，把它们输入一台足够强大的计算机，就能描述宇宙中的一切。

但此次研究表明，这种想法可能从根本上就是错的，因为一个完整且一致的现实描述，要求某种更深层的理解，这种理解无法被简化为计算，而这也就意味着，或许并不存在这样一组能被写进计算机程序里的“万有理论”，因为现实的丰满程度会永远超越于算法的边界之外。

参考资料：Consequences of Undecidability in Physics on the Theory of Everything，Journal of Holography Applications in Physics. DOI: 10.22128/jhap.2025.1024.1118