從2003年發表的一篇哲學論文中可以得知，咖啡的香氣、太陽光在樹上的明亮和夜晚裏風的嘶吼，這一切都可能跟屏幕上的像素一樣不真實。這被稱為模擬假設，它認為如果人類能夠使用某種電腦重複模擬宇宙的一天，那麼我們可能就生活在其中一個模擬中。
如果是這樣的話，我們所經歷的一切都是某種現實的模型。
這更多的是一個思想實驗，但科學家們喜歡通過挑戰它來發現新的問題。最新的研究也發現了一些新的問題。
來自英國約翰·霍洛克斯數學、物理和天文學研究所的物理學家梅爾文·沃普森和數學家塞爾班·勒帕達圖提出的信息動力學第二定律支持了這一想法，他們認為這一切都只是一種複雜的計算機模擬。
沃普森在最新發表在AIP Physics雜誌上的文章中寫道：「2022年發現的信息動力學第二定律為物理學和信息學的交叉研究提供了新的有趣工具。在本文中，我們重新審視信息動力學第二定律及其在數字信息、遺傳信息、原子物理學、數學對稱性和宇宙學中的適用性，並提供似乎支持模擬宇宙假說的科學證據。」
沃普森和勒帕達圖提出的信息動力學第二定律基於熱力學第二定律，它認為宇宙中任何自然發生的過程都會導致能量損失和系統混亂度(熵)的增加。
沃普森曾提出信息實際上可以被視為一種物質，他認為信息系統也應該遵循同樣的規律，即隨着時間的推移，它們自身的混亂度也應該增加。
然而，通過研究數字數據存儲和RNA基因組這兩種不同的信息系統，他發現事實並非如此。信息動力學第二定律要求「信息熵」在時間上要麼保持不變，要麼甚至減少。
沃普森說：「我當時就知道這一發現對各個科學領域都有深遠的影響。接下來，我想做的就是把這一定律付諸實驗，看它是否能夠進一步支持模擬假說，從哲學領域轉變為主流科學。」
在他的最新研究中，物理學家探討了這一新定律對各領域的意義，比如遺傳學、宇宙學、原子物理學、對稱性，當然還有模擬假說。
對於遺傳學來說，沃普森分析了不同新冠病毒變種的RNA序列。他發現，所有分析的變種都顯示出信息熵的減少，這表明在變異過程中存在某種機制，而不僅僅是隨機的機會。
他還發現，原子中的電子會以一種最小化信息熵的方式排列；而為了使宇宙繼續膨脹，物理熵的增加必須通過相應的信息熵的減少來平衡。
而宇宙中對稱性的普遍存在，從小小的雪花到迷人的螺旋星系，也可以通過信息動力學第二定律來解釋。
沃普森說：「對稱性原則在自然法則中扮演着重要的角色，但到目前為止，還沒有人能夠解釋它的原因。我的研究結果表明，高對稱性對應着最低的信息熵狀態，這可能解釋了自然傾向於對稱性的原因。」
「這種方法類似於計算機刪除或壓縮廢棄代碼來節省存儲空間和優化功耗的過程。因此，它支持我們生活在模擬中的想法。」
下一步將是通過實驗驗證這些發現。如果我們生活在模擬中，那麼信息將是我們宇宙的基本構建塊，就像比特是計算機信息的基本單位一樣，並且可能具有質量，這也是沃普森之前提出的觀點。
如果是這樣的話，那麼它可能會通過粒子-反粒子碰撞中信息的湮滅來被發現。
當然，作為一個經過壓縮和優化的模擬，我們建模的宇宙必須由某種更深層、更複雜的系統來編程，這也提出了更多的問題。
也許有一天，有人能夠設計一個程序來回答這些問題。這項研究已經發表在AIP Physics雜誌上。
