[論文レビュー] On testing the simulation theory

Tom Campbell, Houman Owhadi+2 more|arXiv (Cornell University)|Feb 28, 2017

Quantum Mechanics and Applications参考文献 42被引用数 12

ひとこと要約

この論文は、シミュレーション宇宙における計算リソース制約に基づいて、検証可能なシミュレーション理論の枠組みを提案する。現実が意識的観察の瞬間にのみレンダリングされ、機械的検出とは異なるものであると主張し、特に遅延選択量子消去実験を通じた実験的予測を導出する。波動と粒子の二重性のパターンは、古典的粒子または波動分布からのサンプリングでは一貫して生じないことが示され、非古典的計算または意図に依存するレンダリングを示唆する。

ABSTRACT

Can the theory that reality is a simulation be tested? We investigate this question based on the assumption that if the system performing the simulation is finite (i.e. has limited resources), then to achieve low computational complexity, such a system would, as in a video game, render content (reality) only at the moment that information becomes available for observation by a player and not at the moment of detection by a machine (that would be part of the simulation and whose detection would also be part of the internal computation performed by the Virtual Reality server before rendering content to the player). Guided by this principle we describe conceptual wave/particle duality experiments aimed at testing the simulation theory.

研究の動機と目的

• 有限な計算リソースを持つシミュレーティングシステムを仮定したもとで、シミュレーション理論が実験的に検証可能かどうかを調査すること。
• 計算複雑性の制約が、現実が機械的検出の瞬間ではなく、意識的観察の瞬間にのみレンダリングされることにつながる仕組みを明らかにすること。
• 波動関数の収束問題を、シミュレーション宇宙における観察者依存レンダリングと結びつけること。
• 古典的波動／粒子モデルと意図に依存するレンダリングを持つシミュレーションを区別できる具体的な量子実験を提案すること。
• 量子の「どちらの道を通ったか」の情報を、客観的記録するのか、主観的観察するのかが、粒子的挙動を引き起こすかを検討し、意識の役割を解明すること。

提案手法

• 有限リソースのシミュレーションでは、情報が意識的観察に利用可能になる瞬間にのみ現実がレンダリングされ、機械的検出の瞬間ではないと提唱する。
• ビデオゲームのプロシージャル生成（例：No-Man’s Sky）の原則を応用し、必要に応じてコンテンツをレンダリングすることで、巨大で低複雑性のシミュレーションが実現可能であるとモデル化する。
• 遅延選択量子消去実験をコアなテストベッドとして用い、どの道を通ったかの情報が記録されたか、あるいは観察されたかによって、波動パターンか粒子パターンかが生じるかを検証する。
• スイッチが作動している際、観測パターンが固定された粒子または波動分布からのサンプリングでは説明できないという矛盾（式4）を導出する。これは非古典的挙動を示唆する。
• 客観的記録と主観的記録の差によるレンダリングの違いが論理的パラドックスを引き起こすかどうかを確率的不等式を用いて評価し、シミュレーションエンジンが意図に応じてレンダリングを調整している可能性を示唆する。
• 実験者の意図（例：データを記録するかしないか）を用いた思考実験を設計し、シミュレーションが物理的検出だけではなく、意識的意図にも反応することをテストする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 有限な計算リソースを仮定したもとで、シミュレーション理論は実験的に検証可能か？
• RQ2 波動関数の収束は物理的検出ではなく、意識的観察に依存するか？
• RQ3 「どちらの道を通ったか」の情報が客観的に記録された場合と、主観的に観察された場合とで、干渉パターンに差異が生じるか？
• RQ4 実験者の意図に基づいて異なるパターンがレンダリングされる場合、パラドックスが生じるか？ その場合、シミュレーティングシステムの性質について何を示唆するか？
• RQ5 観察者依存のデータ処理を伴う遅延選択量子消去実験を用いて、シミュレーション理論を標準的量子解釈と区別できるか？

主な発見

• スイッチが作動している際、遅延選択量子消去実験におけるスクリーン上の観測パターンは、固定された粒子または波動分布からのサンプリングでは説明できない。これは導出された矛盾（式4）によって示される。
• レンダリングが検出のみに依存する場合、論理的パラドックスが生じる。これは、レンダリングが観察可能であることに依存している必要があると示唆する。
• 「どちらの道を通ったか」のデータが客観的に記録されると粒子パターンが生じるが、主観的観察ではそうではない場合、シミュレーションは一貫性を保つために実験者の意図に応じてレンダリングを調整する必要がある。
• 記録が客観的か主観的かにかかわらず、干渉パターンに含まれる領域Iの衝突が波動パターンの一部であると仮定すると、矛盾が生じる。これは、シミュレーションが意図に応じて反応するか、あるいは客観的・主観的記録に差がないことを前提としなければ成立しない。
• この実験は、新たな結果を予測する：パターンは古典的波動または粒子モデルでは説明できない。これは、非古典的で、おそらく知能的なレンダリングメカニズムの存在を示唆する。
• シミュレーション理論がベルのノーゴ定理と両立するのは、シミュレーションエンジンが実験者の意図に基づいて挙動を調整する場合に限る。これは、計算的自律性（コンピュータ的自律性）の一種を示唆する。