[논문 리뷰] On testing the simulation theory

Tom Campbell, Houman Owhadi외 2명|arXiv (Cornell University)|2017. 02. 28.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 42인용 수 12

한 줄 요약

이 논문은 유한한 계산 자원 제약 조건을 바탕으로 한 시뮬레이션 이론을 검증할 수 있는 프레임워크를 제안한다. 현실은 기계적 감지가 아니라 의식적 관찰 시에만 렌더링될 것이며, 지연 선택 양자 지우개 실험을 통해 실험적 예측을 도출한다. 이는 고전적 입자 또는 파동 분포로부터는 일관되게 간섭 무늬가 유도될 수 없음을 보여주며, 비고전적 계산 또는 의도에 민감한 렌더링을 암시한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 유한한 계산 자원을 가진 시뮬레이션 시스템을 전제로 하여 시뮬레이션 이론이 실험적으로 검증 가능한지 탐구한다.
• 계산 복잡도 제약 조건이 의식적 관찰 시점에만 현실이 렌더링된다는 데로 이어지는 방식을 탐색한다.
• 의식 기반 렌더링과 연결하여 파동 함수 붕괴 문제를 해결한다.
• 고전적 파동/입자 모델과 의도에 민감한 렌더링을 갖는 시뮬레이션을 구별할 수 있는 구체적 양자 실험을 제안한다.
• 객관적 기록과 주관적 관찰 간에 양자 어디로 가는지 정보가 어떤 영향을 미치는지에 대해, 의식의 역할을 탐구한다.

제안 방법

• 유한한 자원을 가진 시뮬레이션은 정보가 의식적 관찰에 이용 가능해질 때만 현실을 렌더링할 것이며, 기계적 감지 시점이 아니라 이를 전제로 한다.
• 비디오 게임의 프로시저럴 생성 원리를 활용하여(예: No-Man’s Sky), 요구되는 복잡도를 낮춘 거대한 시뮬레이션을 실시간 콘텐츠 렌더링 방식으로 모델링한다.
• 지연 선택 양자 지우개 실험을 핵심 실험 기반으로 삼아, 어느 쪽 정보가 기록되었는지 또는 관찰되었는지에 따라 간섭 무늬나 입자 무늬가 나타나는지 탐구한다.
• 스위치가 작동할 때 고정된 입자 또는 파동 분포에서 표본을 추출하는 것으로는 관측 무늬를 설명할 수 없음을 보여주는 모순을 유도한다 (식 4).
• 객관적 기록과 주관적 기록 간의 렌더링 차이가 논리적 역설을 일으키는지 평가하기 위해 확률 불등식을 적용하며, 이는 시뮬레이션 엔진이 의도에 따라 렌더링을 조정할 가능성을 암시한다.
• 실험자가 의도(예: 데이터 기록 여부)에 따라 실험을 설계하여, 시뮬레이션이 물리적 감지 외에도 의식적 의도에 반응하는지 테스트한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 유한한 계산 자원을 전제로 할 때 시뮬레이션 이론은 실험적으로 검증될 수 있는가?
• RQ2 파동 함수 붕괴는 물리적 감지가 아니라 의식적 관찰에 의존하는가?
• RQ3 어느 쪽 정보가 객관적으로 기록되었는지 또는 주관적으로 관찰되었는지에 따라 간섭 무늬에 차이가 생기나는가?
• RQ4 실험자가 의도에 따라 다른 무늬를 렌더링하는 시뮬레이션이 존재할 경우 역설이 발생할 것이며, 이는 시뮬레이션 시스템의 본질에 대해 무엇을 암시하는가?
• RQ5 의관찰 기반 데이터 처리 방식을 가진 지연 선택 양자 지우개 실험을 통해 시뮬레이션 이론을 표준 양자 해석과 구별할 수 있는가?

주요 결과

• 지연 선택 양자 지우개 실험에서 스크린에 관측된 무늬는 스위치가 작동할 경우 고정된 입자 또는 파동 분포에서 표본을 추출하는 것으로는 설명될 수 없으며, 이는 유도된 모순(식 4)에 의해 입증된다.
• 감지만을 기준으로 렌더링하는 경우 논리적 역설이 발생하며, 이는 렌더링이 관찰 가능성을 기반으로 해야 한다는 것을 암시한다.
• 객관적으로 어느 쪽 정보를 기록하면 입자 무늬가 나타나고, 주관적으로 관찰하면 그렇지 않다면, 시뮬레이션은 일관성을 유지하기 위해 실험자의 의도에 따라 렌더링을 조정해야 한다.
• 어느 쪽 정보가 객관적으로 기록되지 않았을 경우 간섭 무늬에 속하는 영역 I가 존재할 경우, 시뮬레이션이 의도에 반응하거나 객관적 기록과 주관적 관찰 간에 차이가 없어야만 모순이 발생하지 않는다.
• 이 실험은 새로운 결과를 예측한다: 무늬는 고전적 파동 또는 입자 모델로 설명될 수 없으며, 이는 비고전적이고 가능성 있게 지능적인 렌더링 메커니즘이 존재함을 암시한다.
• 시뮬레이션 이론이 벨의 금기 정리와 호환되려면 시뮬레이션 엔진이 실험자의 의도에 따라 행동을 조정해야 하며, 이는 계산적 능동성의 한 형태를 암시한다.