[论文解读] The Physical World as a Virtual Reality

Brian Whitworth|ArXiv.org|Jan 2, 2008

Quantum Mechanics and Applications参考文献 47被引用 15

一句话总结

本文提出，物理宇宙是一种根植于信息处理的虚拟现实，其中空间、时间、物质和能量均源于基本的信息动力学。它认为守恒定律可能源自单一的信息守恒原理，从而通过计算涌现提供统一框架，有望调和相对论与量子力学。

ABSTRACT

This paper explores the idea that the universe is a virtual reality created by information processing, and relates this strange idea to the findings of modern physics about the physical world. The virtual reality concept is familiar to us from online worlds, but our world as a virtual reality is usually a subject for science fiction rather than science. Yet logically the world could be an information simulation running on a multi-dimensional space-time screen. Indeed, if the essence of the universe is information, matter, charge, energy and movement could be aspects of information, and the many conservation laws could be a single law of information conservation. If the universe were a virtual reality, its creation at the big bang would no longer be paradoxical, as every virtual system must be booted up. It is suggested that whether the world is an objective reality or a virtual reality is a matter for science to resolve. Modern information science can suggest how core physical properties like space, time, light, matter and movement could derive from information processing. Such an approach could reconcile relativity and quantum theories, with the former being how information processing creates space-time, and the latter how it creates energy and matter.

研究动机与目标

• 探究物理世界是否可被理解为由信息处理生成的虚拟现实。
• 探讨空间、时间、光、物质和运动等核心物理属性如何从信息动力学中涌现。
• 通过将广义相对论与量子力学建模为信息处理的不同方面，实现二者的调和。
• 提出物理学中的守恒定律可能源自单一的信息守恒原理。
• 检验宇宙大爆炸是否可被解释为计算系统的‘启动’，从而解决其明显的悖论。

提出的方法

• 将宇宙建模为运行在多维时空屏幕上的计算系统，类比于虚拟现实环境。
• 应用信息科学原理，从信息处理推导物理现象，将物质和能量视为涌现属性。
• 以信息守恒概念作为统一原理，解释物理学中的多个守恒定律。
• 将时空视为由信息组织结构产生的计算构造，与广义相对论的几何描述相一致。
• 将量子现象建模为离散的信息处理过程，与量子理论的概率本质保持一致。
• 提出大爆炸对应于计算系统的初始化，从而解决其本体论悖论。

实验结果

研究问题

• RQ1 物理世界的基本属性，如空间、时间和物质，是否可从信息处理中推导而出？
• RQ2 物理学中的守恒定律能否通过单一的信息守恒原理实现统一？
• RQ3 大爆炸如何可被解释为计算系统的初始化，而非物理奇点？
• RQ4 通过将广义相对论与量子力学建模为信息处理的不同层次，能否实现二者的调和？
• RQ5 有哪些证据或逻辑一致性支持宇宙是虚拟现实的假设？

主要发现

• 本文提出，空间和时间可能源自信息处理的结构，为相对论提供计算基础。
• 物质、能量和电荷可能是信息的涌现属性，其守恒定律源自单一的信息守恒原理。
• 大爆炸被重新解释为虚拟系统的‘启动’，解决了其悖论性起源。
• 该框架通过信息动力学的视角，为统一广义相对论与量子力学提供了潜在路径。
• 尽管该观点具有推测性，但其逻辑一致，且与斯沃齐尔等人的新兴理论物理观点相契合。
• 该模型将宇宙视为计算系统，其中物理定律是信息处理的涌现规则。