تستكشف دراسة جديدة فرضية محاكاة الكون وآثارها على العلوم والتكنولوجيا. اكتشف عالم فيزياء من جامعة بورتسموث ما إذا كان قانون الفيزياء الجديد يمكن أن يدعم النظرية المثيرة للجدل القائلة بأننا مجرد شخصيات في عالم افتراضي متقدم.
تنص فرضية الكون المحاكي على أن ما يختبره البشر هو في الواقع واقع اصطناعي، مثل محاكاة الكمبيوتر، والتي يكون البشر أنفسهم من صنعها.
تحظى هذه النظرية بشعبية كبيرة بين بعض الأسماء الكبيرة، بما في ذلك إيلون موسك، وفي فرع من العلوم يسمى فيزياء المعلومات، والذي يرى أن الواقع المادي يتكون بشكل أساسي من أجزاء من المعلومات.
اكتشاف الدكتور ووبسون الرائد
يتمتع الدكتور فوبسون بتاريخ من الأبحاث الرائدة. وقد نشر سابقًا بحثًا يوضح أن المعلومات لها كتلة، وأن جميع الجسيمات الأولية - أصغر وحدات البناء المعروفة في الكون - تخزن معلومات عن نفسها، على غرار الطريقة التي يمتلك بها البشر الحمض النووي.
وفي عام 2022، اكتشف قانونًا فيزيائيًا جديدًا يمكنه التنبؤ بالطفرات الجينية في الكائنات الحية، بما في ذلك الفيروسات، والمساعدة في الحكم على عواقبها المحتملة.
وهو يعتمد على القانون الثاني للديناميكا الحرارية، الذي ينص على أن الإنتروبيا - وهي مقياس للفوضى في نظام معزول - لا يمكن إلا أن تزيد أو تبقى ثابتة.
توقع الدكتور ووبسون أن الإنتروبيا في أنظمة المعلومات ستزداد أيضًا بمرور الوقت، ولكن عند دراسة تطور هذه الأنظمة، وجد أن الإنتروبيا ستبقى كما هي أو تنخفض. عندها أسس القانون الثاني لديناميكيات المعلومات، أو ديناميكيات المعلومات، والذي سيكون له تأثير كبير على البحث الجيني ونظرية التطور.
التطبيقات والتأثير
في السادس من أكتوبر، نشرت مجلة AIPAdvances بحثًا جديدًا يستكشف الآثار العلمية للقوانين الجديدة على عدد من الأنظمة والبيئات الفيزيائية الأخرى، بما في ذلك علم الأحياء، والفيزياء الذرية، وعلم الكونيات.
قال الدكتور فوبسون، من كلية الرياضيات والفيزياء بالجامعة: "كنت أعلم في ذلك الوقت أن هذا الاكتشاف سيكون له آثار عميقة على مختلف التخصصات العلمية. ما أردت القيام به بعد ذلك هو اختبار هذا القانون لمعرفة ما إذا كان يمكن أن يدعم فرضية المحاكاة بشكل أكبر ويدفعها من مجال الفلسفة إلى العلوم السائدة".
وتشمل النتائج الرئيسية التي توصلت إليها ما يلي:
الأنظمة البيولوجية: يتحدى القانون الثاني لديناميات المعلومات الفهم التقليدي للطفرات الجينية، موضحًا أن الطفرات الجينية تتبع نمطًا تحكمه إنتروبيا المعلومات. ولهذا الاكتشاف آثار عميقة في مجالات مثل البحث الجيني، وعلم الأحياء التطوري، والعلاج الجيني، وعلم الصيدلة، وعلم الفيروسات، ومراقبة الأوبئة.
الفيزياء الذرية: تشرح الأبحاث سلوك الإلكترونات في الذرات متعددة الإلكترونات، وتقدم نظرة ثاقبة لظواهر مثل قانون هوند، الذي ينص على أن المصطلح ذو الصيغة الصبغية الأكبر لديه أقل طاقة. يتم ترتيب الإلكترونات بطريقة تقلل من إنتروبيا معلوماتها، مما يوفر آثارًا على الفيزياء الذرية والاستقرار الكيميائي.
علم الكونيات: تثبت هذه الورقة الحتمية الكونية لـ "القانون الثاني لانتروبيا المعلومات" وتطبق العوامل الديناميكية الحرارية على التوسع الأدياباتي للكون، مما يدعم صحة هذا القانون.
تقدم الورقة أيضًا تفسيرًا للتماثلات الموجودة في كل مكان في الكون:
"يلعب مبدأ التناظر دورًا مهمًا في قوانين الطبيعة، ولكن حتى الآن لا يوجد تفسير يذكر لسبب حدوث ذلك. تظهر نتائجي أن التناظر العالي يتوافق مع أدنى حالة من إنتروبيا المعلومات، وهو ما قد يفسر سبب ميل الطبيعة إلى الحصول على تناظر عالٍ. تشبه طريقة إزالة المعلومات الزائدة العملية التي تقوم بها أجهزة الكمبيوتر بحذف أو ضغط التعليمات البرمجية القديمة لتوفير مساحة التخزين وتحسين استهلاك الطاقة. وبالتالي، فإن هذا يدعم فكرة أننا نعيش في محاكاة."
ربط المعلومات ببنية الكون
وقد أظهرت الأبحاث السابقة التي أجراها الدكتور ووبسون أن المعلومات هي لبنة أساسية في بناء الكون ولها جودة مادية. حتى أنه ادعى أن المعلومات قد تكون المادة المظلمة التي تشكل ما يقرب من ثلث الكون، وهو ما أطلق عليه مبدأ تكافؤ الكتلة والطاقة والمعلومات.
ويرى البحث أن القانون الثاني لديناميات المعلومات يقدم الدعم لهذا المبدأ، ومن الممكن التحقق من فكرة أن المعلومات هي كيان مادي يعادل الكتلة والطاقة.
وأضاف الدكتور فوبسون: "لاستكمال هذه الدراسات، فإن الخطوة التالية هي إجراء اختبارات تجريبية. أحد السبل المحتملة هو التجربة التي صممتها العام الماضي، والتي تستخدم تصادمات الجسيمات ومضادات الجسيمات لتأكيد الحالة الخامسة للمادة في الكون - وتغيير الفيزياء كما نعرفها".