我们是否生活在一个模拟世界中?从柏拉图的《洞穴寓言》(Allegory of the Cave)到《黑客帝国》(the Matrix)系列，这是一个激发了许多经典故事灵感的荒诞想法，但它也日益成为真正的科学辩论和探究的主题。
根据一项新的研究，一位科学家现在提出，这种所谓的“模拟假设”的证据可能隐藏在控制信息的规律中，比如我们DNA中的遗传信息或存储在计算机中的数字信息。研究结果表明，随着时间的推移，不同的信息系统经历了相同的最小化过程，几乎类似于计算机压缩和优化数据的方式，这一发现可能支持宇宙是模拟的观点。
梅尔文·沃普森(Melvin Vopson)是朴茨茅斯大学(University of Portsmouth)的物理学副教授，是信息论方面的专家。信息论是一个专注于信息量化、压缩、存储和传输的数学领域。Vopson此前曾提出，信息可能是固体、液体、气体和等离子体之外的第五种未被探测到的物质形式。
2022年，Vopson和他的同事Serban Lepadatu(中央兰开夏大学的物理学家)提出了一个新的物理定律，称为信息动力学第二定律。这个名字源于热力学第二定律，这是物理学中基于熵概念的一条重要定律，熵是对系统无序程度的度量。热力学第二定律表明，随着时间的推移，宇宙的熵要么保持不变，要么增加，但从不减少。Vopson和Lepadatu惊讶地发现，信息动力学的第二定律正好相反:信息系统中的熵要么保持不变，要么随着时间的推移而减少。
现在，Vopson通过将信息动力学第二定律应用于各种各样的信息系统，包括数字信息、遗传信息、原子物理、数学对称性和宇宙学，建立了这一发现。根据Vopson在同行评议的AIP物理学杂志上发表的一项新研究，这些结果“提供了似乎支持模拟宇宙假说的科学证据”。
Vopson在给Motherboard的一封电子邮件中说:“2022年的初步研究，当我们第一次报告这个可能的新物理定律时，只是从准现象学研究中推断出来的，更准确地说，是在两个系统上:数字数据存储和遗传信息存储(RNA)。”“2022年的主要动机是通过信息论方法找到基因突变的预测算法。”
“这是我第一次观察到基因突变是以这样一种方式发生的，即它们的信息熵一直在减少，即使核苷酸的数量保持不变，”他补充说。“这是巨大的，因为它通过指出基因突变不是随机过程来挑战达尔文的进化论。这就是它的背景故事，以及信息动力学第二定律是如何诞生的。”
换句话说，当热力学熵产生越来越多的混沌系统时，信息熵实际上随着时间的推移以优化的名义趋向于“压缩”或丢弃信息。这可能就是为什么，例如，我们在自然界中看到如此多的对称——这些对称模式是最小化和优化信息的一种方式。
Vopson指出:“在2022年，如果说这是一个新的普遍物理定律，那就言过其实了，因为当时只研究了两个系统，一个是计算系统。”“因此，这篇新文章的目的是扩大这一新的物理定律的适用范围……换句话说，就是尽可能多地用其他一些系统来检验它。”
为此，Vopson将他的信息动力学定律应用到一系列的信息系统中。他证明了数字信息遵循这一规律，他将“信息”这个词以二进制形式写在纳米级磁性薄膜结构上，然后在室温下循环迭代。正如信息动力学第二定律所预测的那样，数据在几百次循环后开始退化，并在1990次循环后被擦除。
Vopson还研究了导致新冠病毒的SARS-Cov-2病毒的遗传密码，并得出结论，该病毒变体的信息熵随着基因突变而降低。然后，他将这一定律应用于原子物理学，并得出结论:随着时间的推移，电子占据原子周围位置的方式似乎也使它们的信息熵最小化。最后，Vopson转向宇宙学，概述了信息动力学如何解释关于宇宙热力学熵的开放性问题，以及它如何解释宇宙中普遍存在的对称性。
“(信息动力学第二定律)对如此多的系统都适用/有效，而且彼此之间差异如此之大，这确实是了不起的，而且将其推断为普适性是相当安全的，”Vopson说，并补充说，这些结果让他“完全惊讶，以一种好的方式”。
“证据就在那里，不需要证明，”他补充说。“然而，仅仅基于这项研究，明确地说我们生活在模拟中是不够的。在我最近的一篇文章和我新出版的书《重新加载的现实:模拟宇宙的科学案例》中，我也清楚地说明了这一点。我希望这项工作能激发更多的研究，非常聪明的科学家会想出新的方法来证明或反驳它。”
沃普森提出，他的假设可以通过将物质粒子撞击到反物质中来进行实验验证。反物质是一种罕见的物质，与正常物质的电荷相反。他推测这个过程可以产生低能量的光子，这些光子是通过相互作用中信息内容的消除而产生的，从而证明了信息动力学的作用规律。
“这个实验还没有进行，但如果它成功地进行了，它本身并不能明确地证实我们处于一个模拟的结构中，”Vopson指出。“这只会支持这一假设。然而，第二定律，加上一个经过证实的实验，再加上一些新的研究(希望如此)，将使这一理论达到基于科学标准的接受门槛。”
“重要的是要记住，无论宇宙是否是模拟的，信息动力学第二定律都是有效的，”他说。“成为一个模拟是这个新定律的可能结果(或结论)。”
虽然这些模拟宇宙的暗示是诱人的，但要弄清楚我们是否都是一些精心设计的迭代程序中的虚拟结构，还需要更多的跨学科研究和复杂的实验。在此之前，Vopson指出，模拟假设已经吸引了许多公众人物的兴趣，比如埃隆·马斯克和尼尔·德格拉斯·泰森，以及其他各行各业的人，这表明它具有广泛的吸引力。
“我们也有一系列非常有影响力的科幻电影，它们都以令人难以置信的细节描绘了这一点，”沃普森总结道。“最后，我想引用我从公众那里收到的大量电子邮件。那些想给我发邮件表示支持的人也通过各种方式得出了同样的结论。”
