اگر جهان شبیه‌سازی رایانه‌ای باشد، چند بیت برای اجرای آن لازم است؟

0 64

محققان حوزه نجوم تخمین زده‌اند اگر بر اساس فرضیه‌ها جهان رایانه‌ای شبیه‌سازی‌شده باشد، اطلاعات آن برابر با ۶ ضرب در ۱۰ به‌توان ۸۰ یا ۶۰۰ میلیون تریلیون تریلیون تریلیون تریلیون تریلیون تریلیون بیت اطلاعات خواهد بود. یافته‌ها همچنین این احتمال فرضی را مطرح می‌کنند که جهان در واقع یک شبیه‌سازی رایانه‌ای عظیم است! اما پشت چنین رقم عجیبی، فرضیه‌‌ای عجیب‌تر قرار دارد.

۶ دهه پیش رفل لانداور (Rolf Landauer)، فیزیکدان آلمانی آمریکایی، نوعی هم‌ارزی بین اطلاعات و انرژی را پیشنهاد داد، زیرا پاک‌سازی یک بیت دیجیتال در رایانه منجر به تولید مقادیر اندکی گرما می‌شد که شکلی از انرژی است. همچنین بر اساس E=mc^2، معادله معروف آلبرت اینشتین (Albert Einstein)، انرژی و ماده‌ شکل‌های متفاوتی از یکدیگر هستند. بنابراین ملوین ووگسان (Melvin Vopson)، فیزیکدان دانشگاه پورتثماوث (University of Portsmouth) انگلستان، این احتمال را مطرح کرد که رابطه‌ای بین اطلاعات، انرژی و جرم وجود دارد. گفتنی است اطلاعات همچنین می‌تواند برای ماده تاریک هم درنظر گرفته شود؛ ماده‌ای اسرارآمیز که بیشترین بخش کیهان را تشکیل می‌دهد.

ووگسان توضیح می‌‎دهد: «با استفاده از اصل هم‌ارزی اطلاعات، جرم و انرژی فرض کردم اطلاعات شکل غالب ماده در جهان است.» بنابراین وی به تخمین مقدار اطلاعات در یک ذره مستقل زیراتمی مثل پروتون یا نوترون پرداخت. به‌گفته ووگسان چنین موجودیت‌هایی را می‌توان به‌طور کامل براساس سه ویژگی پایه جرم، بار الکتریکی و اسپین (چرخش) توصیف کرد. این ویژگی‌های ذرات بنیادی را از یکدیگر متمایز می‌سازند و به‌عنوان اطلاعات درنظر گرفته می‌شوند.

تخمینی برای تعداد کل ذرات در جهان

اطلاعات دارای تعریف مشخصی است که برای اولین بار توسط کلاد شانون (Claude Shannon)، مهندس و ریاضیدان آمریکایی، در مقاله‌ای به‌نام نظریه ریاضی ارتباطات (Mathematical Theory of Communication) در سال ۱۹۴۸ ارائه شد. شانون با بررسی حداکثر بازدهی برای انتقال اطلاعات به معرفی مفهوم بیت پرداخت. در نتیجه ووپسون با استفاده از معادله‌های شانون به این نتیجه رسید که یک پروتون یا نوترون می‌توانند شامل هم‌ارز ۱.۵۰۹ بیت اطلاعات رمزنگاری‌شده باشند. سپس ووپسون به تخمینی برای تعداد کل ذرات در جهان قابل مشاهده رسید تا به این صورت محتوای کل اطلاعات کیهان را تعیین کند. این مقدار براساس تخمین‌های قبلی برابر با ۱۰ به توان ۸۰ بود.

به‌گفته ووپسون گرچه رقم حاصل بسیار عظیم است، اما به‌اندازه کافی بزرگ نیست تا ماده تاریک موجود در جهان را محاسبه کند. او در پژوهش‌های اولیه خود به رقم ۱۰ به‌توان ۹۳ بیت اطلاعات دست یافت که ۱۰ تریلیون برابر بیشتر از رقم قبلی و کمتر از حد انتظار بود.

اگر جهان شبیه‌سازی رایانه‌ای عظیم باشد

بنابراین احتمال داشت بخش مهمی در محاسبات ووپسون از قلم افتاده باشد. این محاسبات متمرکز بر ذراتی مثل پروتون و نوترون بودند و ذراتی مانند الکترون‌ها، نوترینوها و کوارک‌ها در آن‌ها نادیده گرفته شدند؛ زیرا به‌گفته ووپسون تنها پروتون‌ها و نوترون‌ها می‌توانند اطلاعات را در خود ذخیره کنند. در نتیجه ممکن است این فرضیه اشتباه باشد و شاید ذرات دیگر هم بتوانند اطلاعات را در خود ذخیره نمایند.

همچنین شاید به همین دلیل محاسبات ووپسون با محاسبات قبلی درباره اطلاعات کل جهان متفاوت بود. بااین‌حال با اینکه محاسبات وی ممکن است در آینده نزدیک کاربردی نشوند، اما می‌توان از آن‌ها برای پی‌بردن به ماهیت کیهان استفاده کرد. باهمه‌این‌ها بحث شبیه‌سازی یک فرضیه محض باقی خواهد ماند و فعلا هیچ راهی برای اثبات آن وجود ندارد.

منبع zoomit
با اشتراک گذاری مطلب از اسپاش حمایت کنید
https://espash.ir/?p=62429
مطالب پیشنهادی اسپاش
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها