Könnte das Universum mit einem unendlich leistungsstarken Computer genau simuliert werden? [Duplikat]

Ihre Frage enthält tatsächlich viele Fragen, die alle miteinander zusammenhängen, aber nicht so streng sind, dass sie vollständig beantwortet werden können.

Ist jedes Ereignis im Universum miteinander verbunden?

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, diese Frage zu beantworten. Unkompliziert haben wir beobachtet, dass es eine endliche Geschwindigkeit gibt, mit der sich Informationen in unserem Universum ausbreiten können, so dass Ereignisse, die gerade jetzt hier und irgendwo sehr weit im Universum geschehen, sich nicht gegenseitig beeinflussen können, in dem Sinne, dass beides nicht der Fall sein kann die Ursache des anderen. Beachten Sie, dass dies nicht bedeutet, dass sie keine gemeinsame Ursache haben können. Kausalität ist ein grundlegendes Konzept in der Physik und Wissenschaft im Allgemeinen.

Gleichzeitig wird jedes Ereignis von allem beeinflusst, was in seiner (kausalen) Vergangenheit passiert ist. Oder umgekehrt: Die Auswirkungen dessen, was hier und jetzt geschieht, werden sich ausbreiten und alles beeinflussen, wenn auch nur auf die geringste Art und Weise, weit genug in der Zeit und nahe genug im Raum.

Stimmt das oder gibt es einen Zufallsfaktor?
Fügt die Quantenmechanik den Zufallsfaktor hinzu?

Obwohl dies wahr sein kann, scheinen wir im Universum ein gewisses Maß an intrinsischer Zufälligkeit zu beobachten. Intrinsisch bedeutet hier, dass es nicht daran liegt, dass uns Informationen fehlen, sondern weil das Ereignis tatsächlich ohne Ursache stattfindet. Das liegt natürlich im Bereich der Quantenphänomene, wie dem Auftreffen eines Photons auf Ihrer Netzhaut oder dem Zerfall einzelner Atomkerne in der Banane, die Sie zum Frühstück gegessen haben. Es scheint keinen bestimmten Grund für die genauen Orte oder Zeiten solcher Ereignisse zu geben: Sie sind rein zufällig.

Angenommen, das Universum lässt sich am besten durch die Bewegung und Eigenschaften subatomarer Teilchen erklären, dann scheint es eine reine Quelle der Zufälligkeit im Universum zu geben, und einige Ereignisse werden nicht durch ihre Vergangenheit bestimmt.

Wenn es wahr wäre, wie kommt es dann, dass unsere Welt so existiert, wie sie ist? Seit dem Urknall muss alles einheitlich gewesen sein, und es gibt keinen Grund für Unregelmäßigkeiten wie Planeten oder Sonnen.

Tatsächlich gibt es a priori keinen Grund zu der Annahme, dass die Big Band einheitlich sein musste . Es mag Sie überraschen, aber die Physiker waren überrascht zu entdecken, wie erstaunlich einheitlich das Universum beim Urknall war! Der natürliche Zustand der Dinge ist Unordnung (2. Hauptsatz der Thermodynamik), daher ist ein sehr gleichmäßiger Urknall eigentlich ziemlich unwahrscheinlich. Wissenschaftler haben verschiedene Theorien aufgestellt, die erklären, welche Mechanismen das Universum so regelmäßig gemacht haben, wobei die Inflationstheorie am beliebtesten ist.

Endlich:

Wäre es möglich, das Universum mit einem extrem leistungsfähigen Computer zu simulieren?

Ja. Es ist schon . Wir haben Theorien für das Universum, die wir verwenden können, um die Simulationen durchzuführen. Eigentlich machen wir das ständig.

ABER wenn Sie an der Genauigkeit der Simulation interessiert sind oder die Zukunft bis ins kleinste Detail vorhersagen, dann lautet die Antwort nein . Und das nicht nur wegen der Quantenmechanik.

Selbst in einem Universum ohne intrinsische Zufälligkeit kann eine Simulation nur begrenzte Informationen liefern und die Zukunft nicht bis ins kleinste Detail vorhersagen. Dies liegt daran, dass die Bewegungsgleichungen extrem empfindlich auf die Anfangsbedingungen reagieren und leicht ungenaue Ausgangsbedingungen zu unglaublich unterschiedlichen Ergebnissen führen. Versuchen Sie einfach, ein Video über Doppelpendel zu finden. Mathematiker nennen das Chaos.

Da ein Computer nur über einen begrenzten Speicher verfügt, kann er nur eine begrenzte Menge an Daten speichern. Aus dem gleichen Grund$\pi \not= 3.14$, wird sich jede Anfangsbedingung, die wir für die Simulation verwenden, zwangsläufig stark von der Realität unterscheiden.

Die Antwort auf die Titelfrage (Hängt jedes Ereignis im Universum miteinander zusammen?) ist eindeutig ein Nein. Einige Ereignisse können nicht mit anderen in Verbindung gebracht werden, da Licht eine endliche und unübertreffliche Geschwindigkeit hat.

Die Unschärferelation wird oft mit dem Beobachtereffekt verwechselt. Ersteres besagt, dass die Gewissheit der Position multipliziert mit der Gewissheit des Impulses größer ist als eine Konstante. Wir denken an Impuls und Position als zwei verschiedene Dinge, aber das zugrunde liegende physikalische Phänomen ist es möglicherweise nicht. Natürlich sagt nichts davon aus, ob die Quantenmechanik etwas ist, das wir simulieren können oder nicht. In Bezug darauf, ob irgendein Meta-Universum einen Computer enthält, der unseres simuliert, meinen einige Leute, da es in der Physik wirklich grundlegend um Informationen geht, erscheint uns das sehr computerähnlich und könnte bedeuten, dass wir in einer Simulation leben. Ich würde dem entgegenhalten, indem ich vorschlage, dass unsere Vorstellungen von der Informationstheorie aufgrund der Art von Universum, in dem wir leben, das sind, was sie sind.

Jedes endliche physikalische System kann von einem universellen Computer simuliert werden. Dazu gehören Quantensysteme, die von einem universellen Quantencomputer simuliert werden könnten, wenn wir wüssten, wie man einen baut.

Die Quantenmechanik ist deterministisch in dem Sinne, dass der Zustand der gesamten physikalischen Realität zu einem Zeitpunkt aus dem Zustand zu einem früheren Zeitpunkt abgeleitet werden kann, wenn die entsprechenden Bewegungsgleichungen gegeben sind. Aber diese Gleichungen beschreiben eine Struktur, die in einigen Näherungen ein bisschen wie eine Ansammlung paralleler Universen aussieht. Diese Universen sind aufgrund verschiedener quantenmechanischer Effekte wie Interferenz und Verschränkung nicht wirklich vollständig voneinander getrennt. Der Grund, warum Sie nicht vorhersagen können, welches Ergebnis Sie in einem quantenmechanischen Experiment sehen werden, ist, dass es keine einzige Tatsache darüber gibt, was passieren wird. Vielmehr wird es nach dem Experiment mehrere Versionen des Ergebnisses geben, die im selben Zustand begonnen haben.

Siehe „The Fabric of Reality“ von David Deutsch, Kapitel 2,5,6 und 9 für weitere Erklärungen und „The Beginning of Infinity“ von David Deutsch, Kapitel 11.

Ich nehme an, Sie meinen mit Ereignis Interaktion. Es gibt sicherlich einen Zufallsfaktor, wenn unsere aktuelle Theorie der Quantenmechanik richtig ist. Das offensichtlichste Beispiel ist der radioaktive Zerfall, aber die meisten quantenmechanischen Wechselwirkungen enthalten zufällige Elemente.

Was die Frage nach dem Zusammenhang von Ereignissen betrifft, so hängt die Antwort davon ab, was Sie mit Universum meinen. Es wird beobachtet, dass sich unser Universum ausdehnt und Teile davon (wir nehmen an) bewegen sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit von uns weg (nicht durch die spezielle Relativitätstheorie ausgeschlossen, da dies auf Raumausdehnung und nicht auf beschleunigte Bewegung zurückzuführen ist). Ereignisse in diesem Teil des Universums können Ereignisse in unserer Nachbarschaft nicht beeinflussen. Einige Leute betrachten diesen Teil des Weltraums nicht als Teil "unseres" Universums, und für sie lautet die Antwort ja, weil zumindest jedes Ereignis die Natur des Gravitationsfeldes (oder der Raum-Zeit-Metrik in der GR-Sprache) verändern wird. in seiner Nähe befinden und möglicherweise Ereignisse an anderer Stelle beeinflussen könnten. Wenn wir in einem Multiversum leben, lautet die Antwort offensichtlich nein.