¿Es el universo computable?

Answer 1

Estoy bastante sorprendido de que nadie haya votado por ‘Sí’ , así que haré todo lo posible para poner mi sombrero contrario y defender la idea:

Las respuestas anteriores han descartado esta posibilidad por dos razones principales, contestaré a cada una de ellas:

(a) El universo es intrínsecamente computable debido a los efectos cuánticos: el argumento básico es que, dado que no podemos calcular efectos verdaderamente aleatorios o impredecibles (esto está de hecho confirmado por la Teoría de la Información de Stanford, vea el problema de la detención), y como vemos a estos en ‘nuestro’ universo [El principio de incertidumbre de Heisenberg fue invocado como una manifestación particular de esta idea en la respuesta de Haneef Rehman], se deduce que nunca podemos computar ningún Universo. Sin embargo, esto contradice un malentendido de la física cuántica; El principio de Heisenberg es simplemente la observación de una función o forma de onda cuántica (WF) multidimensional compleja, que en sí misma no es intrínsecamente aleatoria o caótica, sino que en realidad contiene validez computacional. De hecho, la mayoría de los sistemas físicos, incluidos los cuánticos, tienen validez computacional, como sostiene Seth Lloyd:

Los sistemas físicos que pueden programarse para realizar cálculos digitales arbitrarios se denominan computacionalmente universales. Aunque al principio la universalidad computacional parece ser una exigencia estricta en un sistema físico, se conoce una amplia variedad de sistemas físicos, que van desde los modelos de Ising del vecino más cercano hasta las teorías cuánticas de campos conformes y electrodinámicos (M. Freedman, resultados no publicados). Ser computacionalmente universal. De hecho, la universalidad computacional parece ser la regla y no la excepción. Esencialmente, cualquier sistema cuántico que admita interacciones no lineales controlables puede demostrarse que es computacionalmente universal. Por ejemplo, la interacción electrostática ordinaria.
entre dos partículas cargadas se puede utilizar para realizar operaciones de lógica cuántica universal entre dos bits cuánticos.

Tomado de: “Límites últimos a la computación“, Seth Lloyd [quant-ph / 9908043] Límites físicos últimos a la computación

En términos más generales, hay un defecto epistémico en este argumento, ya que asume que nuestras observaciones actuales explican el estado real de la realidad cuántica. En otras palabras, aunque todos estamos de acuerdo en que hay ruido en nuestras mediciones existentes, por ejemplo en formulaciones de WF basadas en la interferencia de la observación misma [experimento de doble rendija de google], que realmente dice más sobre nuestras formulaciones actuales de estas Las leyes y las matemáticas detrás de ellas implican in-computabilidad. A priori, no niega la compresibilidad de los fenómenos físicos en algunos algoritmos aún no descubiertos y elegantes.

(b) El universo es demasiado grande / complejo para ser computado: la idea básica de esta afirmación era que el universo solo podía ser computado por algo tan grande y complejo como él mismo, que luego entra en el ámbito de la metafísica y se devuelve como una respuesta. Sin embargo, esto ignora el caso obvio de que el universo entero es en sí mismo una computadora cuántica masiva; Esta no es una afirmación metafísica sino una posible dado lo que sabemos sobre la computación cuántica. Esta es una simplificación de la interpretación de Seth Lloyd. Él ha escrito un libro sobre este mismo tema con mucha más profundidad, que puede consultar aquí:

Programando el universo: un científico informático cuántico se enfrenta al cosmos: Seth Lloyd: 9781400033867: Amazon.com: Libros

Un segundo ‘meta’ más, pero no menos posible interpretación, es de hecho que nuestro universo particular es una rama de un Universo mucho más vasto y perfectamente computable (‘omni-Verse). Para llegar a este tipo de teoría solo necesitamos emplear dos herramientas conceptuales, la primera ampliamente aceptada y la segunda especulativa: una máquina universal de Turing (TM) y la Interpretación de muchos mundos. En el primer caso, simplemente configuramos TM para que se ejecute infinitamente en una orientación unidireccional, describiendo cualquier estado de universos en particular en un momento determinado como un conjunto finito de bits. En cuanto al segundo, solo necesitamos establecer una serie de subprogramas, A1 .. An, que calculen algoritmos finitos únicos y se activen entre sí para que se ejecuten de forma secuencial. Entre estas condiciones, tenemos las condiciones generales para un omni-verso computable. Luego, en relación con la ruptura en universos potencialmente computables, solo notamos que los fenómenos ruidosos no han interrumpido la computabilidad (interrumpió nuestra computadora universal de Turing), sino que generaron universos [computables] adicionales posibles a medida que cumplen con sus cálculos cuánticos. Cada una sigue existiendo, pero la capacidad de cálculo del Universo maestro ha permanecido ininterrumpida.

En conclusión, sigue siendo una clara posibilidad de que todo nuestro Universo sea computable, y como sabemos acerca de los estados cuánticos, esa posibilidad implica la existencia en algún lugar: p

Otras lecturas:

Un ensayo más largo de mi parte sobre el tema: En defensa de un posible (computable) …
Un segundo ensayo del Prof. Jürgen Schmidhuber, cito en gran medida http://www.idsia.ch/~juergen/eve…
Antecedentes sobre MWI http://plato.stanford.edu/entrie…
Antecedentes sobre TMs http://en.wikipedia.org/wiki/Tur…

Answer 2

El universo está limitado por la causalidad (que sepamos) y, en teoría, se puede predecir con una precisión del 100% si tenemos suficiente información y podemos calcularla. Esto es, algo decepcionante, no es posible por tres razones:

1. No podemos obtener toda la información. Para calcular el universo necesitaríamos TODA la información del universo. Debido al principio de incertidumbre de Heisenberg, esto es imposible. Solo podemos conocer el 50% de los datos a la vez (posición O impulso de partículas individuales).
2. No podemos almacenar toda la información. Para almacenar todos los datos (si pudiéramos obtenerlos) necesitaríamos un espacio de almacenamiento que tendría que ser más grande que el universo en sí mismo, ya que, por ejemplo, no podemos almacenar toda la información sobre un átomo en el átomo. , necesitaríamos más espacio que eso. Independientemente de lo que utilicemos para almacenar un bit de información, necesitaríamos más bits para almacenar la información del bit en sí (y posiblemente de otros estados cuánticos), ya que ese bit es parte del universo. Por lo tanto, sería necesario un cálculo de la computación, que retrocede infinitamente.
3. No podemos calcular toda la información. Incluso si los dos problemas anteriores no fueran un problema y hubiéramos almacenado toda la información, para ejecutar el cálculo tendríamos que saber exactamente cómo interactúa entre sí todo el universo. Necesitaríamos una teoría de todo, que no tenemos. Incluso puede ser la asíntota de la física moderna.

Yo diría que es teóricamente posible calcular el universo con una precisión del 100% si tuviéramos, podríamos almacenar y calcular la información. Lamentablemente, ninguna de estas cosas está permitida por las leyes actuales de la física.

Pero Sin embargo, podríamos ser capaces de calcular el universo con una precisión razonable a pesar de los problemas anteriores, pero con mucha menos información y solo una aproximación al cálculo. Esto puede ser bastante preciso por un tiempo, pero con el tiempo surgirán cada vez más diferencias entre el cómputo y la realidad debido al efecto ‘Lorenz Butterfly’ o ‘Dependencia sensible de las condiciones iniciales’ (lo cual está muy bien demostrado aquí: http: // http://www.exploratorium.edu/com… ).
Si tuviéramos que hacer esto para intentar calcular el universo (o cualquier parte de él) con una precisión inferior al 100%, tendríamos que actualizar los datos de vez en cuando del mundo real para superar el efecto Mariposa de Lorenz.