假如宇宙是个计算机，那运转它需求多少比特？谜底无奈想象

E01

宇宙的实质是甚么？世界上最大的计算机仿真在哪？仍是说这二者之间有甚么瓜葛……
怎么样运转一台计算机？怎么解释宇宙的故事？让咱们尝试用计算机来揭开宇宙的奥秘面纱……
得多。


图解：宇宙中有多少信息? 图源：Yuichiro Chino.
一项新的估量显示，可见宇宙可能包孕大约6 * 10 ^ 80——或6亿兆——信息比特。
这些发现可能暗示了宇宙其实是一个微小的计算机的摹拟（状态）。
这个使人难以相信的数字面前乃至是一个更奇怪的假定。60年前，德裔美国物理学家 Rolf Landauer 提出了一种信息和能量之间的等价性，由于擦除电脑中的数字位就会发生微量的热量——一种能量方式。


由于爱因斯坦著名的方程式 E = mc^2标明了能量和物资是相对于于彼此的不同方式，英国朴茨茅斯大学的物理学家Melvin Vopson此前猜测，信息、能量和品质之间可能存在一种瓜葛。
“使用品质-能量-信息等效原理，我揣测信息多是宇宙中物资的次要方式。”他告知天文在线。信息乃至能够解释暗物资，一种构成为了宇宙中绝大少数物资的奥秘的物资。他增补道。
Vopson 开始肯定单个次原籽粒子（如质子或中子）中的信息量。他说，这样的实体能够彻底用三个根本特点来形容: 它们的品质，电荷和旋转。
“这些性质使根本粒子能够彼此区别开来，而且被视为‘信息’。”他增补道。


信息有一个明白的定义，其首先由美国数学家、工程师Claude Shannon在1948年一篇创始性的论文《数学交流实践》提出。经过视察信息传输的最大效力，他引见了比特的概念，而且还提到，这个值能够是0或1，并被用来丈量信息单位。这像是用英尺或米来丈量间隔，或者用度来丈量温度同样。
利用Shannon的方程，Vopson 计算出，一个质子或中子应该包孕等量的1.509比特的编码信息。之后为了肯定宇宙的总信息含量，Vopson 揣测出了可见宇宙中粒子总数的估量值——约为10 ^ 80，和先前的估量相符。他的发现颁发在10月19日的杂志 AIP Advances 上。


即便失掉的数字是微小的，它依然没有大到可以解释宇宙中的暗物资，Vopson 说。在他更早的任务中，他估量大约需求10 ^ 93比特的信息——这个数字是他失掉的10万亿倍——能力做到这个。
“我计算的数字比我预计的小,”他说，并增补说他不知道为何。多是由于一些首要的货色并无可以解释他的计算，这些只关注质子和中子这样的粒子而疏忽了电子、中微子和夸克这样的实体的计算，按照 Vopson的说法，只要质子和中子能力存储它们本人无关的信息。
他抵赖这个假定多是过错的，或许，其余粒子也能够存储它们本人的信息。
耶鲁大学的天文学家 Greg Laughlin 说，这可能会解释为何他的后果与以前宇宙总信息的计算后果如斯不同——以前的计算后果更高。而他自己并无参预这项钻研。


“这不是疏忽了房间里的大象，而是疏忽了房间里的100亿头大象。”Laughlin 告知天文在线。这指的是新的估量中没有斟酌到的许多粒子。
Laughlin 说，只管这类计算没有当即失掉运用，但实际上，它们可能对那些揣测可见宇宙其实是一个微小的计算机的摹拟的人有用，而这个所谓的摹拟假说是“一个十分棒的设法”。
“计算信息内容——从根本上说，运转宇宙需求的内存位数——颇有趣。”他增补说。
然而，到目前为止，摹拟假定依然仅仅一个假定。“没方法知道这是否真的。”Laughlin 说。


相干常识
宇宙是一切时间、空间与其包孕的内容物所构成的一致体；它包孕了行星、恒星、星系、星系际空间、次原籽粒子以及一切的物资与能量，宇指空间，宙指时间。目前人类可观测到的宇宙，其间隔大约为93 × 10?光年，最大为27,160百万秒差距；而全部宇宙的大小可能为有限大，但未有定论。
BY: Adam Mann
FY: Lyra
如有相干内容侵权，请在作品公布后分割作者删除
转载还请取得受权，并留意放弃残缺性和注明出处