我們的世界是模擬的嗎？

12-03

我們的宇宙是高智慧生物模擬出來的嗎？是的，越來越多的證據支持了這個觀點。

牛頓的《自然哲學之數學原理》出版標誌著經典物理學發展到了頂峰，那是一個美好的時代，那時的科學家認為整個世界運行規律已經被掌握，地球日月星辰完美按照公式運動，日常的機械運動完全遵守牛頓三定律，光和熱是微觀粒子的運動，物理學的大廈已經搭建完成，偶爾有小問題修補一下就可以了，世界就是這兒樣子，沒什麼神秘的。

事情總是出乎意料，不起眼的「兩朵烏雲」導致了相對論和量子理論，徹底將經典物理大廈連根拔起，相對論顛覆了人們對時空引力的認識，量子理論更是離奇的讓人對世界的真實性產生懷疑，即使作為早期量子理論的奠基人，愛因斯坦也無法接受量子匪夷所思的特性。

一方面，我們不管量子為什麼會這樣，我們應用量子特性為世界服務就好了，另一方面，為了解釋量子為什麼會這樣，誕生了一些諸如平行宇宙(多世界)，多維世界和退相干(歷史)等理論，這些理論已經不限於物理學範疇，與哲學交叉，在國內可能被划到民科範疇，本文從軟體角度來解釋我們的世界，是的，我們生活在處理器和內存中。

「軟體開發中遇到的所有問題，都可以通過增加一層抽象而得以解決」，我們的世界很複雜，架構師上帝在搞系統設計的時候，肯定將世界分為多層，大體上分為三層，如下圖和一款遊戲相對應：

我們的世界大體分為三層：現實層、量子層和支撐層，現實層就是我們生活的世界，運行規律由一些數學公式確定，包括時空也可以由數學描述，量子層由基本粒子組成，最底層是支撐層，相當於計算機的操作系統。

現實層對應經典物理和相對論，隨著技術的進步，人類已經部分觸摸到了量子層，對於現實層的我們來講，量子層是一個光陸流離的世界，與我們的常識大相庭徑，我們通過一個實驗來看看量子層的詭異現象---雙縫干涉。

電子雙縫干涉實驗，對了，就是驗證電子波粒二象性的實驗，量子理論中所有特性都可以通過雙縫干涉實驗體現，這個簡單的實驗可以稱得上最經典的物理實驗，過程如下圖：

電子束通過雙縫後，在背板上形成明暗條紋，明條紋指較多的電子打擊區域，暗條紋指較少的電子打擊區域，中學老師告訴我們，這是因為電子具有波粒二象性，記住了考試就能得分，但是詭異的是，即使電子槍一次發射一個電子，即電子一個一個的通過雙縫，長時間積累後背板也會形成明暗條紋，波是電子本身的屬性，不是電子群體表現的屬性，即電子是一個波，那電子既然是波，撞擊背板後怎麼又變成一個點，變成粒子了呢？

波爾說過：「所有不為量子力學感到困惑的人，都是沒有真正理解它」，雙縫干涉實驗引出了一系列詭異的問題：

一會兒是波，一會兒是粒子，電子到底是什麼東西？
電子是粒子的話，必定通過雙縫中某一條縫，擋住一條縫後，背板明暗條紋消失，作為一個小粒子它是如何感知另外一條縫的？
電子是粒子的話，在一條縫上安裝檢測設備，檢測電子到底通過了哪個縫，但是測試導致背板明暗條紋消失，為什麼人的觀察使電子失去波動性？
電子是波的話，可以同時通過雙縫實現干涉條紋，但什麼原因又變成了粒子?
電子雙縫干涉的運動過程到底是什麼樣子的？

科學界對於電子雙縫干涉實驗過程有一些探索，有以下解釋：

電子波確實同時通過了雙縫，碰到觀測手段後波函數坍塌變為粒子；
電子從發射槍到背板的運行過程同時經過了所有的路徑，路徑遍布全宇宙；
哥本哈根解釋：討論電子運行過程是無意義的，我們只需知道電子通過了雙縫產生干涉就可以了，討論電子本質是什麼無意義，討論電子在特定條件下表現出來特定特性才有意義；
因果倒置：電子過雙縫處於疊加狀態，等撞擊背板之後再決定之前到底通過了那條縫，這個貌似獲得了其它變種雙縫干涉實驗支持；
多世界、退相干等解釋。

其實，從模擬世界的角度來解釋，上述問題沒那麼複雜，量子理論表明我們的世界是離散的，包括物質、能量和時空都是非連續的，這是數字技術處理的結果，計算機處理數據都是離散的。

再次，從軟體分層的角度上，量子層的演算法處理和現實層不同，量子層沒有空間概念，重要的事情至少說三遍，量子層沒有空間概念，量子層沒有空間概念，量子層沒有空間概念，空間是模擬出來給現實層用的，如同遊戲中有時空概念，但是底層素材是一些圖片數據文字等素材，都是一些數據，沒有空間概念。

量子層沒有空間概念，粒子都是一些數據堆積在存儲設備上，當粒子和現實層發生交互時才定位到現實層的特定空間上，組成現實層的所有粒子在量子層的狀態隨時鐘發生變化，也即是說電子發射槍、電子和背板的所有組成粒子都堆積在一塊，說電子通過那條縫，經過什麼路徑等空間問題是沒有意義的。

量子計算相當於現實層直接調用了量子層的API，調用底層的介面將會獲得難以想像的計算能力和存儲能力，量子計算有著驚人的潛力。

上帝按下「start」按鈕，也就是所謂的宇宙大爆炸，現實層已經模擬了一百多億年，那上帝所在世界過了多長時間呢？這個得看看上帝的處理器是幾核的。

先到這裡吧，以後有時間再完善，有時間再聊聊時空和黑洞的演算法和數據結構。