人類、所有生命乃至我們所處的宇宙是真實存在的嗎？或者說，我們就像《黑客帝國》中所描述的那樣，只是其他開發者創建的虛擬系統的一部分？對這個看似離奇的猜想，一些物理學家認為，他們或許有辦法。
在1999年的科幻電影《黑客帝國》中，主角尼奧吃驚地發現，人們可以違反物理定律，或是飛簷走壁，或是突然消失。這些違反宇宙規律的現象在電影世界裡確實存在，因為尼奧並不知道，他所生活的“世界”，其實是由有感情的機器開發的虛擬現實系統，而他的意識就被嵌在這個名為Matrix的系統中。
一切故事都從那個時刻開始：尼奧面臨著兩種命運的選擇——選擇紅色藥丸還是藍色藥丸。如果選擇藍色藥丸，他就會回到Matrix的虛擬世界繼續過著懵懂的生活；如果選擇紅色藥丸，他就能瞭解Matrix的真相，知道“兔子洞到底有多深”。
《黑客帝國》中的世界，是一個由有感情的機器開發的虛擬現實系統。（圖片來源：pixabay）
物理學家現在也可以為我們提供相同的選擇機會——通過宇宙射線來測試我們是否生活在自己的“Matrix”中。儘管目前聽起來很不切實際，但在很久以前，哲學家們已經為此爭論不休了。一些哲學家認為，我們更可能是被困在一個虛擬宇宙中的人工智能，而不是我們認為的“真實”個體。
如果這是真的，那麼物理定律就會允許我們設計出這樣檢查現實的科技，而這可能與我們“模擬器”所處的元宇宙的基礎規則沒有什麼關係。對於我們來說，這些開發者就是“神”，他們可以隨意扭曲我們的現實。
所以，我們是否應該對服下紅色藥丸並瞭解現實的提議表示認同呢？
我們所掌握的現實
我們第一次探索宇宙現實是在2001年。當時，對模擬宇宙尺度所需資源的計算工作取得重要進展，這讓我們似乎看到這項測試的可能性。
MIT的量子力學專家Seth Lloyd估計了從大爆炸到現在，我們宇宙中所有事件的“計算量”。他的結論是：為了能夠重現宇宙、在原子層面也能實現完美的模擬效果，這些計算所需的資源比宇宙所有的資源還要多。
“這樣的話，這個計算機將會比我們的宇宙還大，而且它運行的速度也會比現實中的宇宙慢，”Lloyd說道，“所以我們為什麼要建造它呢？”
但是，其他人很快就意識到，完成一個足以欺騙廣大群眾的“不完美”的宇宙複製品，將會節省大部分計算量。在這個虛假的世界裡，無論是遙遠的天體還是微觀世界，都只是開發者為了應付人類科學家的研究而設計的，一旦沒有人觀察，這些東西就消失了。
理論上，我們從來沒有探測到這些正在消失的特徵。然而，這也可能是因為每當我們觀察時，模擬器就重新對他們進行了渲染。
正因為有這些認知，我們驚恐地發現，創建虛擬宇宙的設想並非不可能。今天的超級計算機已經粗略地模擬了早期宇宙是如何從襁褓成長、演化的。不過，即使過去10年我們的科技飛快發展——比如你的手機處理器已經比NASA登月時的處理器更為強大，但這樣的科技進步仍然不能滿足模擬智慧生命的要求。
西雅圖華盛頓大學的核物理學家Silas Beane說：“一個世紀內，我們的團隊就可能將人類加入我們的模擬系統。”目前，他們已經開發了一個初級模擬器，能夠模擬早期宇宙中質子和中子結合成為原子的過程。
法律和社會觀念可能很快就會反對我們創造出一個有認知、包含人類的宇宙。不過我們後代的的那些科技天才可能會發現，扮演“上帝”的力量如此難以抗拒。
他們可能創造出過剩的“寵物宇宙”——數量遠遠超出真實的宇宙。這個想法點醒了牛津大學的哲學家Nick Bostrom，他在2003年總結到，我們更有可能是硅基人工智能，而不是真正的宇宙中的碳基生物。儘管目前似乎沒有辦法判斷兩者的不同，但暢銷書的作者並不需要多麼精確的研究。
瞭解事實
事情在2007年有了轉機。劍橋大學的數據科學家John Barrow教授提出，對現實不完美的模擬通常會產生小差錯。如同你的電腦，宇宙的操作系統為了能夠持續工作也需要不斷升級。
隨著模擬級別的降低，Barrow認為我們可能看到一些自然界本應該是定值的量——比如光速，比如描述電磁力的精細結構常數——莫名其妙地偏離了它們的“恆定”值。
2012年，Beane提出了一個更具體的方法來測試“宇宙模擬假說”。大多數物理學家認為我們的空間是連續光滑、可以無限延伸的。但是科學家們在對早期宇宙建模時，並不能輕易重建出一個足夠光滑的，用來容納原子、恆星以及銀河系的宇宙背景。他們的解決方案是，建造了一個由框架網絡構成的虛擬空間，就像用像素構成電視圖像一樣。
該團隊計算了粒子在他們模擬的世界中的運動，他們發現粒子的能量與晶格點的間距相關：網格尺寸越小，粒子的能量越高。這意味著，如果我們的宇宙是模擬出來的，那麼我們會觀察到，最快的粒子，它的能量也是最大的。事實上，天文學家已經注意到，在那些從遙遠星系出發，源源不斷抵達地球的宇宙射線裡，高能粒子總是以1020電子伏特的能量到達地球。
在模擬的晶格中，還有一個可被天文學家觀測到的現象。假如時空是連續的，宇宙射線就不會被空間中的網格影響，那麼射線就應該均勻地來自宇宙的各個方向。如果我們生活在一個基於晶格的模擬世界中，我們就不會見到這種均勻的分佈。 如果有物理學家觀測到這種不均一性，那麼我們的宇宙是否真實存在就很有疑問了。
宇宙射線數據或許能幫助物理學家驗證，我們是否生活在真實的宇宙中。（圖片來源：National Science Foundation/J. Yang）
要回答這些的問題，天文學家需要更多的宇宙射線數據。對於Beane來說，兩種結果似乎都可以接受。“我們的宇宙是模擬的”和“我們的宇宙起源於大爆炸”對於他來說都是一樣的。但這是因為Beane想象中，模擬器純粹是為了理解宇宙，而不想幹擾他們的模擬。
不幸的是，我們全能的“上帝”的模擬器可能會將我們編入宇宙尺度的真人秀——是可以操作遊戲規則的那種，僅僅為了他們的娛樂。
奇怪的結論並不會終結。我們的模擬器可能本身也是一個模擬系統，如同一個連環的兔子洞，每一個模擬系統都有不同的基礎物理規則。“假如我們的世界確實是一個模擬系統，那麼邏輯上來說，我們測量的不是真正的自然法則，因為我們只是在測量模擬器的‘人工法則’，這真是一件令人沮喪的事！”Beane說道。
宇宙射線也許可以揭示，我們是否只是“人”造的Matrix中的幾行代碼，而在Matrix中，物理規則可以被扭曲或打破。但是假如，瞭解到的事實意味著你永遠也不知道自己到底是真實存在的還是虛擬的——你還想知道嗎？
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