朗報です! 私たちはおそらくコンピューターシミュレーションの中で生きているわけではないでしょう。

『スタートレック：新世代』の「シップ・イン・ア・ボトル」のエピソードから、映画『マトリックス』の同名コンピューターシステムまで、生命はコンピューターシミュレーションに過ぎないという考えは、何世代にもわたってSFの定番として機能してきました。しかし、生命は単なる夢かもしれないという考えに技術的なひねりを加えることは、決して真実ではありません。そうですよね？

そうだとしたらどうだろう？この人生が現実のシミュレーションに過ぎないとしたら？信じられないほどメタな行為で、あなたがコンピューターの中に住みながら、コンピューターでこれを読んでいるとしたら？一度その考えが入り込むと、私たちはずっと悩まされる。この泥沼から抜け出す方法は考えられないのだ。「もしあなたがその夢から覚めることができなかったら？夢の世界と現実の世界の違いをどうやって知るんだ？」とマトリックスのモーフィアスは尋ねる。おい。

しかし今、研究者たちは状況全体を解明したと述べている。イスラエルのヘブライ大学ラチャ物理研究所と英国のオックスフォード大学に所属する理論物理学者のゾハル・リンゲルとドミトリー・コルビジニは、最近のサイエンティフィック・アドバンス誌の研究で、現実の具体性を証明したと主張している。

彼らが発見したものを理解するには、まずコンピューターとは何かを認識することが役立ちます。コンピューターは基本的に計算を実行する機械です。コンピューターが現実をシミュレートするには、その機械はシミュレートされた環境内で私たちが経験する現象を実際に作り出すのに十分なパワーを持っている必要があります。しかし、研究者が発見したのは、数百個の電子の特定の動作をシミュレートするために必要な情報を保存するには、宇宙に存在する原子の数よりも多くの原子が必要になるということです。良くも悪くも、この世界は現実です。おそらく。

研究者たちは、皆さんのお気に入りのドクター・フーのエピソードの中心となる筋書きを反証しようとしたわけではありません。それは偶然の出来事でした。コヴリジとリンゲルは、量子ホール効果のような異常（スタートレックの宇宙船をいつもトラブルに巻き込むもの）を示すシステムを数学的手法でモデル化できるかどうかを調べようとしていました。通常のホール効果（通常は単にホール効果と呼ばれます）は、適切な状況下で金属が興味深い電気的挙動を示す仕組みを説明します。たとえば、金属棒を取り、それに電流を流すと、電子は電流の方向にまっすぐ進み続けると予想されます。しかし、電流に垂直に磁場をかけると、ホール効果は、電子が向きを変え、電流の元の方向と磁場の両方に垂直に移動し始めると予測します。量子ホール効果は、標準的なホール効果をさらに推し進めます。導電性材料を非常に低温（絶対零度に近い、または-459.67 F）で強力な磁場のある環境に持ち込むと、粒子はさらに奇妙な挙動を示します。コヴリジ氏とリンゲル氏はその理由をより深く理解しようとしていた。

2 足す 2 は簡単に解けます (答えは、ご存じのとおり 4 です)。このような方程式は、比較的単純なシステムでは問題なく、頭の中で計算できなくても電卓で計算できます。しかし、このような簡単な計算は、非常に小さなレベル (個々の原子の動きよりも小さなシステムについて話している) で発生する奇妙な量子挙動を扱うときには破綻し始めます。未知数が多くなり、無限の数の粒子が相互作用することもあります。これが多体問題として知られているものです。

「物理学をやっているときに、どうやって解けばいいかわからないときは、コンピューターに解かせればいいんじゃないか、そうすれば直感が得られるんじゃないか、と考えるものです」とリンゲル氏はポピュラーサイエンス誌に語った。そこで彼と同僚は、直接解くことのできない複雑な量子システムを研究するためにランダムサンプリングを使用する計算手法群である量子モンテカルロ法に目を向けた。しかし研究者たちは、システムに粒子を追加するたびに、シミュレーションが指数関数的に複雑になることを発見した。基本的に、新しい粒子が追加されるたびに複雑さが倍増し（トリブルの繁殖率に似ている）、問題は解決不可能になった。

量子ホール効果を解こうとする人がこれまでいなかったわけではない。ラップトップや大規模なコンピューター群を使って解こうとした人はいる。リンゲルとコビルジは必ずしも成功するとは思っていなかったが、なぜこれまで解けなかったのかを解明したいと望んでいた。人間が十分に賢くないのかもしれないし、物理学者がまだ適切な数学的マッピングを見つけていないのかもしれない。この新しい研究は、この効果をシミュレートするのは不可能だということを明らかにしている。そして研究の著者らにとって、それはコンピューターが私たちの世界を作るのは不可能だということを示唆している。

「古典的コンピューターでシミュレートできない現象が見られるということは、例えば誰かが私たちのエネルギーを盗んでいる間にシミュレートされる巨大な古典的コンピューターの一部になることはできないということを意味します」とリンゲル氏は言う。言い換えれば、マトリックスのシナリオはあり得ないということだ。

もちろん、いくつか注意点もあります。

まず、これは、私たちのあまり慈悲深くない支配者が活動している宇宙の物理法則が、私たちが故郷と呼ぶシミュレートされた要塞内の物理法則を反映していると仮定しています。これは大きな仮定のように思えるかもしれません。しかし、特殊効果チームに聞いてみてください。世界を構築するのは本当に難しいことですが、物理的に意味を成すようにするのはさらに難しいことです。最も抵抗の少ない方法は、本物をモデルにした偽の世界をモデル化することです。

この研究では、潜在的な操り人形師が私たちが知っているコンピューターを使っているとも想定している。「もし彼らが量子コンピューターを動かす方法を知っているとしたら、私たちの主張は完全に崩れてしまいます」とリンゲル氏は言う。あなたが今この記事を読んでいるような古典的なコンピューターは、電子を粒子として扱う。量子コンピューターは、電子を波として考えるのが最適な確率として扱う。つまり、電子は1か所ではなく、同時に多くの場所に存在するのだ。「量子コンピューターは、通常のコンピューターでは解決できない特定の問題を解くことができます」とリンゲル氏は言う。「非常に大きな数を因数分解して、今日の標準的な暗号化技術をすべて破ることができます。しかし、量子コンピューターを構築して、それができることを証明した人は誰もいません」。少なくとも、私たちの現実世界では誰もそうではない。

これは、予測アルゴリズムがまだ発見されていない唯一の量子相互作用ではない。この論文は、予測アルゴリズムが決して発見されない可能性があることを示唆しており、現実がシムズの精巧なゲームであるという考えに終止符を打つものである。宇宙の根本的な再構築がない限り、世界はおそらく現実の世界である。もちろん、それが単なる夢でない限りは。