我们生活在母体之中吗？

在1999年的科幻电影经典《黑客帝国》中，主角尼奥惊愕地看到人们无视物理定律，飞檐走壁，突然消失。这些超乎寻常地违反宇宙规则的行为之所以成为可能，是因为在不知道的情况下，尼奥的意识被植入了“矩阵”，一个由有意识的机器创造的虚拟现实模拟。

故事真正开始于尼奥面临一个命运攸关的选择：吃下蓝色药丸，回到他浑然不觉的虚拟存在中，还是吃下红色药丸，了解“矩阵”的真相，“深入兔子洞”。

如今，物理学家可以通过研究宇宙辐射，为我们提供同样的选择，测试我们是否生活在我们自己的虚拟“矩阵”中。尽管听起来很奇幻，但一些哲学家早已争辩说，我们更有可能是被困在一个虚假宇宙中的人工智能，而不是“真实”宇宙中的有机生命。

但如果那是真的，那么允许我们设计这种现实检验技术的物理定律，可能与支配我们模拟者所处的元宇宙的基本规则无关。对我们而言，这些程序员将如同神一般，能够随意扭曲现实。

那么，我们应该欣然接受红色药丸，了解真相——还是其潜在含义过于令人不安？

我们掌控的世界

第一次认真尝试寻找宇宙真相是在2001年，当时一项计算模拟整个宇宙所需资源的努力，使得这一前景看起来似乎不可能。

麻省理工学院的量子力学工程师塞思·劳埃德（Seth Lloyd）估算了自大爆炸以来，我们的宇宙所执行的“计算机运算”的总数——基本上，是发生过的每一次事件。要重复它们，并精确复制出最后一个原子，将需要比宇宙本身更多的能量。

“计算机必须比宇宙更大，并且程序中的时间流逝会比现实世界慢，”劳埃德说。“那么建造它又有什么意义呢？”

但很快，其他人意识到，制作一个不完美的宇宙副本，只要足以欺骗其中的居民，将需要少得多的计算能力。在这样一个简陋的宇宙中，微观世界的精细细节和遥远星辰的细节，可能只会在人们用科学仪器极少观测它们的时候，才由程序员填补。一旦没有人关注，它们就会消失。

理论上，我们永远不会察觉到这些消失的特征，因为每当模拟者发现我们正在观察它们时，它们就会重新绘制出来。

这一认识使得创造虚拟宇宙变得离奇地可能，即使是我们。当今的超级计算机已经能粗略地模拟早期宇宙，模拟新生星系如何生长和演变。考虑到我们在过去几十年里见证了快速的技术进步——你的手机的处理能力比阿波罗登月时期的NASA计算机还要强大——想象一下，这种模拟最终会包含智能生命，并非遥不可及。

“我们可能在一百年内就能将人类纳入我们的模拟盒子，”西雅图华盛顿大学核物理学家西拉斯·比恩（Silas Beane）说。比恩开发了模拟程序，重现了质子和中子如何在早期宇宙中结合形成更大的原子。

立法和社会习俗可能很快就会阻止我们创造一个拥有有感觉的人工智能人类的宇宙——但我们精通技术的后代可能会发现，扮演上帝的力量过于诱人，无法抗拒。

他们可以创造大量的宠物宇宙，远远超过真实宇宙的数量。这一想法促使牛津大学哲学家尼克·博斯特罗姆（Nick Bostrom）在2003年得出结论，与其认为我们是真实宇宙中的碳基生物，不如认为我们是这些众多伪造品之一中的幻觉般的硅基人工智能。然而，由于似乎没有办法区分这两种可能性，所以赌徒不必为此失眠，计算精确的赔率。

了解真相

2007年，情况发生了变化，当时剑桥大学数学科学教授约翰·D·巴罗（John D. Barrow）建议，一个不完美的现实模拟将包含可检测的漏洞。就像你的电脑一样，宇宙的操作系统需要更新才能继续运行。

巴罗认为，随着模拟的衰退，我们可能会看到一些本应是静态的自然现象——例如光速或描述电磁力强度的精细结构常数——莫名其妙地偏离其“恒定”值。

去年，比恩及其同事提出了一个更具体的模拟假说检验方法。大多数物理学家认为空间是光滑的，并且无限延伸。但模拟早期宇宙的物理学家很难轻易重现一个完美的平滑背景来容纳他们的原子、恒星和星系。相反，他们从一个晶格或网格构建他们的模拟空间，就像电视图像由多个像素组成一样。

该团队计算得出，粒子在其模拟中的运动，以及因此它们的能量，与晶格点之间的距离有关：晶格尺寸越小，粒子能量越高。这意味着，如果我们的宇宙是一个模拟，我们将观察到最快粒子的最大能量值。碰巧的是，天文学家注意到，来自遥远星系的宇宙射线（高能粒子）到达地球时，总是具有约1020电子伏特的一个特定最大能量。

模拟的晶格还有另一个可观测的效果，天文学家可以捕捉到。如果空间是连续的，那么就没有基础晶格来引导宇宙射线的方向——它们应该来自各个方向。然而，如果生活在一个基于晶格的模拟中，该团队计算得出，我们不会看到这种均匀分布。如果物理学家确实看到不均匀分布，那么如果宇宙是真实的，这将是一个难以解释的结果。

天文学家需要更多的宇宙射线数据来确定这一点。对比恩来说，任何结果都可以接受。“知道我们生活在一个模拟中，对我生活的影响不会比相信宇宙是在大爆炸中播下的更大，”他说。但这是因为比恩想象模拟者纯粹是为了理解宇宙而驱动，没有干涉他们模拟的愿望。

不幸的是，我们全能的模拟者可能反而把我们编程到一个宇宙规模的真人秀中——并有能力操纵游戏规则，纯粹是为了娱乐。在这种情况下，也许我们最好的策略是过着能让观众愉悦的生活，希望我们的模拟者神能在来世的下一代模拟中复活我们。

奇异的后果不会就此止步。我们的模拟者本身也可能是模拟——就像在一个相互关联的系列中，每一个都有不同的基本物理定律。比恩说：“如果我们确实是一个模拟，那么合乎逻辑的可能性是，我们正在测量的并非真正的自然规律，而是模拟者发明的一种人为规律的尝试。这是一个令人沮丧的想法！”

这种宇宙射线测试可能有助于揭示我们是否只是一个被设定好规则的“矩阵”中的代码行，那里的物理定律可以被弯曲，甚至被打破。但是，如果了解真相意味着接受你可能永远无法确定什么是真实的——包括你自己——你会想知道吗？

尼奥，没有回头路了：你选择蓝色药丸，还是红色药丸？

《黑客帝国》的真相

颇具诱惑力的是，就在《黑客帝国》于1999年上映前几周，分析遥远星系光线的astronomers发表的线索表明，宇宙的“常数”可能并非如此恒定。具体来说，他们发现精细结构常数的值——它决定了星系的光应该如何呈现——比100亿年前的现在大千分之一。

由于我们模拟被修补而产生的漏洞，也可能是真正奇异的、违反正常物理定律的结果的根源。2011年出现了一个可能的例子，当时在欧洲OPERA实验工作的物理学家们成为了头条新闻，因为他们声称测量到了超光速运行的亚原子粒子中微子，而光速被认为是宇宙的速度极限。

不幸的是，这两种情况都未能成为虚拟宇宙的决定性证据。独立测试未能证实精细结构常数的数据，而超光速中微子则被证明是由于实验设置的故障。但还有一个更奇幻的解释：这些不稳定的常数，可能就是我们在程序员修复它们之前瞥见的模拟漏洞。