数字宇宙:简短阅读清单

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


物理定律是否源于信息定律?也许是这样,根据我本周末参加的两个关于计算机与宇宙之间联系的世界科学节活动来看。 第一个活动探讨了这样一个观点:关于一个三维世界的所有信息都可以编码到一个二维表面上。 将这个概念推向极致,我们可能会想象我们居住的三维世界只是一个更深层现实的投影,一个从某种宇宙胶片上跳出的短暂的全息图。

第二个活动考虑了信息本身是否是其他一切事物的基础,是宇宙真正的基石,比原子、夸克甚至时空本身更深层。

正如从短短90分钟的讨论中可以预料到的那样,这些活动虽然引人入胜,但让我渴望了解更多。 以下是一些外部阅读资料,供那些可能有相同感受的人参考。


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2003年,雅各布·贝肯斯坦为《大众科学》撰写了一篇名为“全息宇宙中的信息”(需要订阅)的专题文章,该文章对整个宇宙可能来自二维表面的概念进行了精彩的普及性描述。(该工作建立在伦纳德·萨斯金德1997年的文章“黑洞和信息悖论”[PDF 链接]之上。)贝肯斯坦的文章确实帮助我理解了两种表面上截然不同的熵形式——热力学熵和信息熵——实际上是等效的。我的同事乔治·穆瑟几周前也写了一篇关于这个主题的精彩文章,作为世界科学节活动的预览。

宇宙本身就是一台计算机的想法,或者更具暗示性地说,计算机就是宇宙的想法,可以追溯到信息时代的黎明。 德国计算机科学家康拉德·楚泽计算空间中首次提出宇宙正在通用计算机上计算的观点,该书于1969年首次出版[PDF 英文翻译链接]。这个想法超前于时代。在世界科学节活动上,瑞士卢加诺大学的人工智能教授(也是楚泽的知识后裔)于尔根·施密德胡伯指出,在《计算空间》出版后,每个人都认为楚泽——他因建造世界上第一台可编程计算机之一的Z1而已经在计算机科学界获得了传奇地位——已经疯了。

然而,这个想法延续了下来,最著名的是爱德华·弗雷德金的作品,他是一位博学的计算机科学家,也参加了小组讨论。 他是罗伯特·赖特在他的书三位科学家和他们的神:在信息时代寻找意义中描述的三位科学家之一; 关于弗雷德金和他的想法的章节节选在《大西洋月刊》上,题为“宇宙就那样发生了吗?

传奇物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒真正将这个想法带入了物理学界。 他创造了精辟的总结“万物源于比特”,并在他1989年的文章“信息、物理、量子:寻找联系”中阐述了一个研究计划,以调查其中的联系。

近年来,数字宇宙观点的最杰出倡导者是数学家和企业家斯蒂芬·沃尔弗拉姆,他在他2002年的著作一种新的科学中认为,简单的程序是所有自然现象的基础。 科学家们批评了沃尔弗拉姆的书——在某些情况下甚至严厉批评——至少部分原因是他忽略了之前关于该主题的所有工作,并暗示他独自承担了数字物理学项目中可能出现的任何见解。 物理学家史蒂文·温伯格为《纽约书评》撰写了一篇一种新的科学的启发性评论,总结道:“我不认为他的书接近实现他的目标或证明他的主张,但如果它是一个失败,那也是一个有趣的失败。”

好吧,这就是我几天内能够理解的所有内容。 我错过了什么? 我接下来该去哪里? 请在评论中包含您的建议。

 

图片来自美国宇航局费米望远镜拍摄的超新星遗迹,由美国宇航局戈达德太空飞行中心提供,发布于 Flickr

Michael Moyer is the editor in charge of physics and space coverage at 大众科学. Previously he spent eight years at Popular Science magazine, where he was the articles editor. He was awarded the 2005 American Institute of Physics Science Writing Award for his article "Journey to the 10th Dimension," and has appeared on CBS, ABC, CNN, Fox and the Discovery Channel. He studied physics at the University of California at Berkeley and at Columbia University.

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