Một công trình khoa học vừa chôn vùi giả thuyết cho rằng vũ trụ do máy tính tạo ra

Một công trình toán học mới đây đã giáng đòn quyết định vào giả thuyết “vũ trụ mô phỏng”, ý tưởng cho rằng toàn bộ thực tại mà chúng ta đang sống chỉ là một chương trình máy tính khổng lồ, tương tự thế giới ảo trong loạt phim Ma Trận.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học British Columbia (cơ sở Okanagan, Canada), do tiến sĩ Mir Fazal dẫn đầu, đã chứng minh rằng xét trên phương diện toán học, vũ trụ không thể là một mô phỏng máy tính, cho dù siêu máy tính có mạnh mẽ đến đâu.

Công trình được đăng trên Journal of Applied Holographic Physics chỉ ra rằng các định luật vật lý cơ bản không thể giản lược hoàn toàn thành những công thức có thể tính toán. “Không một cỗ máy tính nào, dù tiên tiến đến mấy, có thể mô phỏng hoạt động nền tảng của vũ trụ”, tiến sĩ Fazal khẳng định.

Thay vì dựa vào các tranh luận triết học, nhóm của ông tiếp cận vấn đề này bằng toán học và vật lý hiện đại. Họ đặt ra câu hỏi: liệu toàn bộ vũ trụ có thể được mô phỏng, ít nhất là về mặt lý thuyết, bằng một hệ thống tính toán hay không?

Theo tiến sĩ Fazal, nếu vũ trụ có thể được mô phỏng, thì mô phỏng đó cũng sẽ có khả năng tạo ra những mô phỏng khác, dẫn đến chuỗi vô hạn các thế giới ảo lồng vào nhau. Tuy nhiên, điều này gần như không thể xảy ra, vì mỗi tầng mô phỏng sẽ đòi hỏi năng lượng và độ phức tạp vượt quá giới hạn của chính nó.

Để kiểm chứng lập luận này, nhóm nghiên cứu đã dựa vào định lý bất toàn của Gödel, một trong những phát hiện quan trọng nhất của toán học thế kỷ 20. Định lý cho thấy trong bất kỳ hệ thống logic nào, luôn tồn tại những mệnh đề đúng mà không thể được chứng minh trong chính hệ thống đó.

“Chúng tôi phát hiện ra rằng các giới hạn tương tự cũng xuất hiện trong vật lý”, tiến sĩ Fazal cho biết. “Không thể mô tả hoàn chỉnh mọi khía cạnh của thực tại bằng một lý thuyết tính toán thuần túy, dù là trong cơ học lượng tử hay hấp dẫn lượng tử”.

Theo ông, điều này có nghĩa là để hiểu trọn vẹn vũ trụ, con người cần một dạng nhận thức vượt ngoài khả năng tính toán, thứ mà nhóm gọi là ‘sự hiểu biết phi thuật toán’. Nói cách khác, toán học và máy tính chỉ có thể tiến đến giới hạn mà logic cho phép.

Vật lý hiện đại cho rằng không gian và thời gian không phải là yếu tố cơ bản, mà chỉ là kết quả của một tầng sâu hơn, thứ mà các nhà khoa học gọi là “thông tin thuần túy”. Tuy nhiên, chính tầng sâu này lại là phần không thể mô phỏng được.

“Ngay cả khi chúng ta coi thực tại như một dạng thông tin, vẫn tồn tại những phần của thông tin đó không thể định nghĩa hay mô tả hoàn toàn bằng toán học”, tiến sĩ Fazal giải thích. “Dựa trên các định lý về tính không hoàn chỉnh và tính không thể định nghĩa, chúng tôi chứng minh rằng không thể xây dựng một mô tả nhất quán và đầy đủ về thực tế chỉ bằng tính toán. Điều đó khiến việc mô phỏng vũ trụ trở nên bất khả thi”.

Đồng tác giả của nghiên cứu, tiến sĩ Lawrence M. Krauss, nhà vật lý nổi tiếng người Mỹ cho rằng phát hiện này đặt ra thách thức lớn cho cách hiểu truyền thống về các định luật vật lý.

“Các định luật cơ bản không thể bị giới hạn trong không gian và thời gian, bởi chính chúng là thứ tạo ra không gian và thời gian. Để mô tả hoàn toàn thực tại, chúng ta cần một dạng hiểu biết sâu hơn, không thể quy giản thành các thuật toán”, ông nói.

Theo Krauss, đây không chỉ là một vấn đề lý thuyết mà còn chạm đến giới hạn tri thức của loài người. “Khoa học đã tiến rất xa trong việc mô tả thế giới bằng công thức, nhưng có thể tồn tại một giới hạn tự nhiên mà toán học không bao giờ vượt qua được”.

Tiến sĩ Fazal kết luận rằng, nếu một thế giới mô phỏng có tồn tại, nó vẫn phải tuân theo những quy tắc lập trình của chính nó. “Nhưng vì tầng sâu nhất của thực tại không tuân theo các quy tắc có thể lập trình được, nên vũ trụ không thể và sẽ không bao giờ là một mô phỏng”, ông nói.

Phát hiện này không chỉ phủ nhận giả thuyết “vũ trụ mô phỏng” từng khiến giới công nghệ mê mẩn, mà còn mở ra câu hỏi sâu xa hơn đó là nếu thực tại không thể mô phỏng, vậy điều gì đã tạo ra nó?

Dù lời giải còn ở phía trước, công trình của UBC Okanagan đã góp thêm một mảnh ghép quan trọng vào hành trình khám phá bản chất vũ trụ, nơi có thể vượt ngoài tầm với của cả trí tuệ nhân tạo trong tương lai.