シミュレーション仮説とは、この世界そのものが高次元の高度なコンピューティング・シミュレーションの一部であり、人工的に構築された物であるという仮説だ。2003年に哲学者NICK BOSTROM氏によって提示されたこの哲学的議論は、大きな波紋を呼んだが、Elon Musk氏のような著名人からも支持されており、映画やゲームにも取り入れられているSFではポピュラーな題材だ。だが、それが現実となると話は別だろう。私たちのこの現実が仮想的なシミュレーションの結果であるなどとはにわかには信じがたいが、この仮説を支持するという新たな研究が英国の物理学者らによって報告されている。

「情報力学の第二法則が2022年に発見されたことで、物理学と情報学の交差点における新たな興味深い研究ツールが容易になりました。この論文では、情報力学の第二法則とそのデジタル情報、遺伝情報、原子物理学、数学的対称性、宇宙論への適用性を再検討し、模擬宇宙仮説を裏付けると思われる科学的証拠を提供します」と、著者らは新たな論文で述べている。

情報力学の第二法則

ポーツマス大学の物理学者Melvin Vopson氏と、イギリスのJeremiah Horrocks Institute for Mathematics, Physics and Astronomyの数学者Serban Lepadatu氏らは、熱力学の第二法則を発展させ、情報も物質の一種であると考え、情報システムにおいても、孤立した系におけるエントロピー、すなわち無秩序の尺度は、増加するか変わらないかのどちらかしかないと予想した。

だが、実際にデジタル・データ・ストレージとRNAゲノムという2つの異なる情報システムを研究したところ、予想とは異なる結果が得られたという。この結果を基に、彼らは、遺伝学研究や進化論に大きな影響を与える可能性のある、「情報力学の第二法則（Second law of information dynamics）」と呼ぶ法則を確立した。

「この発見は、さまざまな科学分野に広く影響を与えるものだと、そのとき思いました。私が次にやりたかったことは、この法則をテストにかけ、哲学的な領域から主流科学へと移行させることで、シミュレーション仮説をさらに支持できるかどうかを確かめることです」と、Vopson氏は述べている。

哲学から科学へ

研究者らは新しい論文の中で、この新しい法則が遺伝学、宇宙論、原子物理学、対称性…そしてもちろんシミュレーション仮説など、さまざまな分野にどのような意味を持つのかを探っている。

• 遺伝学：SARS-CoV-2の異なる変異型のRNA配列を分析した。その結果、すべての変異型が突然変異を起こすにつれて情報エントロピーの減少を示すことがわかった。この発見はまた、単なるランダムな偶然ではなく、情報力学の第二法則の下で突然変異を支配する何らかのメカニズムが存在することを示唆した。
• 原子物理学：この論文は、多電子原子における電子の振る舞いを説明し、最大多重度を持つ項が最もエネルギーが低いというフントの規則のような現象についての洞察を提供している。電子は情報エントロピーが最小になるように配列し、原子物理学と化学物質の安定性に光を当てている。
• 宇宙論：断熱的に膨張する宇宙に適用される熱力学的考察によって、情報力学の第二法則が宇宙論的に必然であることが示され、その妥当性が裏付けられた。

「対称性の原理は自然法則に関して重要な役割を果たしていますが、なぜそうなるのか、これまではほとんど説明されていませんでした。私の発見は、高い対称性が最も情報エントロピーが低い状態に対応することを示しており、自然が対称性に傾いていることを説明できる可能性があります」とVopson博士は説明する。

「余分な情報が取り除かれるこのアプローチは、コンピューターがストレージスペースを節約し、消費電力を最適化するために、無駄なコードを削除したり圧縮したりするプロセスに似ています。その結果、私たちはシミュレーションの中で生きているという考えを裏付けているのです」と、Vopson氏は結論づけている。

仮説の実験による検証へ

これまでの研究で、宇宙の主要な構成要素は情報であることが示唆されてきたが、Vopson博士は、情報ととらえどころのない暗黒物質との間に潜在的なつながりがあると見ている。彼はこのつながりを質量・エネルギー・情報の等価原理と呼んでいる。

Vopson博士は、この理論を裏付ける次のステップとして、実験による検証を目指している。彼は既に昨年の段階でクラウドファンディングによって、粒子と反粒子の衝突を利用して素粒子内の情報を検出し測定する方法を提案している。

論文

• AIP Publishing: The second law of infodynamics and its implications for the simulated universe hypothesis 

参考文献

• University of Portsmouth: Could a new law of physics support the idea we’re living in a computer simulation?

研究の要旨

シミュレーション仮説とは、宇宙全体と私たちの客観的現実はシミュレーションされた構築物に過ぎないという哲学的理論である。証拠がないにもかかわらず、この考えはエンターテインメント業界だけでなく、科学界でも支持を集めている。質量エネルギー情報等価原理の発表など、情報物理学分野における最近の科学的発展は、この可能性を支持しているように見える。特に、2022年に発見された情報力学の第二法則（インフォダイナミクス）は、物理学と情報の交差点における新たな興味深い研究手段を促進するものである。本稿では、インフォダイナミクスの第二法則と、そのデジタル情報、遺伝情報、原子物理学、数学的対称性、宇宙論への適用可能性を再検討し、シミュレーション宇宙仮説を裏付けると思われる科学的証拠を提示する。