北京時間 11 月 9 日訊息，一項新研究稱，我們目前可見的宇宙可能包含大約 6 x 10^80 位元的資訊。有人認為，這些發現可能暗示了一種可能性，即宇宙實際上是一個巨大的計算機模擬程式。

▲利用質-能-資訊等效的原理，資訊可能是宇宙中物質的主要形式之一

這是一個令人難以置信的數字，但其背後是一個更加奇怪的假設。60 年前，德裔美國物理學家羅夫・蘭道爾提出了一種資訊和能量之間的等效關係，指出在經典計算機中擦除一個經典位元的資訊，會產生少許的熱量，而熱量正是能量的一種形式。

阿爾伯特・愛因斯坦著名的質能方程 E = mc^2 表明，能量和物質是彼此的不同形式。因此，英國朴茨茅斯大學的物理學家梅爾文・沃普森曾推測，資訊、能量和質量之間可能存在某種關係

“利用質-能-資訊等效的原理，我推測資訊可能是宇宙中物質的主要形式之一，”沃普森說道。他還補充道，資訊甚至可以解釋暗物質，這種神祕物質構成了大部分的宇宙。

於是，沃普森開始測定單個亞原子粒子（如質子或中子）中的資訊量，並認為這些實體完全可以由三個基本特徵來描述，即質量、電荷和自旋。他說：“這些特性使基本粒子相互區分，而它們可以被視為‘資訊’。”

1948 年，美國數學家和工程師克勞德・夏農在一篇開創性的論文《一種關於通訊的數學理論》（A Mathematical Theory of Communication）中，首次給出了資訊的具體定義。在這位資訊理論的鼻祖看來，資訊就是對不確定性的消除。為了度量資訊的多少，夏農提出了“資訊熵”的概念。在研究資訊傳輸的最大效率時，他引入了“位元”（bit）的概念。位元的值可以是 0 或 1，是用來測量資訊的單位，就像英尺或米是距離的單位，攝氏度是溫度的單位。

利用夏農的方程，沃普森計算出一個質子或中子應該包含 1.509 位元的編碼資訊。然後，沃普森匯出了可觀測宇宙中粒子總數的估計 —— 大約為 10^80，這與之前的估計一致 —— 從而確定宇宙的總資訊量。他的這項研究發表在 10 月 19 日的《美國物理聯合會進展》（AIP Advances）雜誌上。

沃普森表示，即使得出的數字看起來十分巨大，但它仍不足以解釋宇宙中的暗物質。在早期的工作中，沃普森估計大約需要 10^93 位元的資訊 —— 比他得到的這個數字大 10 萬億倍 —— 才能解釋整個可見宇宙。

儘管計算出的數字比預期的更小，但沃普森並不確定原因。他的計算集中在質子和中子等粒子上，而忽略了電子、中微子和夸克等實體。根據沃普森的說法，只有質子和中子才能儲存關於它們自身的資訊。但他也承認，這種假設可能是錯誤的，也許其他粒子也可以儲存關於它們自身的資訊。

美國耶魯大學的天文學家格雷格・勞克林沒有參與這項工作，但他表示，這可能就是沃普森的結果與之前對宇宙總資訊的估計如此不同的原因，之前的計算結果往往要高得多。“這不是忽略了房間裡的大象，而是忽略了房間裡的 100 億頭大象，”勞克林說道，這裡的“大象”指的是沃普森的估計中沒有考慮到的許多粒子。

勞克林還指出，儘管沃普森的計算可能不會立即得到應用，但對於那些認為可見宇宙實際上是一個大型計算機模擬程式的人來說，這樣的結果可能是有用的。他認為，這種所謂的模擬程式假說是“一個非常有趣的想法”。當然，到目前為止，關於宇宙是模擬程式的假說仍然只是假說，“沒有辦法知道這是不是真的，”勞克林說道。