Kan en kvantdator/turingmaskin räkna ut universums fysik om det är oändligt?

Låt oss säga att universum är platt och oändligt. Är det då möjligt för en kvantdator/simulerad turingmaskin med obegränsat minne att räkna ut universums fysik i matematiska parametrar om man känner till materias olika tillstånd/reaktioner? Är det ens möjligt att starta en sådan simulation utan att först känna till allt om universum. Kommer maskinen fortsätta spotta ut data i all evighet även om man manipulerar tidsrymden eller ger den sig bara när universum upphör vara oändligt?

Haha bra fråga, jag hade en exakt likadan fast om människor, men skulle kunna räkna ut vilka arter som uppstod från tidens början.

Den kan ju aldrig komma fram till ett svar eftersom den fortsätter att räkna ny volym hela tiden.

Oavsett hur stort minne en dator har så kan den inte simulera sig själv. Så en sådan dator kan inte vara del av universum.

Nej, det är egentligen självklart. Spinner vidare på inlägget från WbZv.

Informationen om alla partiklars tillstånd och egenskaper måste ju lagras på något sätt. Det kräver fler partiklar för lagringen än de som informationen beskriver. Anta att varje partikels tillstånd och egenskaper kan beskrivas med exempelvis 10 bytes, vilket trots allt känns alldeles för lite. Det innebär att 80 informationsbitar om denna partikel måste lagras i form av... andra partiklar. Datorns minne måste alltså innehålla mycket fler partiklar än hela universum för att kunna beskriva det.

Dessutom tillkommer osäkerheter på kvantnivå som inte kan beskrivas eller förutsägas.

Räkna ut universums fysik?

Jag antar att du i själva verket menade universums form?

Se det som ringar på vattnet i en oändligt stort damm (fast i 3d då). Det finns ingen gräns för tomrummet, men ringarna från mitten kan inte spridit sig till gränserna (för det finns inga). Universum kan därför inte ha någon form, däremot kan man kartlägga materian som finns i universums form.

Man kan med maskininlärning och tillräckligt bra fysiksimulering få en modell som stämmer ganska väl överens med de kända delarna av universum. Har du mätdata med tillräkligt lång tid mellan mätpunkterna så kan du få en Fourier på hur det borde utvecklas och ha utvecklats.

Tveksamt om man kommer att få spons till det i första taget dock.

De stora pengarna och framför allt den politiska makten kommer man att få genom verklighetens motsvarighet till Asimovs Psychohistory. Kan du modellera hur människor kommer att reagera på x eller y så har du i princip en kristallkula som kan förutsäga framtiden åt dig om du fattar olika former av beslut.

Vad menar du egentligen med "universums fysik"? Finns iaf simuleringar på Big Bang och hur galaxer och stjärnor bildas. Naturligtvis med förenklingar av olika slag. Menar du att varenda enskild partikel skulle ingå i simuleringen så förstår jag för det första inte varför något sådant skulle vara intressant. Redan att bara simulera varenda enskild elektron och atomkärna i en större molekyl är en formidabel uppgift.

Varför blir det då en så formidabel uppgift att simulera en stor molekyl? Om man t ex har 1000 elektroner så är ju det bara 1000 koordinater r₁(t) , r₂(t) , r₃(t) etc vid olika tidpunkter t, dvs bars några kilobyte med data, och det är ju ingen match för ens en riktigt gammal dator?

Anledningen är att elektroner beskrivs av kvantfysik, och att i kvantfysik beskrivs partiklarna av en vågfunktion
Ψ(t , r₁ , r₂ , r₃ , ...).
Dvs med 1000 partiklar är Ψ en funktion av 3000 oberoende variabler (3 för varje partikel: x,y,z), plus tiden. En funktion i 3000 dimensioner är inte något man gör i första taget ens med moderna superdatorer. Varför? Tänk t ex om man använder ynka 10 intervall i varje dimension. Det krävs i så fall ca 10³⁰⁰⁰ byte för att beskriva funktionen!

Trots kvantfysikens osäkerhetsrelationer har kvantfysik mycket MER information om partiklarna än vad klassisk fysik (dvs t ex Newton) har. Det är just därför som kvantfysik ibland ger så märkliga resultat som strider mot vår klassiska intuition, men som likväl stämmer med experiment.

Finns de som tror att hela vårt universum är en simulering. Filosofen Bostrom är väl den som har argumenterat mest vältaligt för det, och att det givet några inte helt huvudlösa antaganden t o m måste vara det mest sannolika för vår del. Och JA, det ligger absolut något i det. Men kapaciteten som krävs för en sådan dator är många många storleksordningar större än vad vi har idag. Av bl a ovanstående skäl.

En sådan simulering kan mycket väl fuska, använda mycket enklare beräkningar i normalfall och känna igen våra experimentuppställningar och bara där räkna mer exakt så att resultaten stämmer med de naturlagar simulatörerna vill få oss tro gäller. Avlägsna stjärnor kanske inte ens finns utan bara är extremt förenklade subrutiner som genererar simulerade fotoner som liknar de man skulle få från en stjärna. Universum är då snarare CGI än en fullskalig simulering.

Paradoxalt nog innebär det att även detta påstående är en simulering.

En turingmaskin begränsas lite av sitt ändliga alfabet och sin ändliga mängd med olika tillstånd. Tror att det då blir väldigt svårt att räkna på något som är oändligt.

Det enkla svaret är att det inte går, vilket jag framförde i ett tidigare inlägg. I synnerhet om man tänker sig en kvant-turingmaskin som torde vara helt oanvändbar till att simulera vardagliga saker.

Men kan man bevisa att universum har egenskapen att det faktiskt inte går?

Betrakta talet pi som uppvisar en oändlig variationsrikedom genom sin decimalrepresentation. Samtidigt är informationsinnehållet i pi inte större än minsta möjliga kodning av en algoritm som räknar ut pi:s värde. Här och där i den oändliga decimalserien torde det förekomma inkodningar av turingmaskiner som räknar fram decimaler av talet pi. Utgör dessa inkodade turingmaskiner en simulering av turningmaskinernas universum?