上帝是永恒而无尽的真理，没有任何价值或意义。今天，我想向您介绍现代理论物理学中最大胆，最美丽的假设。许多科学家对此非常怀疑，有人称其为精神分裂症性del妄，而另一些人则认为它非常有趣。让我们踏上一段可能永远改变您对宇宙思考方式的旅程。
巴鲁克·本尼迪克特·斯宾诺莎
寻找“万物理论”
自20世纪中叶以来，理论物理学最困难和最有希望的任务一直是寻找所谓的“万物理论”，它将结合广义相对论和量子力学，从而为所有观察到的物理现象提供准确的解释。众多弦理论，量子环引力理论以及许多其他理论都声称是这样的理论。但是我们不会谈论它们。我们将更进一步。
麻省理工学院教授马克斯·泰格马克（Max Tegmark）在他的《我们的数学宇宙》一书中鼓励我们思考所有现有物理理论中最令人惊奇的特性，人们通常认为这是理所当然的-我们所有的物理理论都是用数学来描述的。
从经验主义的角度（物质相对于思想的重要性的哲学）这不足为奇，人类发明了数学语言，观察了现实世界，我们发明了数字和计数对象，我们发明了几何形状以建造坚固的建筑。随着时间的流逝，我们的数学工具变得越来越复杂，并且远离日常需求-我们发明了微分，积分，微积分，群论和拓扑。但是最终，我们总是发现使用这些工具可以很好地描述物理现象。
但是，让我们从理想主义的角度来看物理定律的数学。（关于物质的思想至上的哲学）。所有数学定律都生活在思想空间中，甚至不依赖于我们宇宙的存在。即使不存在，两次两次仍将等于四个。星系和恒星的诞生，行星运动，化学反应和遗传突变严格遵循数学公式，早于人类出现。我们只是发现了这些法律，但并未发明它们。
因此，如果我们将相对论，量子力学或万物的臭名昭著的理论抛诸脑后，诸如“量子”，“空间”，“光”之类的所有语言外壳，将会发生什么。只有公式会保留在那里，没有别的。在这种推理的地方，马克斯·泰格马克（Max Tegmark）提出了一个有趣的问题：纯数学可以完全描述什么？他对此给出了唯一合理的答案。纯数学只能描述纯数学本身。因此，泰格马克得出了最惊人的假设：我们整个宇宙都是数学结构。
全部从零开始
Max Tegmark并不是第一个提出这个想法的人。在此之前，美国著名物理学家，科学顾问理查德·费曼（Richard Feynman），休·埃弗里特（Hugh Everett）和基普·索恩（Kip Thorne）以及“黑洞”和“虫洞”约翰·惠勒（John Wheeler）的作者就提出了这个想法。
约翰·惠勒（John Wheeler）在他的文章《从零开始》中反映了一个事实，即基本粒子的所有属性（例如质量，电荷，自旋，颜色，奇异性和美感）本身都不具有任何意义，而是仅在与其他粒子相互作用时才出现。
因此，所有这些属性在某种数学结构中本质上只是一些信息。惠勒写道：
— , , - — , , , — - — , , , «» «», , . « » , — — ; , , «-»-为了让您更好地了解John Wheeler的含义，我将举一个Max Tegmark的书中的图片为例，说明如何将空间中的点（立方体的边缘）之间的关系表示为位矩阵：
该立方体的顶点，以从1开始的索引表示到8，没有任何意义，但是它们之间的关系矩阵（立方体的边缘）已经具有一些独特的属性：例如，旋转对称。当然，我们的宇宙要比立方体复杂几个数量级，但是它是基于相同的原理。了解了这一点，我们可以继续。
宇宙和分形的通货膨胀模型
如果我们确实生活在一种数学模型中，那么哪一个呢？
让我们看一下我们的宇宙：它由数十亿个星系的许多簇组成，星系由数十亿个恒星组成，许多恒星有几颗行星，许多行星有许多卫星。而且，根据永恒的通货膨胀的假设，它是对宇宙发展的通货膨胀模型的一种解释和扩展，千百万个“大爆炸”在离我们很远的空间中每秒发生，从而产生了自己的宇宙泡沫。
但是回到我们的世界：所有星团，星系，恒星和行星，无论它们在宇宙的哪个部分，都彼此非常相似，但仍然独特。这些属性具有什么数学结构？这是一个分形。
分形是由最简单的递归公式生成的，但会演变成美丽的周期性图像，其中的每一小部分都是独特的，并且与总体结构相似。
时间不对称和递归函数评估
而我们宇宙的分形结构使我们看到了现代物理学最重要的奥秘-时间。时间只会向前吗？它是线性的吗？
现代物理学谈到了所谓的时间不对称或时间箭头的存在。时间的第一个箭头是心理上的：我们记住过去，而不是未来。这种不对称是时间的更普遍的第二个箭头的特殊情况-因果关系。原因会产生影响，但反之则不然。另一方面，这只是我们感知的一部分，相反，随着时间的流逝，我们会采取因果关系，并因果关系。但是，存在第三种绝对客观的时间不对称性，也称为热力学第二定律-封闭系统中的熵总是随时间增长。也就是说，随着时间的倒流，它将下降。
如何解释呢？与计算机世界的假设相一致的第一种解释是由德国计算机工程先驱和第一种高级编程语言Konrad Zuse的作者给出的。他建议我们的宇宙不是静态的数学模型，而是由纯递归函数不断计算的。该函数的输入接收上一次迭代的计算结果。此功能的每个刻度都是一个普朗克时间。，或更简单地说，是片刻。这个假设很好地解释了时间的所有箭头。计算此类函数的结果取决于其输入-未来取决于过去，反之则不。随着时间的流逝，此类系统中的信息量将增长，这意味着熵也将增长。最重要的是，该假设与我们宇宙的分形非常吻合，因为分形是计算递归函数的结果。
因此，我们可以这样定义时间：时间是计算纯递归函数的过程，而递归函数是计算宇宙发展的过程。
您可以说我们的宇宙是不确定的，并且当薛定wave波函数崩溃时，从叠加中退出量子的结果是不可预测的。但是根据对量子力学Everett的多世界解释在波动函数崩溃的时刻，我们的宇宙被简单地分为两个平行的现实，其中一个叠加变为一种状态，而另一种变为相反的状态。
还值得考虑的是，这次与爱因斯坦的广义相对论中所描述的不同。这是绝对的时间-计算我们的宇宙的处理器的滴答声。
矩阵与人类原则
但是，如果我们整个宇宙都是一台计算机，那么我们如何确定我们不生活在矩阵中？一方面，这是无可辩驳的和无可辩驳的。另一方面，如果我们生活在Matrix中并在真实宇宙中的某些程序员的计算机上旋转，那么他的宇宙也将服从数学定律，并且可能成为现实世界中存在的二级矩阵。该系列可以无限期地继续进行，在Matrix的任何级别上，都没有机会证明是否存在更高级别的真实世界。
无论如何，马克斯·泰格马克（Max Tegmark）对我们的宇宙数学都有更美丽的解释。首先，让我们问自己一个问题：为什么我们生活在这样的数学结构中而不是其他？ Tegmark在以下位置找到了该问题的答案人类原则：存在所有一致的数学结构，但是只有少数几个数学结构可以产生如此精细的宇宙，从而允许存在能够实现因果关系的神经网络。
结论
数学可计算宇宙的假设具有有趣的含义：书籍，电影，故事甚至您的虚构朋友的英雄都像您一样真实，因为它们就像是巨大数学结构中另一种数学结构发明的数学结构一样。这使我们考虑“现实”一词的含义。
为了更深入地了解这一主题，我推荐Max Tegmark的书“我们的数学宇宙”和Wikipedia上有关数字物理学的文章。