物理學家研究新冠病毒竟發現：我們可能生活在虛擬世界？

有一位研究嚴重急性呼吸系統症候群冠狀病毒2（SARS-CoV-2）病毒突變的物理學家，宣稱發現了一項名為「資訊動力學第二定律」的新物理定律的證據，而且這項定律似乎暗示著，我們正生活在一個模擬的宇宙之中。除此之外，他還表示，這項研究似乎意味著演化論並不完全正確，因為病毒的突變並非完全隨機。

這裡面的內容相當豐富，值得好好剖析。首先要說的是，越是離奇的主張，就越需要強有力的證據支援。然而，就像梅爾文·沃普森博士在其研究中所闡述的，截至目前，我們根本還沒有足夠的證據，甚至可以說，差距還很大。儘管如此，即便未來有更多研究或審查證明這些想法和結果是錯誤的，但它們依然十分引人入勝。

在最新的研究中，沃普森從資訊熵（有別於一般熵的概念）的角度，研究了SARS-CoV-2病毒的突變。沃普森在論文中解釋道：「某一特定系統的物理熵，是衡量其所有與宏觀狀態相容的可能物理微觀狀態的量度。這是系統中不攜帶資訊的微觀狀態的特性。假設在同一系統中，且假設有人能在同一物理系統中創造出N個資訊狀態（例如，在其中書寫數位位元），創造N個資訊狀態的結果，就是在現有的物理微觀狀態上疊加形成N個額外的資訊微觀狀態。這些額外的微觀狀態就是攜帶資訊的狀態，與它們相關的額外熵就稱為資訊熵。」

沃普森認為，隨著時間推移，熵往往會增加，但資訊熵卻傾向於減少。舉例來說，宇宙的熱寂狀態，也就是宇宙達到熱平衡的狀態。在這個時刻，熵達到了最大值，但資訊熵卻不是。在宇宙熱寂時（或即將到達熱寂時），宇宙中任何區域的溫度範圍和可能的狀態都非常有限，這意味著可能發生的事件變少，能疊加的資訊也更少，從而使資訊熵降低。

儘管從描述宇宙的角度來看，這個想法很有趣，但它真的能告訴我們一些新東西嗎？還是說，我們只是看到了一種描述熵的次要且不重要的方式呢？沃普森認為，這個想法是一項物理定律，它可能支配著從遺傳學到宇宙演化的一切事物。沃普森在《對話》雜誌中寫道：「我的研究表明，資訊動力學第二定律似乎是宇宙的必然要求。它具有普遍適用性，並具有巨大的科學影響。我們知道宇宙在膨脹的過程中，既沒有吸收也沒有釋放熱量，這就要求宇宙的總熵保持不變。然而，從熱力學中我們也知道，熵總是在增加。我認為，這表明必然存在另一種熵——資訊熵，以平衡熵的增加。」

沃普森研究了新冠疫情期間SARS-CoV-2病毒的突變情況。為了密切關注病毒的變化，以便研發新疫苗，人們定期對病毒進行基因定序。沃普森研究的是病毒的RNA（而非DNA），他發現，隨著時間推移，病毒的資訊熵在降低。沃普森在一份新聞稿中解釋道：「在短時間內經歷多次突變的典型例子就是病毒。新冠疫情為我們提供了理想的測試樣本，SARS-CoV-2演變出了眾多變異株，而且相關的可用資料非常豐富。」他還提到：「新冠病毒的資料證實了資訊動力學第二定律，這項研究開闢了無限的可能性。想像一下，在某個特定基因組發生突變之前，就能判斷出突變是否有益。這可能是一項顛覆性的技術，可用於基因治療、製藥業、演化生物學和疫情研究等領域。」

在沃普森看來，這表明突變並非隨機發生，而是受一項定律支配，即資訊熵必須保持不變或隨時間減少。如果這一發現得到證實，那將是驚人的，它將顛覆我們對演化的既有認知。沃普森還指出，1972年曾有一項類似的實驗，在理想條件下，一種病毒的基因組在74代的繁衍過程中意外縮減，他認為這與他提出的資訊動力學第二定律相符。他解釋說：「目前全球的共識是，突變是隨機發生的，然後自然選擇決定突變對生物體是有益還是有害。但如果存在某種隱藏的過程驅動著這些突變呢？每次我們遇到無法理解的事情時，就會將其描述為「隨機」「混亂」或「超常現象」，但這只是因為我們無法解釋而已。」他還表示：「如果我們能從決定性的角度看待基因突變，就能利用這項新的物理定律，在突變發生之前預測突變，或者預測突變發生的機率。」

沃普森認為，這項定律也可以解釋為什麼對稱性在宇宙中如此普遍。他在論文中寫道：「高度的對稱性對應著低資訊熵狀態，這正是資訊動力學第二定律所要求的。因此，這一引人注目的觀察結果似乎可以解釋為什麼對稱性在宇宙中佔主導地位：這是由於資訊動力學第二定律的緣故。」

然而，沃普森的大膽主張（當然，這些主張都需要更多證據支援）還不止於此。他在《對話》雜誌中補充道：「既然資訊動力學第二定律是宇宙的必然要求，而且似乎在任何地方都以相同的方式適用，那麼可以得出結論，整個宇宙似乎是一個模擬的構造物，或者是一臺巨大的電腦。像我們這樣超級複雜的宇宙，如果是一個模擬世界，為了降低執行模擬所需的計算能力和資料儲存要求，就需要內建資料最佳化和壓縮功能。而這正是我們在周圍所觀察到的一切，包括數位資料、生物系統、數學對稱性以及整個宇宙。」

但需要注意的是，即便證實了「資訊動力學第二定律」，也不能證明我們生活在一個模擬世界中。有可能這項理論是正確的，但我們並不生活在模擬世界裡。而且，也有其他量子力學效應似乎證明我們並非生活在模擬世界中。

那麼，我們要如何進一步驗證這一切呢？如果資訊動力學是正確的，那麼資訊應該具有質量，這樣它才能與其他一切事物相互作用。有一些線索表明可能確實如此，例如2012年的一項研究發現，不可逆的資訊擦除似乎會散發出熱量。對沃普森而言，這表明在資訊被擦除之前，這些能量必定以質量的形式儲存，從而使資訊成為一種與質量和能量相當的獨立物質狀態。

從實驗上證明或否定資訊是否具有質量，可能並非難事。一個簡單的實驗就是在不可逆地擦除資訊之前和之後，測量硬碟的質量。然而，考慮到預期的質量變化非常微小，目前我們還無法做到這一點。

但沃普森認為，如果這個理論是正確的，基本粒子很可能攜帶著有關它們自身的資訊。例如，讓一個電子（或者也許是宇宙中唯一的那個電子）知道自己的屬性，比如它的電荷和自旋。有一個提出的實驗是，讓粒子和反粒子以高速相互碰撞。沃普森補充道：「這個實驗是讓基本粒子和它們的反粒子（所有粒子都有與自身相同但電荷相反的「反」版本）在一陣能量閃光中湮滅，發射出「光子」，也就是光粒子，以此擦除基本粒子內部所包含的資訊。我已經根據資訊物理學，預測出了產生的光子的預期頻率的精確範圍。」

儘管這個想法偏離了主流觀點，但這個實驗成本相對較低，只需18萬美元（對於像艾隆·馬斯克這樣的模擬理論支持者來說，這根本不算什麼），而且利用現有技術就可以進行測試。當然，這個實驗可能只能告訴我們這個想法是錯誤的，但它看起來確實是一個值得深入研究的有趣想法，無論是證明它不成立，還是弄清楚它是否有道理（或者更準確地說，是否有「質量」）。