Física digital

La idea de que el universo es un dispositivo de computación digital

La física digital es una idea especulativa que sugiere que el universo puede ser concebido como un vasto dispositivo de computación digital, o como el resultado de un programa informático determinista o probabilístico . ^[1] La hipótesis de que el universo es una computadora digital fue propuesta por Konrad Zuse en su libro de 1969 Rechnender Raum^[2] (" Espacio de cálculo "). ^[3] El término física digital fue acuñado en 1978 por Edward Fredkin , ^[4] quien más tarde llegó a preferir el término filosofía digital . ^[5] Fredkin alentó el establecimiento de un grupo de física digital en lo que entonces era el Laboratorio de Ciencias de la Computación del MIT , con Tommaso Toffoli y Norman Margolus desempeñando papeles clave.

La física digital postula que existe, al menos en principio, un programa para una computadora universal que calcule la evolución del universo . La computadora podría ser, por ejemplo, un enorme autómata celular . ^[1]^[6] Está profundamente conectada con el concepto de teoría de la información, particularmente con la idea de que los bloques fundamentales del universo podrían ser bits de información en lugar de partículas o campos tradicionales.

Sin embargo, los modelos existentes de física digital enfrentan desafíos, particularmente en la reconciliación con varias simetrías continuas ^[7] en las leyes físicas, por ejemplo, simetría rotacional , simetría traslacional , simetría de Lorentz y la invariancia de calibre del grupo de Lie de las teorías de Yang-Mills , todas las cuales son centrales para las teorías físicas actuales. Además, los modelos existentes de física digital violan varias características bien establecidas de la física cuántica , ya que pertenecen a una clase de teorías que involucran variables ocultas locales . Estos modelos hasta ahora han sido descalificados experimentalmente por físicos que utilizan el teorema de Bell . ^[8]^[9]

A pesar de estos desafíos, se pueden formular teorías discretas covariantes que preservan las simetrías mencionadas anteriormente. ^[10]^[11]

Véase también

Referencias

^ de Schmidhuber, Jürgen (1997), Freksa, Christian; Jantzen, Matthias; Valk, Rüdiger (eds.), "La visión de un científico informático sobre la vida, el universo y todo", Fundamentos de la informática: potencial, teoría y cognición , Lecture Notes in Computer Science, vol. 1337, Berlín, Heidelberg: Springer, págs. 201–208, arXiv : quant-ph/9904050 , doi :10.1007/bfb0052088, ISBN 978-3-540-69640-7, S2CID 17830241 , consultado el 23 de mayo de 2022
^ "Das Jahr des rechnenden Raums". blog.hnf.de (en alemán) . Consultado el 23 de mayo de 2022 .
^ Zuse, Konrad (1969). Rechnender Raum . Brunswick: Springer Vieweg . ISBN 978-3-663-02723-2.
^ 6.895 Esquema de la clase de física digital, catálogo de cursos del MIT, 1978 (PDF)
^ "Filosofía digital | Una nueva forma de pensar la física". digitalphilosophy.org . Archivado desde el original el 26 de enero de 2021.
^ Zuse, Konrad, 1967, Elektronische Datenverarbeitung vol 8., páginas 336–344
^ Fritz, Tobias (junio de 2013). "Politopos de velocidad de grafos periódicos y un teorema de no-go para la física digital". Matemáticas discretas . 313 (12): 1289–1301. arXiv : 1109.1963 . doi : 10.1016/j.disc.2013.02.010 .
^ Aaronson, Scott (2014). "Aleatoriedad cuántica: si no hay predeterminismo en la mecánica cuántica, ¿puede producir números que realmente no tengan patrón?". American Scientist . 102 (4): 266–271. doi : 10.1511/2014.109.266 .
^ Jaeger, Gregg (2018). "Reinicio del mecanismo de relojería: ¿es el universo una computadora?". Fundamentos cuánticos, probabilidad e información . STEAM-H: ciencia, tecnología, ingeniería, agricultura, matemáticas y salud. págs. 71–91. doi :10.1007/978-3-319-74971-6_8. ISBN 978-3-319-74970-9.
^ D'Ambrosio, Fabio (febrero de 2019). "Un teorema de Noether para mecánica covariante discreta" (PDF) . arXiv : 1902.08997 .
^ Grimmer, Daniel (mayo de 2022). "Un análogo discreto de la covarianza general - Parte 2: A pesar de lo que has oído, una teoría reticular perfectamente lorentziana" (PDF) . arXiv : 2205.07701 .

Lectura adicional

Robert Wright, "¿El universo simplemente surgió?", Atlantic Monthly, abril de 1988: artículo que analiza a Fredkin y sus ideas sobre física digital

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[:0-1] Schmidhuber, Jürgen (1997), Freksa, Christian; Jantzen, Matthias; Valk, Rüdiger (eds.), "La visión de un científico informático sobre la vida, el universo y todo", Fundamentos de la informática: potencial, teoría y cognición , Lecture Notes in Computer Science, vol. 1337, Berlín, Heidelberg: Springer, págs. 201–208, arXiv : quant-ph/9904050 , doi :10.1007/bfb0052088, ISBN 978-3-540-69640-7, S2CID 17830241 , consultado el 23 de mayo de 2022

[2] "Das Jahr des rechnenden Raums". blog.hnf.de (en alemán) . Consultado el 23 de mayo de 2022 .

[3] Zuse, Konrad (1969). Rechnender Raum . Brunswick: Springer Vieweg . ISBN 978-3-663-02723-2.

[4] 6.895 Esquema de la clase de física digital, catálogo de cursos del MIT, 1978 (PDF)

[5] "Filosofía digital | Una nueva forma de pensar la física". digitalphilosophy.org . Archivado desde el original el 26 de enero de 2021.

[6] Zuse, Konrad, 1967, Elektronische Datenverarbeitung vol 8., páginas 336–344

[7] Fritz, Tobias (junio de 2013). "Politopos de velocidad de grafos periódicos y un teorema de no-go para la física digital". Matemáticas discretas . 313 (12): 1289–1301. arXiv : 1109.1963 . doi : 10.1016/j.disc.2013.02.010 .

[8] Aaronson, Scott (2014). "Aleatoriedad cuántica: si no hay predeterminismo en la mecánica cuántica, ¿puede producir números que realmente no tengan patrón?". American Scientist . 102 (4): 266–271. doi : 10.1511/2014.109.266 .

[9] Jaeger, Gregg (2018). "Reinicio del mecanismo de relojería: ¿es el universo una computadora?". Fundamentos cuánticos, probabilidad e información . STEAM-H: ciencia, tecnología, ingeniería, agricultura, matemáticas y salud. págs. 71–91. doi :10.1007/978-3-319-74971-6_8. ISBN 978-3-319-74970-9.

[10] D'Ambrosio, Fabio (febrero de 2019). "Un teorema de Noether para mecánica covariante discreta" (PDF) . arXiv : 1902.08997 .

[11] Grimmer, Daniel (mayo de 2022). "Un análogo discreto de la covarianza general - Parte 2: A pesar de lo que has oído, una teoría reticular perfectamente lorentziana" (PDF) . arXiv : 2205.07701 .