数学宇宙假说

数学宇宙假说(,简称),又称为终极系综理論(),是美国宇宙学家、麻省理工学院教授马克斯·泰格马克提出的一种万有理论。

泰格马克认为,物理实在即是数学结构,一切数学结构都是物理存在的。对于那些足够复杂以至拥有自我意识子结构(,简称)的数学结构而言,这些子结构(如人类意识)能够主观地感知到自己存在于一个物理“真实”的世界中。

在泰格马克提出的四层多重宇宙論中,最高层(第四层)平行宇宙即是指拥有不同数学结构的平行宇宙,每种数学结构都对应着一个平行宇宙。

數學宇宙假說和泰格馬克提出的四層多重宇宙論有關。四層多重宇宙論假設平行宇宙有一個多樣性的層級,第一類是只有初始狀態不同,第二類增加了物理常數的不同,第三類是艾弗雷特的多世界詮釋,第四類是所有的物理定律皆不同。

批評和回覆
倫敦伦敦帝国学院的安德烈亚斯·阿尔布雷克特認為數學宇宙假說是一些重要的物理問題的啟發性的解答。但他不敢說他相信數學宇宙假說,他補充說構造一個包含萬物的理論是很難的。

系綜的定義
于尔根·施密德胡伯認為『雖然泰格馬克提出「……所有數學結構都是相同的統計權重」,但沒有方法能分配相同且不為0的機率到所有數學結構。』施密德胡伯提出另一個更嚴格的系綜,他認為宇宙只能夠只被数学构成主义描述,也就是,计算机程序。他明確地給出一個例子,宇宙的表現能被在有限時間中輸出會收斂的不停機程式描述,縱使時間本身的收斂性是不能被停機程式預測(停机问题中的不可判定问题)。

泰格馬克回覆說阿爾弗德提出「形式主義者的方法不能證明在足夠強大的系統中的所有理論……。數學是外在的這種想法和數學構成一個系統的想法是不相容的」

泰格馬克的回覆 提出在一個真正的多重宇宙理論中,不同宇宙是完全沒交集的,在不同宇宙發生的事件是完全沒連結的。這種缺乏因果關係的性質使得多重宇宙論沒有任何科學依據。埃利斯特別地批評了數學宇宙假說,指出儘管存在一些有希望的備註,但完全無關聯的宇宙的無限系綜是完全不可測試的。泰格馬克為了維持數學宇宙假說是可測試性,他提出了一些預測,1.物理研究會發現自然中的數學規律。2.假設我們活在一個數學結構中的多重宇宙中的典型宇宙,我們可以透過評估我們所在的宇宙是多典型來測試多重宇宙。「在最終層級中只存在唯一的宇宙,並且如果數學結構是寬廣到包含所有可能的世界或至少我們的世界,那麼一定存在一個唯一的數學結構能描述終極現實。所以我覺得在和其他數學結構共存的意義上去談論第四類多重宇宙是邏輯上無意義的。」這個的意思是只存在一個數學結構庫。泰格馬克回覆:「數學結構的數量會隨著複雜度的提升而提升,顯示典型的結構會非常大且繁瑣。這和描述我們宇宙的漂亮、簡潔的理論有衝突。」他繼續補充,

參見
*抽象对象理论
*人择原理
*邱奇-图灵论题
*數碼物理學
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*模态实在论
*本体论 (哲学)
*《》
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*《》

參考資料
參考文獻
*《》:2014年1月7日出版,马克斯·泰格马克在書中描述了他的理論。

延伸閱讀
于尔根·施密德胡伯 (1997) "[http://www.idsia.ch/~juergen/everything/ A Computer Scientist's View of Life, the Universe, and Everything] " in C. Freksa, ed., Foundations of Computer Science: Potential - Theory - Cognition*. Lecture Notes in Computer Science, Springer: p. 201-08.
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Tegmark, Max (2014), Our Mathematical Universe: My Quest for the Ultimate Nature of Reality*,

Hamlin, Colin (2017). "Towards a Theory of Universes: Structure Theory and the Mathematical Universe Hypothesis". Synthese* 194 (581–591). https://link.springer.com/article/10.1007/s11229-015-0959-y

外部連結
*于尔根·施密德胡伯,"[http://www.idsia.ch/~juergen/computeruniverse.html The ensemble of universes describable by constructive mathematics.] "
*[http://space.mit.edu/home/tegmark/toe_frames.html Page maintained by Max Tegmark] 馬克斯·泰格馬克的文章。
*"[http://www.weidai.com/everything.html The 'Everything' mailing list] " 討論所有可能存在的宇宙。
*"[http://discovermagazine.com/2008/jul/16-is-the-universe-actually-made-of-math Is the universe actually made of math?] " 在《发现》杂志中和馬克斯·泰格馬克的訪談。
*[http://richardcarrier.blogspot.de/2007/10/our-mathematical-universe.html Richard Carrier Blogs: Our Mathematical Universe]
*[https://www.samharris.org/podcast/item/the-multiverse-you-you-you-you Interview with Sam Harris] 馬克斯·泰格馬克和哈利斯討論數學,多重宇宙和人工智慧的功效。

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