To nie Matrix. Fizycy pokazali, dlaczego Wszechświat nie może być symulacją komputerową

Nie chodzi o to, że dzisiejsze maszyny są zbyt słabe. Problem jest głębszy: nawet idealny, nieskończenie szybki komputer natrafiłby na ścianę, której nie da się obejść żadnym algorytmem.

„Żyjemy w symulacji?” To pytanie przestało być żartem i trafiło do fizyków

Jeszcze niedawno hipoteza symulacji była domeną filmów takich jak Matrix i luźnych rozważań filozofów. Dziś traktują ją poważnie także naukowcy. Skoro potrafimy symulować pogodę, ruch planet czy ludzkie zachowanie, dlaczego nie mielibyśmy symulować całych wszechświatów?

Właśnie na tym założeniu opiera się popularna teza: jeśli zaawansowana cywilizacja może tworzyć symulacje rzeczywistości, to statystycznie bardziej prawdopodobne jest, że sami jesteśmy jedną z nich. Problem w tym, że ta narracja zakłada jedno – że rzeczywistość da się w całości opisać jako program. I tu pojawia się matematyczny zgrzyt.

Fizycy wchodzą do gry – i sięgają po matematykę, która ma swoje granice

W 2025 roku w czasopiśmie Journal of Holography Applications in Physics ukazała się praca „Consequences of Undecidability in Physics on the Theory of Everything” autorstwa Mira Faizala, Lawrence’a M. Kraussa, Arshida Shabira i Francesco Marino.

Autorzy nie pytają, czy ktoś mógłby chcieć nas symulować. Zadają inne, bardziej podstawowe pytanie: czy Wszechświat w ogóle da się opisać w pełni algorytmicznie? To ważne rozróżnienie. Symulacja komputerowa to zawsze bowiem zestaw reguł wykonywanych krok po kroku według określonego algorytmu. Jeśli rzeczywistość wymaga czegoś więcej niż algorytm, symulacja – nawet teoretyczna – przestaje być możliwa.

Gdzie kończą się możliwości algorytmów – i zaczyna się problem

Kluczowym punktem pracy jest odwołanie do klasycznych twierdzeń matematycznych, znanych od niemal stu lat, ale rzadko łączonych z fizyką w tak bezpośredni sposób.

Chodzi m.in. o:

• twierdzenia o niezupełności Kurta Gödla
• twierdzenie Tarskiego o nieokreśloności prawdy
• granice informacyjne opisane przez Gregory’ego Chaitina

Brzmi abstrakcyjnie, ale sens jest zaskakująco prosty. Autorzy pokazują, że każdy spójny system oparty na regułach, który potrafi opisywać liczby i logikę zawsze zawiera prawdy, których nie da się w nim udowodnić. To nie wada konkretnego programu. To cechawszystkich możliwych algorytmów.

Co to znaczy w praktyce – bez wzorów i matematycznego żargonu

Wyobraźmy sobie idealny komputer, który symuluje cały Wszechświat. Zna wszystkie prawa fizyki, wszystkie cząstki, wszystkie stany. Taki komputer – zgodnie z hipotezą symulacji – powinien być w stanie „policzyć” wszystko.

Problem polega na tym, że istnieją prawdziwe stwierdzenia o rzeczywistości, których nie da się uzyskać przez żaden skończony zestaw reguł. Autorzy pracy wskazują, że w fizyce – zwłaszcza na poziomie grawitacji kwantowej – takie sytuacje nie są abstrakcją, lecz realnym problemem teorii.

W skrócie:

• algorytm nie wystarcza
• a rzeczywistość nie daje się zamknąć w kodzie

Dlaczego to podważa hipotezę symulacji, nawet w teorii

Każda symulacja musi być algorytmiczna, musi działać według skończonych reguł i musi dać się w całości „uruchomić” na jakimś nośniku Jeśli jednak fundamenty rzeczywistości wymagają niealgorytmicznego rozumienia, to symulacja staje się logicznie sprzeczna. Nie dlatego, że brakuje mocy obliczeniowej, lecz dlatego, że nie wszystko da się obliczyć.

Autorzy piszą wprost: jeśli kompletna i spójna teoria rzeczywistości nie może być w pełni obliczalna, to symulacja Wszechświata jest niemożliwa z definicji.

A co z AI i superkomputerami? To najczęstszy kontrargument

To jeden z najczęstszych odruchów czytelników: „OK, ale co jeśli AI będzie wystarczająco mądra?”. Problem w tym, że AI nadal jest algorytmem - najbardziej zaawansowanym - ale działającym w ramach reguł obliczeniowych

Praca fizyków nie mówi, że komputery są „za słabe”. Mówi coś znacznie bardziej niewygodnego: istnieją granice, których żadna maszyna oparta na algorytmach nie przekroczy. I to niezależnie od szybkości, mocy i ilości danych.

„Niealgorytmiczne rozumienie” – co autorzy mają na myśli

To pojęcie może brzmieć mistycznie, ale autorzy wyraźnie odcinają się od magii czy religii. Chodzi o bardzo konkretne ograniczenie znane z matematyki: istnieją prawdziwe stwierdzenia, których nie da się uzyskać przez żaden algorytm. W fizyce oznacza to m.in. konkretne stany mikroświata lub procesy kwantowe, które są realne, ale których nie da się „wyliczyć” z teorii krok po kroku. Wszechświat nie jest więc tylko informacją przetwarzaną według reguł, lecz strukturą zawierającą prawdy, które istnieją niezależnie od obliczeń. Fizyka pozostaje nauką – przestaje być jednak w pełni programowalna.

Co z tego wynika – i dlaczego to ważne

Ta praca nie kończy debaty o naturze Wszechświata. Ale przesuwa ją z poziomu „a co jeśli” na poziom konkretnych ograniczeń matematycznych. Dla czytelnika to ważny sygnał: nie każda atrakcyjna hipoteza jest możliwa, nawet jeśli dobrze brzmi technologicznie i świetnie wygląda w filmie. Czasem to właśnie matematyka mówi „stop”.

FAQ – najczęstsze pytania o symulację Wszechświata

Źródła naukowe

• Mir Faizal, Lawrence M. Krauss, Arshid Shabir, Francesco Marino,„Consequences of Undecidability in Physics on the Theory of Everything”, Journal of Holography Applications in Physics, 2025