Portsmouth Üniversitesi'nden bir fizikçi, yeni bir fizik yasasının, gelişmiş bir sanal dünyadaki karakterler olduğumuz yönündeki çok tartışılan teoriyi destekleyip destekleyemeyeceğini araştırdı.

    Simüle edilmiş evren hipotezi, insanların deneyimlediği şeyin aslında bir bilgisayar simülasyonuna çok benzeyen yapay bir gerçeklik olduğunu ve kendilerinin de birer yapı olduğunu öne sürüyor.

    Dr. Melvin Vopson daha önce, bilginin kütleye sahip olduğunu ve evrenin bilinen en küçük yapı taşları olan tüm temel parçacıkların, insanların DNA'sına sahip olma şekline benzer şekilde kendileri hakkında bilgi depoladığını öne süren bir araştırma yayınladı. Şimdi detaylara geçelim.

    Bundan 2 yıl önce, bilgi dinamiklerinin (infodinamik) ikinci yasası olarak adlandırılan yeni bir temel fizik yasası önerilmiş ve gösterilmişti (Vopson ve Lepadatu, 2022). Bu yasa, izole bir sistemin fiziksel entropisinin zaman içindeki evrimini tanımlayan ve entropinin sabit kalmasını veya zaman içinde artmasını gerektiren termodinamiğin ikinci yasasına benzetilerek adlandırılmıştır. Termodinamiğin ikinci yasasının aksine, infodinamiğin ikinci yasası, bilgi durumları içeren sistemlerin bilgi entropisinin sabit kalması veya zaman içinde azalarak dengede belirli bir minimum değere ulaşması gerektiğini belirtir. İnfodinamiğin ikinci yasası, bilgi durumları içeren sistemlerin bilgi entropisinin sabit kalması veya zaman içinde azalarak dengede belirli bir minimum değere ulaşması gerektiğini ifade etmektedir. Bu çok ilginçtir çünkü dengede maksimum bir değere kadar artması gereken fiziksel entropinin zaman içindeki evrimini tanımlayan termodinamiğin ikinci yasasına tamamen zıttır. Bu şaşırtıcı gözlemin bilim ve teknolojinin tüm dalları için büyük etkileri vardır. Dijital bilgi depolama veya DNA/RNA genetik dizilerinde depolanan biyolojik bilgi gibi bilgi sistemlerinin öneminin giderek artmasıyla birlikte, bu yeni güçlü fizik yasası, bu sistemleri ve zaman içindeki evrimlerini incelemek için ek bir araç sunmaktadır (Vopson, 2022).

    Fiziksel entropi ile bilgi entropisi arasında net bir ayrım yapmak önemlidir. Belirli bir sistemin fiziksel entropisi, makro durum ile uyumlu tüm olası fiziksel mikro durumlarının bir ölçüsüdür. Bu, sistem içindeki bilgi taşımayan mikro durumların bir özelliğidir. Aynı sistemi varsayarsak ve aynı fiziksel sistem içinde N bilgi durumu yaratabildiğimizi varsayarsak (örneğin, içine dijital bitler yazarak), bir dizi N bilgi durumu yaratmanın etkisi, mevcut fiziksel mikro durumların üzerine bindirilmiş N ek bilgi mikro durumu oluşturmaktır. Bu ek mikro durumlar bilgi taşıyan durumlardır ve bunlarla ilişkili ek entropiye - bilgi entropisine -, SInfo denir. Artık sistemin toplam entropisini, başlangıçtaki fiziksel entropi ile yeni yaratılan bilgi entropisinin toplamı olarak tanımlanabilmektedir, bilgi yaratımının belirli bir sistemin entropisini arttırdığını göstermektedir. Bundan sonraki süreç bir miktar daha karmaşık olup, çeşitli formüllerle ifade edilen matematiksel süreçleri içermektedir.

    İnfodinamiğin bir miktar da karmaşık olan ikinci yasasının keşfedilmesinden yaklaşık bir yıl sonra başka bir çalışmada bu yasanın, biyolojik sistemler ve dijital veriler de dahil olmak üzere bilgi durumları içeren herhangi bir sisteme evrensel olarak uygulanabilir olduğunu gösterildi (Vopson, 2023). Dikkat çekici bir şekilde bu, biyolojik yaşamın evriminin, genetik mutasyonların mevcut Darwinci uzlaşıya göre sadece rastgele olaylar olmadığı, bunun yerine infodinamiğin ikinci yasasına göre genetik mutasyonlara uğrayarak bilgi entropilerini en aza indirecek şekilde eğilim gösterdiğini ortaya koymaktadır. Bu keşfin genetik araştırmalar, evrimsel biyoloji, genetik tedaviler, farmakoloji, viroloji ve pandemi izleme gibi alanlarda büyük etkileri olacağı düşünülmektedir.

    Aynı çalışmada araştırmacılar ayrıca, atom fiziğindeki fenomenolojik gözlemleri açıklamak için infodinamiğin ikinci yasasının uygulanabilirliğini genişlettiler. Özellikle, infodinamiğin ikinci yasasının, Hund kuralı olarak bilinen, çok elektronlu atomlarda elektronların atomik orbitalleri doldurmak için izlediği kuralı açıkladığını gösterdiler. Elektronlar, temel durumdaki dengede, bilgi entropileri her zaman minimum olacak şekilde kendilerini orbitaller üzerinde düzenlerler.

    En ilginç olanı ise, infodinamiğin ikinci yasasının kozmolojik bir gereklilik gibi görünmesidir. Burada, adyabatik olarak genişleyen bir evrene uygulanan termodinamik değerlendirmeleri kullanarak bu yeni fizik yasasını yeniden türetmiş oldular. Çalışma bu açıdan oldukça önemli.

    Doğanın en büyük gizemlerinden biri: Evrende simetri neden baskındır? sorusu da infodinamiğin ikinci yasası kullanılarak açıklanmıştır. Basit geometrik şekiller kullanarak, yüksek simetrinin her zaman en düşük bilgi entropisi durumuna veya en düşük bilgi içeriğine karşılık geldiğini gösterildiği bu çalışmada doğadaki her şeyin neden asimetri yerine simetriye yöneldiğini açıklanıyor.

    Araştırmacılar bir de anahtar bir soruyu gündeme getirdiler: “İnfodinamiğin ikinci yasasından ne öğrenebiliriz ve bunun anlamı nedir?”

    İnfodinamiğin ikinci yasası esasen evrendeki herhangi bir olay veya süreçle ilişkili bilgi içeriğini en aza indirir. Bilginin en aza indirilmesi, Shannon'un bilgi teorisinde tanımlandığı gibi, bilgi içeriğinin optimizasyonu ya da en etkili veri sıkıştırması anlamına gelir. Bu davranış tamamen programlama dillerinde ve bilgisayar kodlamasında kullanılan kuralları anımsatmaktadır. İnfodinamiğin ikinci yasası evrensel olarak tezahür ediyor gibi göründüğünden ve aslında kozmolojik bir gereklilik olduğundan, bunun tüm evrenin simüle edilmiş bir yapı gibi göründüğü gerçeğine işaret ettiği sonucuna varabiliriz. Bizimki gibi süper karmaşık bir evren, eğer bir simülasyon olsaydı, hesaplama gücünü ve veri depolama gereksinimlerini azaltmak için yerleşik bir veri optimizasyonu ve sıkıştırma mekanizması gerektirirdi. Dijital veriler, biyolojik sistemler, atomistik sistemler, simetriler ve tüm evren dahil olmak üzere etrafımızdaki ampirik kanıtlarla gözlemlediğimiz şey tam olarak budur.

    İnfodinamiğin ikinci yasasının bir diğer önemli yönü de 2019'da formüle edilen kütle-enerji-bilgi denkliği ilkesini doğrular görünmesidir. Bu ilkeye göre, Landauer tarafından öne sürüldüğü ve yakın zamanda deneysel olarak gösterildiği üzere, bilginin kendisi sadece matematiksel bir yapı ya da sadece fiziksel değildir, aynı zamanda küçük bir kütleye sahiptir ve maddenin beşinci formu olarak kabul edilebilir. Bu ilke henüz deneysel olarak doğrulanmamıştır ve şüphe ile yaklaşılmaktadır. Bilginin fiziksel olup olmaması bu çalışma için önemsizdir çünkü infodinamiğin ikinci yasası bilginin kütlesi olup olmadığına bakılmaksızın uygulanabilir. Ancak, eğer bilgi fiziksel ise (kütle ve enerjiye eşdeğer), o zaman termodinamiğin ikinci yasası sistemlerin dengede enerjiyi en aza indirecek şekilde evrimleşmesini gerektirir. Dolayısıyla, bilgi içeriğindeki bir azalma, kütle-enerji-bilgi eşdeğerliği ilkesine göre kütle-enerji azalması anlamına gelecektir. Dolayısıyla, infodinamiğin ikinci yasası sadece kozmolojik bir gereklilik değil, termodinamiğin ikinci yasasını yerine getirmek için de gerekli olduğundan, bu yeni fizik yasasının bilginin gerçekten de fiziksel olduğunu kanıtladığı sonucuna varabiliriz. Simüle edilmiş evren teorisini destekleyen bilimsel kanıtlar da yakın zamanda yayınlanan bir kitapta daha ayrıntılı olarak tartışılmaktadır (Bknz: Reality Reloaded: The Scientific Case for a Simulated Universe)

Ek Bilgi: Yazıda sürekli olarak bilgi dinamiğinin ikinci yasasından bahsedilmiştir. Bilgi Dinamiğinin ilk yasası ise bilginin yaratılamayacağını ya da yok edilemeyeceğini, sadece dönüştürülebileceğini ya da aktarılabileceğini belirtir. Bu ilke fizikteki enerjinin korunumu yasasına benzer. Kapalı bir sistemdeki toplam bilgi miktarının sabit kaldığını öne sürer.

Kaynakça

Vopson, M. M., & Lepadatu, S. (2022). Second law of information dynamics. AIP Advances, 12(7).

Vopson, M. M. (2022). A possible information entropic law of genetic mutations. Applied Sciences, 12(14), 6912.

Vopson, M. M. (2023). The second law of infodynamics and its implications for the simulated universe hypothesis. AIP Advances, 13(10).

https://www.technologynetworks.com/informatics/news/law-of-infodynamics-supports-theory-that-we-are-living-in-a-simulation-379739