นักฟิสิกส์ เมลวิน วอปสัน จากมหาวิทยาลัยพอร์ตสมัธ ในสหราชอาณาจักร เสนอว่าจักรวาลทำหน้าที่เป็นแบบจำลองคอมพิวเตอร์ขั้นสูง เขายึดแนวคิดนี้ตามกฎทางกายภาพที่เขาพัฒนาขึ้นที่เรียกว่ากฎข้อที่สองของอินโฟไดนามิกส์ กฎข้อนี้ตั้งข้อสังเกตว่าเอนโทรปีของข้อมูลในระบบมีแนวโน้มที่จะลดลงหรือคงที่ ซึ่งตรงกันข้ามกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับเอนโทรปีทางอุณหพลศาสตร์แบบดั้งเดิม
กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ระบุว่าความผิดปกติจะเพิ่มขึ้นในระบบที่แยกได้เมื่อเวลาผ่านไป ตัวอย่าง ได้แก่ การทำให้วัตถุร้อนเย็นลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปจนกระทั่งวัตถุร้อนเข้าสู่สภาวะสมดุลกับสภาพแวดล้อม อย่างไรก็ตาม Vopson ระบุพฤติกรรมที่ตรงกันข้ามในระบบสารสนเทศ โดยที่เอนโทรปีของข้อมูลถูกย่อให้เหลือน้อยที่สุด โดยแนะนำกระบวนการปรับให้เหมาะสมและการบีบอัดข้อมูล
ลักษณะนี้คล้ายกับการทำงานของคอมพิวเตอร์และการจำลองทางดิจิทัลที่ซับซ้อน จักรวาลจำลองจะต้องมีกลไกที่มีประสิทธิภาพเพื่อลดความต้องการในการจัดเก็บและการประมวลผล นักวิจัยให้เหตุผลว่ารูปแบบที่สังเกตได้ในธรรมชาติบ่งบอกถึงการปรับให้เหมาะสมประเภทนี้อย่างชัดเจน
กฎทางกายภาพใหม่ภายใต้การวิเคราะห์
กฎข้อที่สองของอินโฟไดนามิกส์ใช้กับสาขาต่างๆ ในระบบดิจิทัล ข้อมูลจะถูกจัดระเบียบในลักษณะที่ลดความซ้ำซ้อนให้เหลือน้อยที่สุด ในระดับอะตอม ความสมมาตรทางคณิตศาสตร์เกิดขึ้นเมื่อมีสภาวะเอนโทรปีข้อมูลต่ำ
ในทางชีววิทยา การศึกษาจีโนมเผยให้เห็นรูปแบบที่คล้ายคลึงกัน Vopson วิเคราะห์การกลายพันธุ์ในไวรัส SARS-CoV-2 และสังเกตว่าเอนโทรปีของข้อมูลทางพันธุกรรมลดลงเมื่อเวลาผ่านไป กระบวนการนี้ชี้ไปที่ทิศทางที่กำหนดในการกลายพันธุ์ โดยจัดลำดับความสำคัญของประสิทธิภาพของข้อมูลมากกว่าการสุ่มเพียงอย่างเดียว
ความสมมาตรมีอิทธิพลเหนือโครงสร้างทางธรรมชาติ ตั้งแต่ผลึกไปจนถึงโมเลกุลทางชีววิทยา สถานะที่มีความสมมาตรสูงสอดคล้องกับข้อมูลจำนวนน้อยที่สุดที่จำเป็นสำหรับคำอธิบาย ดูเหมือนว่าธรรมชาติจะสนับสนุนการกำหนดค่านี้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจัดเก็บข้อมูล
การประยุกต์ในจีโนมของไวรัส
นักวิจัยตรวจสอบลำดับทางพันธุกรรมที่แท้จริงของ SARS-CoV-2 ตลอดวิวัฒนาการ การกลายพันธุ์ไม่ได้ถูกกระจายแบบสุ่มล้วนๆ ตามแบบจำลองคลาสสิกของดาร์วิน แต่พวกเขาติดตามแนวโน้มไปสู่การลดลงของเอนโทรปีของข้อมูล โดยถึงจุดสมดุลขั้นต่ำ
ไดนามิกนี้แสดงให้เห็นกลไกการปรับให้เหมาะสมด้วยตนเองในรหัสพันธุกรรม ไวรัสจะปรับข้อมูลเพื่อประสิทธิภาพในการคำนวณที่ดียิ่งขึ้น Vopson และผู้ทำงานร่วมกันเน้นย้ำว่าพฤติกรรมดังกล่าวเป็นการตอกย้ำแนวคิดเรื่องจักรวาลในฐานะระบบที่ตั้งโปรแกรมไว้
ความสมมาตรและประสิทธิภาพของจักรวาล
ความชุกของความสมมาตรในธรรมชาติอธิบายได้จากมุมมองนี้ เกล็ดหิมะ โครงสร้างโมเลกุล และรูปแบบของจักรวาลวิทยามีความสมมาตรสูง สถานะเหล่านี้ลดเอนโทรปีของข้อมูลที่เกี่ยวข้องให้เหลือน้อยที่สุด
จักรวาลอันกว้างใหญ่ต้องการการบีบอัดข้อมูลที่รุนแรงเพื่อการจำลองที่ใช้งานได้ การย่อเล็กสุดที่สังเกตได้ในหลายระดับสนับสนุนสมมติฐาน วอปสันกล่าวว่ารูปแบบเหล่านี้เกิดขึ้นในข้อมูลดิจิทัล ชีววิทยา ฟิสิกส์อะตอม และจักรวาลวิทยา
กฎหมายนี้บังคับใช้ในระดับสากลและปรากฏเป็นความจำเป็นทางจักรวาลวิทยา มันทำให้การเพิ่มขึ้นของเอนโทรปีทางอุณหพลศาสตร์สมดุลกับการลดลงของเอนโทรปีของข้อมูล การชดเชยนี้ช่วยให้สามารถขยายจักรวาลได้โดยไม่ละเมิดหลักการพื้นฐาน
การอภิปรายทางวิทยาศาสตร์อย่างต่อเนื่อง
สมมติฐานการจำลองยังคงเป็นการคาดเดาในหมู่นักฟิสิกส์และนักปรัชญา มันได้รับความสนใจหลังจากการโต้แย้งของ Nick Bostrom ตัวเลขด้านเทคโนโลยียังหารือถึงความเป็นไปได้ด้วย
วอปสันนำเสนอหลักฐานเชิงประจักษ์ตามกฎของเขา การศึกษาเกี่ยวกับการกลายพันธุ์ของไวรัสและสมมาตรทางคณิตศาสตร์ให้การสนับสนุนเชิงสังเกต อย่างไรก็ตาม ชุมชนวิทยาศาสตร์ยังต้องการการทดสอบและการตรวจสอบที่เป็นอิสระมากขึ้น
ทฤษฎีนี้ไม่ได้รับความเห็นพ้องต้องกัน เธออยู่ร่วมกับมุมมองดั้งเดิมของฟิสิกส์ การวิจัยในอนาคตสามารถสำรวจการคาดการณ์ที่เฉพาะเจาะจงของกฎหมายเพื่อตรวจสอบหรือหักล้างความหมายของกฎหมายได้
ผลกระทบต่อฟิสิกส์และชีววิทยา
กฎข้อที่สองของอินโฟไดนามิกส์ส่งผลกระทบต่อพื้นที่ต่างๆ ในพันธุศาสตร์ การกลายพันธุ์ที่ขับเคลื่อนโดยการลดข้อมูลให้เหลือน้อยที่สุดจะเปลี่ยนความเข้าใจเชิงวิวัฒนาการ ในจักรวาลวิทยา อธิบายรูปแบบที่สังเกตได้ในวงกว้าง
ผู้วิจัยชี้ให้เห็นว่าข้อมูลมีมวลและถือเป็นสถานะพื้นฐาน สิ่งนี้เชื่อมโยงฟิสิกส์ควอนตัม อุณหพลศาสตร์ และทฤษฎีสารสนเทศเข้าด้วยกัน ความก้าวหน้าอาจเกิดขึ้นในการบำบัดด้วยยีนและคอมพิวเตอร์
แนวคิดนี้ท้าทายมุมมองที่กำหนดไว้ โดยเสนอว่าความสม่ำเสมอตามธรรมชาตินั้นมาจากการปรับให้เหมาะสมทางการคำนวณ ข้อสังเกตในปัจจุบันสอดคล้องกับมุมมองนี้ แม้ว่าจะต้องมีการตรวจสอบอย่างเข้มงวดก็ตาม