Estamos vivendo uma simulação? Este experimento poderia nos dizer

Thomas Anderson – também conhecido como Neo – está subindo um lance de escadas quando vê um gato preto se sacudir e passar por uma porta. Então o momento parece se repetir diante de seus olhos. Apenas um toque de déjà vu, ele pensa. Mas não, insistem seus companheiros: ele está vivendo dentro de um programa de computador e acaba de presenciar uma falha.

Isso é uma cena de A Matrizfilme lançado em 1999, mas ficamos fascinados e perturbados pela possibilidade de vivermos dentro de uma realidade simulada durante séculos. A ideia é tão profunda, em parte porque é muito difícil de refutar: se estamos imersos num mundo falso, como poderíamos saber?

Alguns físicos levam essa noção a sério. “O universo inteiro pode funcionar como um computador gigante”, diz Melvin Vopson na Universidade de Portsmouth, Reino Unido, que há muito se interessa por a hipótese de simulação. Ele acredita que já existem pistas importantes que sugerem que está correto – e até propôs como poderíamos descobrir a verdade através de uma experiência.

A ideia de viver numa realidade falsa remonta pelo menos ao antigo filósofo grego Platão. Em sua alegoria da caverna, Platão imaginou pessoas trancadas em uma caverna de modo que só vissem sombras de objetos que passassem do lado de fora. Platão pensava que os prisioneiros não teriam vontade de escapar – não conseguiam conceber nada além da caverna e não sabiam que estavam presos.

Em 2003, o filósofo Nick Bostrom publicou um artigo argumentando que éé mais provável que vivamos em uma simulação do que não. O argumento é apoiado por Elon Musk, entre outros. Vale a pena estar ciente de quem faz tais afirmações. “A maior parte disso vem do mundo da tecnologia – é do interesse deles dizer que podemos construir algo tão rico quanto a realidade”, diz astrofísico Franco Vaza da Universidade de Bolonha, Itália, que publicou um artigo no início deste ano sugerindo que é quase impossível vivemos em uma simulação.

Dito isto, há razões para ponderar a hipótese da simulação. Tomemos como exemplo a própria mecânica quântica, que diz que as partículas estão em uma sobreposição – uma nuvem de possibilidades mal definidas – antes de as medirmos. Lutamos para saber como interpretar isso durante um século. Mas se o universo for realmente uma simulação, faria sentido. Num jogo de computador, os objetos não são renderizados até que o jogador os encontre. Talvez seja o mesmo para partículas não observadas?

No entanto, isso equivale, na melhor das hipóteses, a evidências circunstanciais. “Parece um pouco exagerado”, diz Vazza. Mas poderíamos elaborar um teste adequado?

Entra Vopson. Ele começa por assumir que se o universo é uma simulação, é fundamentalmente feito de informação. Isso tem certas consequências. Tomemos a equivalência entre massa e energia, consagrada na equação de Albert Einstein E = MC². Em 2019, Vopson deu um passo além, postulando que esta equivalência se estende à informação. Com base nesse princípio, ele então calculou o conteúdo de informação esperado por partícula elementar. Esta seria a quantidade de informação necessária para codificar uma partícula em nosso universo simulado.

Mas como descobrir quanta informação uma partícula contém? Em 2022, Vopson propôs um experimento isso envolve pegar um par partícula-antipartícula, como um elétron e um pósitron, e deixá-los se aniquilar mutuamente. Este é um processo bem estabelecido que produz energia na forma de fótons. Vopson suspeita que o processo também deveria apagar a informação contida nas duas partículas originais, e essa informação faltante deixaria um rastro. Se tais colisões produzissem a gama exacta de frequências que ele previu, ele pensa que seria uma evidência de que o Universo é de facto composto por pedaços de informação.

Testando a hipótese de simulação

Vapson tentou financiar coletivamente esta experiênciamas até agora não conseguiu levantar o dinheiro. Não importa, porém, porque desde então ele desenvolveu outra maneira de atacar a hipótese da simulação. Ela gira em torno da segunda lei da termodinâmica, uma lei rígida da física que diz que a desordem, ou entropia, sempre aumenta em um sistema fechado. Explica por que os cubos de gelo derretem e as xícaras de chá esfriam.

Se o universo é apenas informação contida num disco rígido alienígena, princípios como este deveriam estender-se à própria informação, diz Vopson. Então, em 2022, ele propôs o que chama a segunda lei da infodinâmica. Isto afirma que a quantidade média de informação que um sistema pode conter deve permanecer constante ou diminuir, equilibrando o aumento da entropia física. “A informação nunca pode escrever-se sozinha, mas pode apagar-se”, diz Vopson. Com o passar do tempo, os arquivos em um cartão de memória serão degradados e alguns arquivos poderão desaparecer. Mas você nunca terá um documento, um livro ou uma imagem aparecendo sozinho em um cartão de memória vazio.

Vopson afirma que a sua lei é verdadeira na natureza, pelo menos até certo ponto, com base nos seus estudos sobre a forma como a informação nos genomas virais muda ao longo do tempo. Mas a sua principal ideia surgiu quando aplicou a sua nova lei a todo o universo. Aqui, a lei desmorona porque, ao longo do tempo, a influência da gravidade organizou a matéria em padrões portadores de informação – estrelas, planetas, galáxias e a teia cósmica.

O que isto significa? Vopson diz que a gravidade deve ser um mecanismo que impede que a entropia de informação do cosmos fique fora de controle. Isso, ele avalia, seria exatamente o tipo de coisa que alguém que simula um universo desejaria – uma forma de garantir que o tamanho do programa não fique muito grande. “A gravidade não é uma força, mas um mecanismo de compressão, que reduz a entropia da informação ao agrupar a matéria”, diz ele.

“Aplicar a teoria da informação para ter uma visão diferente da física é algo que valorizo”, diz Vazza. Mas, em última análise, ele não acredita que o trabalho de Vopson apoie a hipótese da simulação. Na verdade, ele calculou que seria necessário quantidades impossíveis de energia para realmente simular nosso universo.

Ainda assim, podemos ter outras maneiras de detectar falhas na Matrix. Em 2007, o falecido cosmólogo John Barrow propôs que qualquer simulação acumularia pequenos erros computacionais que um programador teria que corrigir. Notaríamos tais intervenções? Barrow sugeriu que um sinal sutil seria a constante mudança da natureza. E, curiosamente, um dos debates mais acirrados na física hoje é sobre as evidências de que a taxa na qual o universo está se expandindo diminuiu nos últimos 3 bilhões de anos. Suspeito? Talvez. Mas o prazo é muito longo para ser o resultado de uma correção de falhas, diz o cientista da computação Roman Yampolskiy, da Universidade de Louisville, Kentucky. “Tem que ser repentino”, diz ele.

Se vivermos numa simulação, isso inevitavelmente levanta a questão de saber se algum dia conseguiremos escapar. Yampolskiy avaliou nossas opções em um artigo de 2023. Uma possibilidade, sugere ele, seria construir a nossa própria simulação e depois pedir a uma IA para explodir. Talvez pudéssemos então copiar a estratégia da IA. Alternativamente, poderíamos tentar atrair a atenção de fora do programa – talvez falando muito sobre a simulação. “A melhor opção é sempre a fuga assistida, alguém de fora nos dando informações”, afirma.

Por outro lado, quem quer que esteja executando a simulação pode não querer que escapemos. Talvez nem consigamos sobreviver fora dos limites do nosso cosmos informatizado. Tudo isso é suficiente para nos fazer pensar: se estivéssemos vivendo uma simulação, será que realmente gostaríamos de saber?