宇宙是一台计算机，时间就是它运行的过程。这是斯蒂芬·沃尔弗拉姆四十多年来一直在发展的核心主张。在最近接受《新科学家》采访时，这位物理学家和计算思想家提出了他迄今为止最易于理解的论证。
“时间是计算的不可约行为，”沃尔弗拉姆告诉《新科学家》的莉亚·克兰。”我们感知到的时间，是我们体验宇宙计算其连续状态的过程。”
在这种观点中，时间并不是事件展开所依赖的基本背景坐标。它不是传统意义上的时空维度。它是由宇宙状态从一个时刻到下一个时刻的持续、逐步执行所生成的东西。沃尔弗拉姆使用了翻页书的类比：每一页都是宇宙的一个状态，你必须物理地翻动每一页才能看到运动，你不能跳到最后一页就知道中间发生了什么。
圆周率原理
沃尔弗拉姆认为，你无法跳过的原因是他称之为计算不可约性的现象。这一现象最早在20世纪80年代初他对元胞自动机的研究中被发现，它描述的是那些没有捷径公式的系统，无法在不明确模拟每个步骤的情况下确定N步的结果。
“你无法单独计算出圆周率的第1200位数字，”沃尔弗拉姆解释说。”你必须先计算出前1199位数字。”
这与经典物理学有着根本的不同。在经典物理学中，像牛顿定律这样的方程允许你输入时间值t并直接计算任何未来状态。在计算不可约性下，许多自然系统没有这样的捷径。知道会发生什么的唯一方法就是让它发生。
为什么我们无法穿越时间
如果宇宙的演化是一个不可约的计算，那么时间旅行就变得绝对不可能。跳到时间的更早或更晚点需要走计算的捷径，不按顺序运行或跳过步骤，这在数学上是被禁止的。
沃尔弗拉姆的论证也延伸到了预测。”我们建造的任何计算机都由宇宙内部的物质构成。它不能比宇宙自身计算得更快，”他说。这为可以预测的事物设置了根本的限制：一个足够复杂的系统（天气、经济、人脑）无法被提前完全模拟，因为宇宙内部的任何模拟器都无法超越宇宙自身的计算。
决定论宇宙中的自由意志
最引人深思的含义涉及自由意志。沃尔弗拉姆的宇宙是决定论的；每个状态都按照固定规则严格决定下一个状态。但由于计算是不可约的，即使是一个完全决定的系统对我们来说也感觉不可预测。
“由于计算不可约性……如果我们总能预测一年后自己会做什么，那么我们就不会认为做什么是由我们自己决定的，”沃尔弗拉姆说。”我们就只是坐在那里的乘客。”
他在2002年的著作《一种新科学》中详细阐述道：”如果一个系统的演化对应于一个不可约的计算，那么这意味着找出系统行为方式的唯一方法本质上就是执行这个计算，其结果是根本不可能存在允许更直接地找出行为方式的规律。而我相信，这正是人类意志表面自由的最终起源。”
沃尔弗拉姆指出，如果存在真正随机的自由意志而没有底层规律，科学将是不可能的。”科学之所以有效，这一事实意味着存在底层规律，但计算不可约性保留了自由意志的感觉。”
没有实验预测的理论
这次采访是《新科学家》”迷失在时空”新闻简报系列的一部分，基于沃尔弗拉姆的文章《论时间的本质》（2024年10月）以及他在2020年宣布的更广泛的沃尔弗拉姆物理学项目。就在几周前，伯明翰大学的乔瓦尼·巴隆蒂尼进行了一次独立的实验演示，他构建了一个玻色-爱因斯坦凝聚体”迷你宇宙”，以展示时间可以从量子系统之间的熵交换中涌现。沃尔弗拉姆的方法是理论性的而非实验性的：他提供了一个形而上学的框架，而不是一个可检验的假说。
这仍然是沃尔弗拉姆项目受到的核心批评。麻省理工学院的物理学家丹尼尔·哈洛在2020年评论沃尔弗拉姆物理学项目时告诉《科学美国人》：”量子物理学和广义相对论的实验预测已经被确认到许多位小数，在某些情况下，精度达到100亿分之一。到目前为止，我看不到任何迹象表明使用沃尔弗拉姆倡导的那种简单计算规则能够做到这一点。他所声称的成功充其量只是定性的。”
沃尔弗拉姆的采访没有直接回应这些批评。这篇文章以问答形式呈现，给了他发言的机会。
来源
1. New Scientist, “Does time come from the entire universe running computations?”（2026年7月7日）. https://www.newscientist.com/article/2532871/does-time-come-from-the-entire-universe-running-computations/
2. Wolfram, S., “On the Nature of Time”（Wolfram Media ePubs, 2024年10月）. https://writings.stephenwolfram.com/2024/10/on-the-nature-of-time/
3. Wolfram, S., A New Kind of Science（Wolfram Media, 2002）.
婷 翻译