31.10.2025

UBCO study debunks the idea that the universe is a computer simulation

New study uses logic and physics to definitively answer one of science's biggest questions

UBCO-Studie widerlegt Theorie des Universums als Computersimulation

Neue Studie beantwortet mithilfe von Logik und Physik eine der größten Fragen der Wissenschaft endgültig.

It’s a plot device beloved by science fiction: our entire universe might be a simulation running on some advanced civilization’s supercomputer.

But new research from UBC Okanagan has mathematically proven this isn’t just unlikely—it’s impossible.

Dr. Mir Faizal, Adjunct Professor with UBC Okanagan’s Irving K. Barber Faculty of Science, and his international colleagues, Drs. Lawrence M. Krauss, Arshid Shabir and Francesco Marino have shown that the fundamental nature of reality operates in a way that no computer could ever simulate.

Their findings, published in the Journal of Holography Applications in Physics, go beyond simply suggesting that we’re not living in a simulated world like The Matrix. They prove something far more profound: the universe is built on a type of understanding that exists beyond the reach of any algorithm.

“It has been suggested that the universe could be simulated. If such a simulation were possible, the simulated universe could itself give rise to life, which in turn might create its own simulation. This recursive possibility makes it seem highly unlikely that our universe is the original one, rather than a simulation nested within another simulation,” says Dr. Faizal. “This idea was once thought to lie beyond the reach of scientific inquiry. However, our recent research has demonstrated that it can, in fact, be scientifically addressed.”

The research hinges on a fascinating property of reality itself. Modern physics has moved far beyond Newton’s tangible “stuff” bouncing around in space. Einstein’s theory of relativity replaced Newtonian mechanics. Quantum mechanics transformed our understanding again. Today’s cutting-edge theory—quantum gravity—suggests that even space and time aren’t fundamental. They emerge from something deeper: pure information.

This information exists in what physicists call a Platonic realm—a mathematical foundation more real than the physical universe we experience. It’s from this realm that space and time themselves emerge.

Here’s where it gets interesting. The team demonstrated that even this information-based foundation cannot fully describe reality using computation alone. They used powerful mathematical theorems—including Gödel’s incompleteness theorem—to prove that a complete and consistent description of everything requires what they call “non-algorithmic understanding.”

Think of it this way. A computer follows recipes, step by step, no matter how complex. But some truths can only be grasped through non-algorithmic understanding—understanding that doesn’t follow from any sequence of logical steps. These “Gödelian truths” are real, yet impossible to prove through computation.

Here’s a basic example using the statement, “This true statement is not provable.” If it were provable, it would be false, making logic inconsistent. If it’s not provable, then it’s true, but that makes any system trying to prove it incomplete. Either way, pure computation fails.

“We have demonstrated that it is impossible to describe all aspects of physical reality using a computational theory of quantum gravity,” says Dr. Faizal. “Therefore, no physically complete and consistent theory of everything can be derived from computation alone. Rather, it requires a non-algorithmic understanding, which is more fundamental than the computational laws of quantum gravity and therefore more fundamental than spacetime itself.”

Since the computational rules in the Platonic realm could, in principle, resemble those of a computer simulation, couldn’t that realm itself be simulated?

No, say the researchers. Their work reveals something deeper.

“Drawing on mathematical theorems related to incompleteness and indefinability, we demonstrate that a fully consistent and complete description of reality cannot be achieved through computation alone,” Dr. Faizal explains. “It requires non-algorithmic understanding, which by definition is beyond algorithmic computation and therefore cannot be simulated. Hence, this universe cannot be a simulation.”

Co-author Dr. Lawrence M. Krauss says this research has profound implications.

“The fundamental laws of physics cannot be contained within space and time, because they generate them. It has long been hoped, however, that a truly fundamental theory of everything could eventually describe all physical phenomena through computations grounded in these laws. Yet we have demonstrated that this is not possible. A complete and consistent description of reality requires something deeper—a form of understanding known as non-algorithmic understanding.”

The team’s conclusion is clear and marks an important scientific achievement, says Dr. Faizal.

“Any simulation is inherently algorithmic—it must follow programmed rules,” he says. “But since the fundamental level of reality is based on non-algorithmic understanding, the universe cannot be, and could never be, a simulation.”

The simulation hypothesis was long considered untestable, relegated to philosophy and even science fiction, rather than science. This research brings it firmly into the domain of mathematics and physics, and provides a definitive answer.

Es ist ein beliebtes Motiv in Science-Fiction-Filmen: Unser gesamtes Universum könnte eine Simulation sein, die auf dem Supercomputer einer hochentwickelten Zivilisation läuft.

Doch neue Forschungsergebnisse der UBC Okanagan haben mathematisch bewiesen, dass dies nicht nur unwahrscheinlich, sondern unmöglich ist.

Dr. Mir Faizal, außerordentlicher Professor an der Irving K. Barber Fakultät für Naturwissenschaften der UBC Okanagan, und seine internationalen Kollegen, Dr. Lawrence M. Krauss, Dr. Arshid Shabir und Dr. Francesco Marino, haben gezeigt, dass die fundamentale Natur der Realität so funktioniert, wie es kein Computer jemals simulieren könnte.

Ihre im „Journal of Holography Applications in Physics“ veröffentlichten Ergebnisse gehen weit über die bloße Annahme hinaus, dass wir nicht in einer simulierten Welt wie in „Matrix“ leben. Sie beweisen etwas viel Tiefgreifenderes: Das Universum basiert auf einem Verständnis, das jenseits der Reichweite jedes Algorithmus liegt.

„Es wurde die Möglichkeit vorgeschlagen, das Universum zu simulieren. Wäre eine solche Simulation möglich, könnte das simulierte Universum selbst Leben hervorbringen, welches wiederum eine eigene Simulation erzeugen könnte. Diese rekursive Möglichkeit macht es höchst unwahrscheinlich, dass unser Universum das ursprüngliche ist, sondern eine Simulation innerhalb einer anderen“, erklärt Dr. Faizal. „Diese Idee galt einst als jenseits wissenschaftlicher Möglichkeiten. Unsere jüngsten Forschungen haben jedoch gezeigt, dass sie sich durchaus wissenschaftlich untersuchen lässt.“

Die Forschung basiert auf einer faszinierenden Eigenschaft der Realität selbst. Die moderne Physik hat sich weit von Newtons greifbarer „Materie“ im Raum entfernt. Einsteins Relativitätstheorie löste die Newtonsche Mechanik ab. Die Quantenmechanik revolutionierte unser Verständnis erneut. Die heutige Spitzentheorie – die Quantengravitation – legt nahe, dass selbst Raum und Zeit nicht fundamental sind. Sie entspringen etwas Tieferem: reiner Information.

Diese Information existiert in dem, was Physiker als platonische Sphäre bezeichnen – einem mathematischen Fundament, das realer ist als das physikalische Universum, das wir erfahren. Aus dieser Ebene entstehen Raum und Zeit selbst.

Und nun wird es interessant. Das Team zeigte, dass selbst diese informationsbasierte Grundlage die Realität nicht allein durch Berechnungen vollständig beschreiben kann. Mithilfe leistungsstarker mathematischer Theoreme – darunter Gödels Unvollständigkeitssatz – bewiesen sie, dass eine vollständige und konsistente Beschreibung des Ganzen ein sogenanntes „nicht-algorithmisches Verständnis“ erfordert.

Man kann es sich so vorstellen: Ein Computer folgt Anweisungen Schritt für Schritt, egal wie komplex sie sind. Doch manche Wahrheiten lassen sich nur durch nicht-algorithmisches Verständnis erfassen – ein Verständnis, das sich keiner logischen Abfolge von Schritten ergibt. Diese „Gödelschen Wahrheiten“ sind real, aber durch reine Berechnung nicht beweisbar.

Hier ein einfaches Beispiel: „Diese wahre Aussage ist nicht beweisbar.“ Wäre sie beweisbar, wäre sie falsch, was die Logik inkonsistent machen würde. Ist sie nicht beweisbar, ist sie wahr, aber jedes System, das versucht, sie zu beweisen, ist unvollständig. In beiden Fällen scheitert die reine Berechnung.

„Wir haben gezeigt, dass es unmöglich ist, alle Aspekte der physikalischen Realität mit einer rein computergestützten Theorie der Quantengravitation zu beschreiben“, sagt Dr. Faizal. „Daher lässt sich keine physikalisch vollständige und konsistente Theorie von Allem allein durch Berechnung ableiten. Vielmehr bedarf es eines nicht-algorithmischen Verständnisses, das fundamentaler ist als die Gesetze der Quantengravitation und somit fundamentaler als die Raumzeit selbst.“

Da die Rechenregeln im platonischen Reich prinzipiell denen einer Computersimulation ähneln könnten, ließe sich dieses Reich selbst nicht simulieren?

Nein, sagen die Forscher. Ihre Arbeit offenbart etwas Tieferliegendes.

„Gestützt auf mathematische Theoreme zur Unvollständigkeit und Unbestimmbarkeit zeigen wir, dass eine vollständig konsistente und vollständige Beschreibung der Realität nicht allein durch Berechnungen erreicht werden kann“, erklärt Dr. Faizal. „Sie erfordert ein nicht-algorithmisches Verständnis, das definitionsgemäß jenseits algorithmischer Berechnungen liegt und daher nicht simuliert werden kann. Folglich kann dieses Universum keine Simulation sein.“

Mitautor Dr. Lawrence M. Krauss betont die weitreichenden Implikationen dieser Forschung.

„Die fundamentalen Gesetze der Physik lassen sich nicht auf Raum und Zeit beschränken, da sie diese erzeugen. Lange Zeit bestand die Hoffnung, dass eine wahrhaft fundamentale Theorie von Allem eines Tages alle physikalischen Phänomene durch auf diesen Gesetzen basierende Berechnungen beschreiben könnte. Wir haben jedoch gezeigt, dass dies nicht möglich ist. Eine vollständige und konsistente Beschreibung der Realität erfordert etwas Tieferes – eine Form des Verstehens, die als nicht-algorithmisches Verstehen bekannt ist.“

Die Schlussfolgerung des Teams ist eindeutig und stellt einen wichtigen wissenschaftlichen Erfolg dar, so Dr. Faizal.

„Jede Simulation ist ihrem Wesen nach algorithmisch – sie muss programmierten Regeln folgen“, erklärt er. „Da die fundamentale Ebene der Realität jedoch auf nicht-algorithmischem Verstehen beruht, kann und wird das Universum niemals eine Simulation sein.“

Die Simulationshypothese galt lange als unüberprüfbar und wurde der Philosophie und sogar der Science-Fiction zugeordnet, anstatt der Wissenschaft. Diese Forschung rückt sie nun endgültig in den Bereich der Mathematik und Physik und liefert eine definitive Antwort.

Quelle: University of British Columbia