Στη φυσική και στην κοσμολογία η Ψηφιακή Φυσική αποτελεί μια συλλογή θεωρητικών απόψεων. Ξεκινούν με την υπόθεση ότι το σύμπαν, στη βάση του, είναι πληροφορικής φύσεως και είναι υπολογιζόμενο. Με δεδομένες τις παραπάνω υποθέσεις, το σύμπαν μπορεί να νοηθεί με δύο τρόπους. Είτε ως το αποτέλεσμα κάποιου προγράμματος σ΄ έναν υπολογιστή. Ή ότι είναι κάποιου είδους συσκευή ψηφιακού υπολογισμού. Η υπόθεση ότι το σύμπαν είναι ένας ψηφιακός υπολογιστής εισήχθη από τον Konrad Zuse στο βιβλίο του ‘Rechnender Raum’. Ο όρος ‘Ψηφιακή Φυσική’ προτάθηκε αρχικά από τον Edward Fredkin που αργότερα προτίμησε τον όρο ‘Ψηφιακή Φιλοσοφία’.
Κβάντα και σύμπαν ως υπολογιστής
Η Ψηφιακή Φυσική προτείνει ότι υπάρχει, τουλάχιστον ως αρχή, ένα πρόγραμμα για έναν συμπαντικό υπολογιστή. Αυτό υπολογίζει σε πραγματικό χρόνο την εξέλιξη του σύμπαντος.
Κάποιοι προσπαθούν να ταυτίσουν απλά σωματίδια της φυσικής με απλά bits. Για παράδειγμα, εάν ένα σωματίδιο όπως ένα ηλεκτρόνιο, αλλάζει από μια κβαντική κατάσταση σε μια άλλη, μπορεί να είναι ανάλογο ενός bit που αλλάζει π.χ. από το 0 στο 1. Ένα μόνο bit αρκεί για να περιγράψει την αλλαγή ενός μόνο κβάντα ενός δοσμένου σωματιδίου.
Καθώς το σύμπαν φαίνεται να αποτελείται από στοιχειώδη σωματίδια, η συμπεριφορά των οποίων μπορεί πλήρως να περιγραφεί από τις κβαντικές αλλαγές. Αυτές υφίστανται, αυτό υποδηλώνει ότι το σύμπαν ως ολότητα μπορεί να περιγραφεί με bits. Κάθε κατάσταση είναι πληροφορία και κάθε αλλαγή κατάστασης αποτελεί αλλαγή στην πληροφορία. Αν αφήσουμε κατά μέρος τη σκοτεινή ύλη και ενέργεια, που δεν είναι πλήρως κατανοητές για την ώρα, το γνωστό σύμπαν αποτελείται από 1080 πρωτόνια και τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων. Το σύμπαν, θα μπορούσε ωστόσο να προσομοιωθεί από έναν υπολογιστή. Αυτός θα μπορούσε να φυλάξει και να χειριστεί περίπου 1090. Εάν αυτή ήταν η απαιτούμενη προσομοίωση, ο υπερυπολογιστής θα ήταν αδύνατος.
Ο Feynman για το σύμπαν
Όπως τελικά το θέτει ο Richard Feynman: «Πάντα με απασχολεί ότι, σύμφωνα με τους νόμους όπως του κατανοούμε σήμερα, χρειάζεται για μια υπολογιστική μηχανή. Ένας άπειρος αριθμός υπολογιστικών λειτουργιών για να βγάλουμε συμπέρασμα σχετικά με το τι γίνεται. Ακόμα κι αν αυτό αφορά μόνο ένα μικροσκοπικό τμήμα του χώρου και ένα μικροσκοπικό χρονικό διάστημα. Πώς μπορούν να γίνονται αυτά σε ένα τόσο απειροελάχιστο διάστημα; Γιατί θα έπρεπε να απαιτείται μια άπειρη ποσότητα λογικής για να αντιληφθούμε τι πρόκειται να γίνει σε ένα απειροελάχιστο τμήμα του χώρου και του χρόνου;»
Απαντάει στη συνέχεια στο ίδιο του το ερώτημα: «Έτσι, συχνά έκανα την υπόθεση πως τελικά η φυσική δε θα χρειάζεται μια μαθηματική δήλωση. Πως στο τέλος ο μηχανισμός θα αποκαλυφθεί. Οι νόμοι θα προκύψουν ότι είναι εξαιρετικά απλοί, όπως η σκακιέρα με όλες τις φανερές της πολυπλοκότητες. Αλλά αυτή η υποψία είναι της ίδιας φύσης όπως αυτές που κάνουν άλλοι άνθρωποι, ‘μ’ αρέσει, δε μ’ αρέσει’, και δεν είναι καλό να είσαι προκατειλημμένος απέναντι σ’ αυτά τα πράγματα.»
