Теория матрицы жизнь как компьютерная симуляция. Ученые: Вселенная - это компьютерная программа
Физики из США и Германии Силас Бин, Зохре Давоуди и Мартин Сэвидж предложили экспериментальный способ проверки одной философской идеи, известной как гипотеза симуляции. Согласно этой гипотезе, существует вероятность того, что мы живем внутри огромной компьютерной модели, которую запустили некие постлюди для изучения собственного прошлого. Несмотря на, будем честны, свою сомнительную естественнонаучную ценность, работа Бина, Давоуди и Сэвиджа заслуживает подробного освещения: тут и квантовая хромодинамика, и философия, да и вообще - не каждый день физики предлагают проверить идеи, вдохновленные фильмом "Матрица".
Ник Бостром и его симуляция
В 2003 году известный шведский философ Ник Бостром опубликовал в Philosophical Quarterly работу под почти фантастическим заголовком "Мы все живем в компьютерной симуляции?". Необходимо заметить, что Бостром - не какой-нибудь маргинал, обитающий на окраинах современной философии. Это один из важнейших деятелей трансгуманизма нашего времени, сооснователь Всемирной ассоциации трансгуманистов (возникла в 1998 году, ныне переименована в "Хьюманити плюс"). Он лауреат многих престижнейших премий, а его работы по антропному принципу переведены на более чем 100 языков.
Трансгуманизм - мировоззрение, основанное на осмыслении достижений и перспектив науки, признающее возможность и необходимость фундаментальных изменений в самом человеке с помощью передовых технологий. Цель этих изменений - ликвидация страданий, старения, смерти, а также усиление физических, умственных и психологических возможностей людей.
Антропный принцип - принцип, сформулированный в виде формулы "Мы видим Вселенную такой, потому что только в такой Вселенной мог возникнуть наблюдатель, человек".
Теория всего - гипотетическая физико-математическая теория, описывающая все известные фундаментальные взаимодействия (сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное)
Прежде чем перейти к формулировке основного результата Бострома, познакомимся с некоторыми понятиями (по критической работе Данилы Медведева "Живем ли мы в спекуляции Ника Бострома? "). Под постчеловеческой цивилизацией (состоящей из постлюдей) понимается "цивилизация потомков человека, изменившихся до такой степени, что они уже не могут считаться людьми". Главное отличие этой цивилизации от современной будет заключаться в невероятных вычислительных возможностях, которыми она будет обладать. Под симуляцией понимается программа, моделирующая сознание одного или нескольких человек, возможно, даже всего человечества. Историческая симуляция - это, соответственно, симуляция исторического процесса, в которой принимают участие множество смоделированных лиц.
В своей работе Бостром придерживается концепции, согласно которой сознание зависит от интеллекта (вычислительных мощностей), структуры отдельных частей, логической взаимосвязи между ними и многого другого, но совсем не зависит от носителя, то есть биологической ткани - человеческого мозга. Это значит, что сознание может быть реализовано и в виде набора электрических импульсов в некоторой вычислительной машине. Учитывая, что речь в работе идет о симуляциях, созданных постлюдьми, смоделированные внутри симуляции люди (Бостром называет их цивилизацией более низкого уровня по сравнению с цивилизацией, запустившей симуляцию) обладают сознанием. Для них модель будет представляться реальностью.
Чтобы оценить теоретическую возможность проведения такого рода симуляций в принципе, Бостром проводит несколько оценок. Так, в самом грубом приближении вычислительная мощность человеческого мозга ограничена порядка 10 17 операциями в секунду. При этом количество получаемой личностью информации составляет порядка 10 8 бита в секунду. На основе этого Бостром приходит к выводу, что для симуляции всей истории человечества потребуется порядка 10 33 - 10 36 операций (при расчете 50 лет на человека и оценке общего количества всех людей, существовавших на планете до настоящего времени, в 100 миллиардов человек).
Если же говорить о моделировании всей Вселенной со времени Большого Взрыва по настоящий момент, а не только истории человечества, то физик Сет Ллойд из Массачусетского технологического института еще в 2002 году опубликовал в Physical Review Letters , в которой приводил расчеты необходимых мощностей. Оказалось, что для этого потребуется машина с памятью 10 90 бит, которой придется выполнить 10 120 логических операций.
Эмблема "Хьюманити плюс"
Эти числа (что у Бострома, что у Ллойда) кажутся просто невероятными. Однако в 2000 году тот же Ллойд опубликовал другую замечательную работу - он попытался рассчитать предельную мощность компьютера массой 1 килограмм и объемом один кубический дециметр, исходя из соображений квантовой механики. Ему это удалось (pdf) - оказывается, что такое количество материи может выполнять порядка 10 50 операций в секунду. Следовательно, если исходить из мощности такого предельного компьютера, симуляция, о которой говорит Бостром, не кажется слишком уж фантастической. Ллойд даже оценил время, которое потребуется для достижения таких мощностей - при условии, что мощность компьютеров будет продолжать расти по закону Мура (что, конечно, совсем сомнительно: некоторые ученые предсказывают, что закон уже через 75 лет). Так вот, это время составило всего 250 лет.
Однако, вернемся к Бострому. Исходя из приведенных выше оценок, шведский философ не только заключил, что симуляция возможна, но и сделал парадоксальный вывод. Бостром утверждает, что по крайней мере одно из трех нижеследующих утверждений верно (так называемая трилемма Бострома):
- Человечество вымрет, так и не став постцивилизацией;
- Человечество разовьется в постцивилизацию, которая по каким-то причинам не будет заинтересована в моделировании прошлого;
- Почти наверняка мы живем в компьютерной симуляции
Из этого вытекает, что если мы оптимисты и не верим в вымирание человечества и, кроме этого, убеждены в любознательности наших потомков, то выполнен пункт три: мы с большой долей вероятности живем в компьютерной симуляции. К слову, у Бострома в работе вообще есть много парадоксальных выводов - например, о вероятности моделирования людей без сознания, то есть существования мира, в котором сознанием наделены лишь единицы, а остальные представляют из себя "тени-зомби" (как называет их сам философ). Также философ интересно рассуждает об этических аспектах моделирования, а также о том, что большинство симуляций обязаны когда-нибудь заканчиваться, а значит, - с вероятностью почти равной единице, - мы обитаем в мире, который должен завершить свое существование (подробнее с этими рассуждениями можно ознакомиться в частичном русском переводе статьи).
Несмотря на всю свою популярность, выводы Бострома неоднократно становились объектом критики. В частности, оппоненты указывают на пробелы в аргументации философа, а также на большое количество присутствующих в его рассуждениях скрытых предположений относительно целого ряда фундаментальных вопросов - например, природы сознания и потенциальной способности смоделированных индивидуумов к самосознанию. В общем, однозначного ответа на вопрос "Живем ли мы в Матрице?" от философов ожидать не приходится (как, впрочем, и на другие, не менее "простые" вопросы: что есть сознание, что есть реальность и т.д.). Поэтому перейдем к физикам.
Физики и их подход
Бостром не скрывает, что на работу его вдохновили, среди прочего, фантастические фильмы. Среди них, конечно, "Матрица" (идея симуляции) и "13 этаж" (идея вложенных симуляций)
Некоторое время назад на сайте arXiv.org появился препринт работы физиков из США и Германии Силаса Бина, Зохре Давоуди и Мартина Сэвиджа. Эти ученые решили сыграть в предложенную Бостромом игру. Они задались вот каким вопросом: если вся Вселенная есть компьютерная симуляция, то можно ли найти доказательства этого физическими методами? Для этого они попытались представить себе, чем физика симулированного мира будет отличаться от физики мира настоящего.
В качестве возможного инструмента для моделирования они взяли квантовую хромодинамику - пожалуй, самую совершенную из существующих ныне физических теорий. Что же касается собственно моделирования, то они предположили, что постлюди будут проводить ее на пространственной сетке с некоторым достаточно небольшим пространственным шагом. Понятное дело, что оба допущения довольно спорны: во-первых, постлюди наверняка предпочли бы использовать для симуляции теорию всего (которая, несомненно, уже была бы в их распоряжении). Во-вторых, численные методы постлюдей должны отличаться от наших примерно так же, как ядерный реактор - от каменного топора. Однако без этих предположений работа физиков вообще оказалась бы невозможной.
Тут, кстати, уместно заметить, что моделирование процессов, происходящих в фиксированной области пространства, это довольно активно развивающееся направление вычислительной физики. Пока, конечно, успехи невелики: у физиков получается смоделировать кусочек мира диаметром не более нескольких (от 2,5 до 5,8) фемтометров (1 фемтометр равен 10 -15 метра) с шагом b = 0,1 фемтометра. Тем не менее, модели такого рода представляют большой теоретический интерес. Например, они могут помочь при расчете того, что происходит в условиях, недостижимых в современных ускорителях. Или же, например, с помощью моделирования можно будет получить некоторые предсказания свойств вакуума и сравнить их с экспериментальными данными - а это, возможно, как раз и натолкнет физиков на идеи, касающиеся упомянутой теории всего.
Для начала Бин, Давоуди и Сэвидж оценили возможности симуляций. Оказалось, что для фиксированного шага в 0,1 фемтометра размер моделируемой области растет экспоненциально (то есть так же как вычислительная мощность компьютеров в законе Мура) - таков результат экстраполяции данных за почти 20-летнюю историю этой области исследований. Получается, что моделирования кубического метра материи на основе законов квантовой хромодинамики с шагом b = 0,1 фемтометра следует ожидать примерно через 140 лет (показатель растет примерно на порядок в 10 лет). Учитывая, что диаметр видимой Вселенной составляет порядка 10 27 метров, при сохранении закономерного роста (что, как уже отмечалось выше, маловероятно) симуляции необходимого объема можно будет достичь через 140 + 270 = 410 лет (но это только при фиксированном параметре b). Впрочем, сами ученые таких цифр не приводят, ограничиваясь ближайшими 140 годами.
Затем ученые попытались оценить возможные ограничения на физику такой модели и обнаружили, прямо скажем, занятные вещи. Они установили, что в симулированной Вселенной в спектре космических лучей на определенных энергиях должен быть обрыв. В теории такой обрыв действительно имеется - это предел Грайзена - Зацепина - Кузьмина, который составляет 50 эксаэлектронвольт. Он связан с тем, что высокоэнергетические частицы должны взаимодействовать с фотонами фонового микроволнового излучения и, как следствие, терять энергию. Тут, однако, возникают две трудности. Во-первых, для того чтобы этот предел был артефактом компьютерной модели, ее пространственный шаг должен быть на 11 порядков меньше b = 0,1 фемтометра. Во-вторых, наличие предела Грайзена - Зацепина - Кузьмина пока не доказано на практике. В этом направлении имеется множество противоречивых результатов. Так, согласно одним из них, обрыв действительно есть. Согласно другим, поверхности Земли достигают частицы с энергией, превышающей этот предел, причем прилетают они из довольно темных областей космоса (то есть не являются продуктом деятельности ближайших к нам активных галактических ядер).
Впрочем, у ученых есть еще один способ проверки - распределение высокоэнергетических космических лучей должно быть анизотропно (то есть неодинаково по разным пространственным направлениям). Это связано с предположением, что расчеты проводятся на кубической сетке - именно такой и должна быть сетка, по мнению физиков, из соображения изотропии пространства-времени. Вместе с тем, возможность обнаружения анизотропии излучения физики не обсуждают. Непонятно даже, какого рода приборы нужны для подобных исследований - достаточно ли уже существующих приборов (космической обсерватории "Ферми", например)? В общем, однозначного ответа на вопрос "Живем ли мы в Матрице?" от физиков тоже ожидать не приходится.
В заключение
Разумеется, читатель в этом месте может почувствовать разочарование. Мол, как же так: читал-читал, а ответа на главный вопрос "Живем ли мы в Матрице?" так и не получил. Это, однако, было ожидаемо, и вот почему. Для философии гипотеза о симуляции - лишь одна из многих версий бытия. Эти версии если и конкурируют между собой, то только в умах их сторонников и противников, то есть являются объектами веры, не претендующими на объективность.
Что же касается физиков, то недавно появилась очень интересная : американский профессор из Университета Луизианы Ретт Аллейн (Rhett Allain) проанализировал физическую составляющую игры Bad Piggies от компании Rovio, создавшей Angry Birds. Он сделал это ровно для того, чтобы определить возможный диаметр зеленых свиней из игры, существуй они в действительности (диаметр, к слову, оказался равным 96 сантиметрам). Так вот, работа Силаса Бина, Зохре Давоуди и Мартина Сэвиджа - это такого же рода упражнение, только с чуть более сложными объектами и запутанной математикой. В целом же, это не более чем занятная гимнастика для ума - но, как и всякая гимнастика, она полезна. Благодаря ей читатель теперь знает трилемму Бострома и размер винчестера, на который можно записать информацию обо всей Вселенной. Это интересно.
На Code Conference 2016: есть только один шанс на миллиард, что человечество не живёт в компьютерной симуляции.
Едва ли наша реальность - основная. Гораздо более вероятно, что мир вокруг нас и мы сами - виртуальные сущности, созданные сверхразвитой цивилизацией, уровня который мы, возможно, достигнем 10 тыс. лет спустя.
Свой тезис Маск аргументирует следующим образом:
В 1970-х у нас был «Pong» - два прямоугольника и точка. Сейчас, сорок лет спустя, у нас реалистичные 3D-симуляторы, в которых одновременно сидят миллионы людей по всему миру.
Илон Маск
основатель Tesla Motors, SpaceX и PayPal
Постепенно мы учимся создавать всё более и более реалистичные копии реальности. Следовательно, рано или поздно мы придём к тому, что реальность будет неотличима от симуляции. Вполне возможно, что некая цивилизация уже проделала этот путь до нас, и наш мир - один из её многочисленных экспериментов.
Маск сделал свой аргумент ещё более жёстким: «Или мы создадим неотличимые от реальности симуляции, или цивилизация прекратит своё существование».
В ответе Маска ясно угадываются идеи шведского философа Ника Бострома , который ещё в 2003 году в своей известной работе «Мы живем в компьютерной симуляции?» (рус. пер.) предложил три версии существования человечества:
Цивилизации вымирают, не достигнув постчеловеческой стадии, на которой они могут превзойти биологические возможности человека с помощью технических изобретений и строить искусственные модели сознания.
Цивилизации, которые достигают того уровня, на котором они могут моделировать искусственную реальность по своему желанию, по какой-то причине в этом незаинтересованны;
Если пункты 1 и 2 неверны, то нет почти никаких сомнений, что мы живём в компьютерной симуляции.
В рамках этой гипотезы реальность может быть не единичной, а множественной.
Пост-люди, разработавшие нашу симуляцию, могут быть и сами смоделированы, а их создатели, в свою очередь, тоже. Может быть множество уровней реальности, а их количество может увеличиваться с течением времени.
Ник Бостром
профессор Оксфордского университета
Если гипотеза верна, мы сами через какое-то время сможем достичь стадии «творцов» виртуального мира, который станет «реальным» для его новых обитателей.
Судя по всему, именно модель Бострома заставила Илона Маска предположить, что выбор у нас невелик: или создать неотличимые от реальности симуляции, или прекратить своё существование и развитие. Тот вариант, что постчеловечеству по каким-то причинам (например, этическим) будет неинтересно создавать виртуальные миры, Маск всерьёз не рассматривает.
Сам Бостром, однако, не уверен, какой из трёх сценариев находится ближе к истине. Но по-прежнему считает, что гипотезу виртуальной реальности необходимо принимать всерьёз. Вскоре после заявления Маска философ дал свои комментарии , в которых подтвердил это ещё раз:
Важно понимать, что то, что мы находимся в симуляции, несёт не метафорический, а буквальный смысл, - что мы сами и весь этот мир вокруг нас, который мы видим, слышим и чувствуем, существует внутри компьютера, построенного некоторой развитой цивилизацией.
Спустя некоторое время на портале Motherboard появилась развёрнутая статья философа Риккардо Манзотти и учёного-когнитивиста Эндрю Смарта «Илон Маск неправ. Мы не живём в симуляции» (краткую версию статьи на русском языке опубликовала Meduza).
Симуляция - это всегда объекты материального мира, существующие в реальности. Информация не существует отдельно от атомов и электронов, виртуальные миры - от компьютеров, которые, в свою очередь, являются частью физического мира. Следовательно, мы не можем отделить «виртуальное» от «реального».
Симуляция, неотличимая от реальности, перестаёт быть симуляцией. Простой технический прогресс не делает виртуальные модели более реалистичными: нарисованное яблоко не станет более реальным, если мы добавим к нему ещё больше пикселей. Если же мы создадим яблоко, которое можно съесть - химическое и биологическое материальное яблоко, - то оно по определению перестанет быть симуляцией.
Любая симуляция нуждается в наблюдателе. Симуляция неотделима от сознания, которое её воспринимает. Но мозг, который служит источником сознания - это не вычислительное устройство. Это крайне сложная биологическая машина, которую едва ли можно воспроизвести с помощью алгоритмических компонентов. Если полноценный искусственный интеллект и будет создан, то он будет сильно отличаться от человеческого.
Оппоненты обвиняют Маска в картезианском дуализме и платоновском идеализме, который восходит к самым ранним философским спорам о природе реальности. Действительно, его гипотеза предполагает, что симуляцию каким-то образом можно отделить от материальной реальности, а также разграничить базовый, наиболее «реальный» мир - и его виртуальные эманации. Сколько бы ни было уровней симуляции, за ними всегда предполагается один, последний, который является источником всех остальных.
Но для тех, кто находится внутри симуляции, в этом делении нет никакого смысла. Если другие, более подлинные уровни реальности для нас недоступны, то бесполезно о них говорить. Всё, что мы знаем - это настоящие, а не симулированные яблоки, даже если на каком-то «более глубоком» уровне они являются симуляцией.
Этот спор напоминает старый рассказ Борхеса о стране, в которой картографы создали карту, которая по величине и всем деталям была точной копией самой этой страны (эту метафору, кстати, использовал Бодрийяр в своей знаменитой работе «Симулякры и симуляция»).
Если карта - это точное воспроизведение территории, то есть ли смысл в самом делении «карта и территория», «реальность и симуляция»?
К тому же в модели Маска снова возрождаются теологические затруднения, на которые люди (за неимением лучшего) столетиями тратили свои интеллектуальные ресурсы. Если у мира есть создатели, то почему в нём присутствует столько зла? Для чего мы живём: это всего лишь случайный эксперимент, или в нашей жизни заложен какой-то тайный замысел? Можно ли выйти на тот самый «более глубокий» уровень реальности, или мы можем только строить о нём свои предположения?
На первый вопрос, конечно, можно ответить словами агента Смита из «Матрицы», что «человечество как вид не приемлет реальность без мучений и нищеты», поэтому даже искусственная реальность должна быть именно такой. Но базовых трудностей это не снимает. К тому же здесь очень легко переключиться в конспирологическую логику, предположив, что всё вокруг - это иллюзия, плод заговора разумных машин (инопланетян, масонов, правительства США) против человечества.
Во многих отношениях гипотеза о «виртуальности» - это переодетая теология. Её нельзя доказать и невозможно опровергнуть.
Возможно, наиболее уязвимая сторона этой гипотезы - допущение о том, что сознание можно моделировать с помощью компьютерных технологий. Наши мозги не состоят из кремниевых чипов, и алгоритмические вычисления - далеко не главная их функция. Если мозг - это компьютер, то это неотлаженный компьютер со множеством противоречивых операторов и компонентов с неясным назначением. Человеческое сознание нельзя оторвать не только от материи, но и от окружения - социального и культурного контекста, в котором оно участвует.
Достоверных свидетельств того, что все эти компоненты можно технически «симулировать», пока ни у кого нет. Даже самый мощный искусственный интеллект, скорее всего, будет также далёк от человеческого сознания, как настоящее яблоко от логотипа компании Apple. Он будет не хуже и не лучше, но совершенно иным.
В оформлении статьи использован кадр из фильма Inception («Начало»).
Наверняка вы задумывались о том, что окружающая действительность в чем-то похожа на компьютерную игру. Однозначных доказательств, что наша реальность является виртуальной пока нет, впрочем, как и доказательств обратного. Однако, «ЗА» эту, на первый взгляд, абсурдную идею, говорят некоторые странности строения нашего мира.
В 2003 году Илон Маск сделал обескураживающее заявление: мы находимся внутри компьютерной симуляции. Веским доводом, по его мнению, является то, что ещё 30 лет назад графика игр была на самом низком примитивном уровне, а сейчас – почти не отличить от реальности, а через 100 лет у человечества появится возможность смоделировать вселенную. А что если какая-нибудь суперцивилизация уже спрограммировала нашу вселенную и множество других, и в этих искусственных мирах стало возможным сделать свои виртуальные симуляции, и так бесчисленное количество раз. Тогда получается, что симулированных миров – миллиарды, а настоящая реальность – одна, и шанс оказаться в этой единственной истинной реальности — один к миллиарду. Вывод – мы живём в компьютерной симуляции.
Но давайте отойдём от этих абстрактных рассуждений и обратимся к фактам из жизни. Какие обоснованные аргументы есть в пользу устройства мира, как матрицы.
1. В нашей вселенной господствуют точные науки. Это говорит о том, что наш мир может быть описан при помощи цифрового кода.
2. Идеальные условия для зарождения и существования жизни. Расстояние до солнца (комфортный температурный режим), размеры и масса Земли (подходящая сила гравитации), и многие другие параметры как будто специально созданы для этого.
3. Человеку не доступна большая часть светового и звукового спектра. Возможно, именно там спрятано то, что нам не следует видеть и слышать (какие-то лишние детали, условные проводки или какой-нибудь мусор, всё то, что могло бы навести на идею о нереальности мира).
4. Религия. Возможно, эта вера в создателя, заложенное в нашу программу врождённо, или это ощущение, что «он есть» у нас присутствует на интуитивном уровне.
5. Противники концепции цифровой симуляции утверждают, что искусственный мир должен быть проработан с колоссальной точностью и детализацией, коей является наша реальность, а это невозможно. Но откуда нам знать, какая действительность на самом деле, может, она в разы более усложнённая, нежели наша. К тому же всё многообразие мира можно подробно не прорабатывать, в тех местах, куда игрок никогда не попадёт (далёкий космос), или там, куда он не смотрит в данный момент (эффект наблюдателя в микромире), что снижает нагрузку на мощность компьютера.
6. Почему мы одни во вселенной? Не наблюдается ничего, что указывало бы на существование разумной жизни в космосе. Может, он просто картинка?
Что будет если человечество вплотную приблизится к разгадке? Для нас ничего не изменится: выйти из симуляции мы не сможем, потому что являемся всего лишь строчками программного кода и наша реальность, это то, что транслируют в мозг органы чувств. Нас можно только выключить.
Современная гипотеза симуляции Вселенной гласит, что весь мир – это не более чем матрица, виртуальная реальность, созданная неизвестной формой разума. Физики, философы, да и простые любители подумать давно обсуждают вопрос: может ли человек быть виртуальным? Что, если весь мир – симуляция? И что это могло бы значить?
Представление о том, что реальность – это не что иное, как иллюзия, выдвигал еще древнегреческий философ Платон, который пришел к выводу о том, что материальны только идеи, а остальные объекты – лишь тени. Такого же подхода придерживался и Аристотель, но с поправкой на то, что идеи выражаются в материальных объектах. Кроме того, положение об иллюзорности реального является одним из ключевых в некоторых религиозно-философских учениях, например, в индийской философской школе Майя.
В 2003 году известный шведский философ Ник Бостром опубликовал в PhilosophicalQuarterly работу под почти фантастическим заголовком «Мы все живем в компьютерной симуляции?» В своей работе Бостром придерживается концепции, согласно которой сознание зависит от интеллекта (вычислительных мощностей), структуры отдельных частей, логической взаимосвязи между ними и многого другого, но совсем не зависит от носителя, то есть биологической ткани – человеческого мозга. Это значит, что сознание может быть реализовано и в виде набора электрических импульсов в некоторой вычислительной машине.
Учитывая, что речь в работе идет о симуляциях, созданных постлюдьми, смоделированные внутри симуляции люди (Бостром называет их цивилизацией более низкого уровня по сравнению с цивилизацией, запустившей симуляцию) обладают сознанием. Для них модель будет представляться реальностью.Несмотря на всю свою популярность, выводы Бострома неоднократно становились объектом критики. В частности, оппоненты указывают на пробелы в аргументации философа, а также на большое количество присутствующих в его рассуждениях скрытых предположений относительно целого ряда фундаментальных вопросов – например, природы сознания и потенциальной способности смоделированных индивидуумов к самосознанию. Однозначного ответа на вопрос «Живем ли мы в Матрице?» от философов ожидать не приходится.
Гипотеза симуляции представляет интерес не только для философов, но и для специалистов в точных науках, в частности, в физике. Так, группа ученых из США и Германии Силас Бин, ЗохреДавоуди и Мартин Сэвидж решила предпринять попытку установить, живем ли мы в Матрице, экспериментальным путем. Взяв в качестве основного аргумент о том, что пространственная структура симулированного мира будет проще, чем реальныймир, они построили доказательство на основании квантовой хромодинамики (калибровочная теория квантовых полей, описывающая сильное взаимодействие элементарных частиц). Это было сделано для того, чтобы установить, что мир является не чем иным, как сеткой с определенным шагом. При расчетах ученые выявили несколько интересных фактов: например, для того, чтобы смоделировать кубический метр материи с шагом в 10-16 метра, согласно современным законам хромодинамики, понадобится около 140 лет. Впрочем, пока точного ответа на вопрос о симуляции реальности в данных условиях не ожидается.
Аргумент о симуляции подвергается серьезной критике со стороны научного сообщества, в том числе и трансгуманистов. Противники аргумента о симуляции делают упор на то, что в статьях, посвященных теории матрицы, содержатся различные логические ошибки, такие как: «логический круг», авто-референция, нарушение причинности, игнорирование неслучайной позиции наблюдателейи пренебрежение контролем симуляции со стороны создателей. Поэтому на данный момент гипотеза симуляции нуждается в более серьезной доказательной базе, чем несколько статей.
Теория о цифровой реальности, матрице, может послужить универсальным ключом к теории происхождения Вселенной, поисками которой уже давно занимаются ученые и которая помогла бы разрешить противоречия между классической и квантовой физикой. Гипотеза симуляции изучается в рамках таких философских направлений, как футурология и трансгуманистическая теория. Кроме того, наработки специалистов по гипотезе симуляции широко используются с начала 1990-х годов в массовой культуре, например, в трилогии фильмов «Матрица» .
За последние несколько лет — не десятилетий, как можно было подумать, а лет — идея того, что мы живем в виртуальном мире , приобрела неслыханную популярность. Да, на этой идее фильмы вроде «Матрицы» снискали себе славу в свое время, но широкая общественность начала задумываться о глубине этой мысли только с широким распространением Интернета, игр, плодов квантовой механики и, опять же, фильмов на эту тему.
Несколько месяцев назад к этой теме даже обратился один из самых громких голосов современности, «миллиардер, филантроп и плейбой» Элон Маск.
Давайте вернемся к истокам. Почему наш мир может быть… иллюзией?
Идея компьютерной симуляции нашего мира уходит корнями еще к древним грекам. Они называли ее просто сном, мечтой, фантазмом. Первое, что нужно усвоить: наше восприятие реальности уже отделено от самой реальности. Реальность — это просто электрический импульс, который интерпретируется вашим мозгом. Мы воспринимаем мир опосредованно и несовершенно. Если бы мы могли видеть мир как он есть, не было бы ни оптических иллюзий, ни дальтоников, ни волшебных движущихся картинок.
Кроме того, мы испытываем лишь упрощенную версию всей этой опосредованной сенсорной информации. Почему? Потому что наблюдение нашего мира требует слишком много вычислительной мощности — поэтому мозг разбивают ее на эвристику (или упрощенные, но все еще полезные представления). Наш разум постоянно ищет повторяющиеся картинки, узоры, модели, шаблоны в нашем мире и выстраивает их в соответствии с нашим восприятием.
Отсюда можно сделать следующие выводы:
- Наше восприятие уже отличается от самой реальности. То, что мы называем реальностью, это лишь попытка нашего мозга обработать входящий поток сенсорных данных, чувственного опыта.
- Если наше восприятие реальности зависит от упрощенного потока информации, не имеет значения, каков источник этой информации — будь то физический мир или компьютерная симуляция, которые кормят нас одной и той же информацией. Но насколько реально создать такую мощную симуляцию?
Давайте рассмотрим Вселенную с физической точки зрения.
Краткая история законов Вселенной
С точки зрения физики, в основе всего лежит четыре основных силы: сильное взаимодействие, электромагнитная сила, слабое взаимодействие и гравитация. Эти силы регулируют взаимодействие всех частиц в известной нам Вселенной. Их сочетание и равновесие определяют работу этого мира.
Расчет этих сил и имитация простых взаимодействий — довольно простое занятие, и мы уже это делаем, в некоторой степени. Такой расчет становится тем сложнее, чем больше частиц начинают взаимодействовать друг с другом, но это вопрос вычислительной силы, а не принципиальной возможности.
На данный момент нам не хватает вычислительной мощи, чтобы симулировать целую вселенную. Физики могут сказать, что имитация работы вселенной на компьютере невозможна — не потому что это сложно, а потому что компьютер, который будет имитировать эту работу, должен быть больше самой вселенной. Почему? Потому что вам придется симулировать каждую частицу, а это потребует битов и байтов для хранения ее положения, спина и типа, а также для расчетов.
Не нужно быть профессором, чтобы понять невозможность этого мероприятия. Тем не менее у такого подхода есть свои недостатки, которые вытекают из математического склада большинства физиков.
Существует большая разница между моделированием целой вселенной и созданием виртуального ощущения жизни в целой вселенной.
И здесь нам снова поможет эвристика. Многие вычислительные сценарии были бы невозможны, если бы наш человеческий разум не было так легко обмануть. Расчеты в режиме реального времени, движущиеся изображения, видеопотоки и многое другое — все это дает нам ощущение, что все непрерывно и не прекращается, хотя обман лежит в самой основе привычной нам реальности.
Основной трюк остается одним и тем же: уменьшайте детализацию, пока не найдете лучший баланс между качеством и сложностью, чтобы наш разум не смог обнаружить разницу.
Есть много трюков, которые мы можем использовать, чтобы снизить необходимую расчетную мощность для имитации вселенной на том уровне, на котором сможем в нее поверить. Самый очевидный из них: не нужно рендерить то, на что никто не смотрит.
Вы наверняка знаете о принципе неопределенности Гейзенберга и эффекте наблюдателя. Современная физика говорит нам, что реальность, а точнее мельчайшие частицы, из которых она состоит, зависят от наблюдателя. Грубо говоря, формы не существуют, пока вы на них не смотрите. И попробуйте докажите обратное.
Следующий трюк, который вы можете использовать: создать вселенную, которая будет казаться огромной и безграничной, даже если это не так. Уменьшая детализацию удаленных объектов, можно сэкономить колоссальные объемы вычислительной мощности и генерировать объекты только по мере их обнаружения. К примеру, существует игра No Man’s Sky — в ней используется процедурная генерация миров по мере их обнаружения, и число их воистину бесконечно даже в этой маленькой компьютерной игре.
Скриншоты игры No Man’s Sky
И наконец, можно добавить основных физических принципов, которые существенно усложнят или сделают невозможным достижением любой другой планеты. Существа будут привязаны к своему собственному миру. (Скорость света или экспоненциально расширяющаяся вселенная, кхе-кхе).
Если объединить эти хитрости с математическими уловками вроде повторяющихся шаблонов и основ фрактальной геометрии, можно получить вполне рабочую эвристическую модель вселенной, которая будет казаться почти бесконечной и безграничной. И все же это не объясняет, почему теория виртуальной вселенной приобрела такую популярность. Почему же мы с высокой долей вероятности находимся в таком мире?
Аргумент моделирования и математика
Аргумент моделирования (симуляции) — это логическая цепочка, предложенная философом Оксфордского университета Ником Бостромом. Она основана на некоторых предпосылках, которые в зависимости от вашей точки зрения могут привести к заключению, что наша Вселенная вероятнее всего иллюзорна, смоделирована. Все просто:
- Смоделировать вселенную возможно (эту предпосылку мы рассмотрели выше).
- Каждая цивилизация либо вымирает (пессимистический взгляд), прежде чем станет технически способной смоделировать вселенную; либо теряет интерес к развитию технологии симуляции; либо продолжает развиваться, пока наконец не станет технически способной смоделировать вселенную — и моделирует. Это всего лишь вопрос времени. Способны ли мы на такое? Конечно, способны.
- Как только у такого общества все получится, оно создаст множество разных моделей; число симуляций будет совершенно несчетным. Ведь каждому захочется иметь свою вселенную.
- Когда модель достигнет определенного уровня (развития), она тоже создаст собственные имитации и так далее.
Если вы умеете в математику, очень скоро вы доберетесь до точки, когда вам придется признать, что вероятность проживания в реальном мире крайне мала, поскольку она просто мизерная по сравнению с числом существующих симуляций.
Если так посмотреть, может быть наш мир где-то на 20 ступеньке порочной лестницы симуляций, которая уходит из настоящего мира.
Первая мысль, которая возникает после осознания этого, повергает в шок и ужас. Потому что жить в виртуальном мире немного жутко. Но есть и хорошие новости: это не важно.
«Настоящий» — всего лишь слово, информация — всего лишь валюта
Мы уже выяснили, что наше понимание реальности очень отличается от самой реальности. Но давайте также предположим на секундочку, что наша вселенная — компьютерная модель. Симуляция. Имитация настоящего мира, который мы никогда не знали. Это допущение приводит нас к следующей логической цепочке.
- Если вселенная смоделирована, то она по сути является комбинацией битов и байтов (или кубитов, или еще чего-то) — то есть информацией.
- Если вселенная — это информация или данные, то и вы тоже. Все мы информация.
- Если все мы информация, то наши тела являются просто представлением этой информации — вроде аватара. У информации есть одно хорошее свойство: она не привязана к определенному объекту. Ее можно копировать, трансформировать, менять по желанию. Просто нужно иметь соответствующие инструменты.
- Любое общество, способное создать виртуальный мир, также способно дать вашей «личностной» информации новый аватар (потому что на это нужно меньше мозгов, чем на создание вселенной).
Все это приводит к мысли, что мы все информация, а информация не привязана к определенному объекту вроде вашего тела. Философы и теологи давно пытаются нащупать связь между душой и телом, причем ученые (те самые, которые с математическим взглядом на мир) скептично смотрят как на философов, так и на концепцию души. В конце концов, теория виртуального мира — это еще одна религия, немного более современная, чем другие. Или предлагающая более рациональное объяснение вселенной.
Давайте подытожим. Реальность — информация, как и мы. Симуляция является частью реальности, которая ее создает, а все, что рождается дальше, уже моделируется с точки зрения тех, кто был смоделирован. Следовательно, реальность — это то, что мы получаем вместе с чувственным опытом. С физической точки зрения, в квантовом пространстве нет объективности — только очень субъективная перспектива.
Выходит, все «реально», пока вы это чувствуете, видите, понимаете, осознаете и постигаете вместе с повседневным опытом. Вселенная, которая была смоделирована, настолько же реальна для своих обитателей, как и настоящий мир для нас. Стоит ли переживать? Нет. Разве что еще раз восхититься тем, как все… хорошо устроено.
Илья Хель