Наш мир компьютерная виртуальная реальность. «Мы все в матрице?»: Гипотеза компьютерной симуляции
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.
Автор - Владимир Лаговский
Мозг - не генератор сознания. Это лишь интерфейс
Чем затейливее, шире, глубже и разветвленнее становится интернет, тем более его виртуальный мир начинает походить на тот, который окружает нас. По крайней мере, расширяется в точности как Вселенная. Краев уж не видно. Поэтому не случайно, наверное, именно в интернете пользуются небывалой популярностью идеи, которые распространяет некто Джим Элвидж (Jim Elvidge) - ученый, специалист по цифровым технологиям, квантовой физике и автор книги с громким названием "Вселенная - разгадана" (The Universe - Solved). Он и в самом деле полагает, что разгадал суть мироздания. Догадался, что Вселенная - это продукт компьютерного моделирования. Некая симуляция. И в основе ее - информация, данные. Из них же, по мнению Элвиджа, соткано и наше сознание, которое рождается отнюдь не в мозге. Мозг - даже не хранилище сознания, а всего лишь интерфейс, благодаря которому мы встраиваемся в симуляцию, обрабатываем информацию и обмениваемся данными с неким вселенским сервером. Туда же отправляются и души - тоже информация, формируя сегмент, который прежде называли загробным миром.
Смерть, в представлении Элвиджа, вовсе не страшна. Ведь она лишь окончание симуляции. Или даже ее временное прерывание, сопровождаемое перемещением души - то есть, информационного пакета - на сервер.
Ученый верит в реинкарнацию, объясняя ее переносом информации, накопленной одним "симулятором", в другой. Верит в интуицию и ясновидение, феномен которых, по его мнению, основан на доступе к вселенскому серверу - возможностью "скачать" с него некие запрашиваемые сведения. Как из интернета.
Материи нет - одна пустота
Джим Элвидж уверяет, что окружающие нас объекты лишь кажутся реальными. А на самом деле их нет - одна пустота. Есть лишь информация о том, что объекты существуют - информация, которую мы получаем посредством мозга и органов чувств.
"Материя - это объективная реальность, данная нам в ощущениях", - гласит известное определение. Но ощущения можно смоделировать, возражает ученый. Стало быть, можно смоделировать и объективную реальность, и, в конце-концов, материю.
Объект становится "реальным" только тогда, когда за ним кто-то наблюдает, - полагает Элвидж. И глубокомысленно добавляет: "Дальнейшие исследования в области элементарных частиц приведут к пониманию того, что за всем, что нас окружает, скрывается некий код, аналогичный бинарному коду компьютерной программы… Теория цифровой реальности может послужить универсальным ключом к "теории всего", поисками которой уже давно занимаются ученые."
ВМЕСТО КОММЕНТАРИЯ: Фантастика, но весьма научная
Идеи Элвиджа, конечно же, привлекают своими аналогиями. Но они отнюдь не оригинальны. Отличается от многочисленных предыдущих лишь более современными терминами. И прежде многие намекали на существование вселенского сервера, но называли его иначе - энерго-информционным полем Вселенной. И там размещали и загробный мир, и всю накопленную информацию - о любом событии и даже о будущем. Вот только доказать, что так оно и есть - ни тогда, ни сейчас не получается. Ведь все доводы - не более, чем слова, ничем не подкрепленные фантазии. Хотя "фантазирует" не только Элвидж, но и другие вполне серьезные ученые.
Компьютер размером со Вселенную
Вот к примеру, Сет Ллойд из Массачусетсского технологического института давно еще задал себе вопрос: каков предельный размер компьютера? Сам же и ответил. Мол, очевидно, что наикрупнейшим и наимощнейшим станет устройство, в котором будут задействованы все частицы во Вселенной. А их - протонов, нейтронов, электронов и прочей мелочи, по подсчетам ученого, где-то 10 в 90-й степени. И если эти частицы были бы приобщены к делу с момента Большого Взрыва, то уже совершили бы 10 в 120-й степени логических операций. Это так много, что не возможно даже представить. Для сравнения: все компьютеры за время своего существования произвели менее 10 в 30-й степени операций. А вся информация о человеке с его многочисленными индивидуальными причудами записана примерно 10 в 25 степени битами.
И тут Ллойд - гораздо раньше Элвиджа - подумал: что если Вселенная это уже чей-то компьютер? Тогда все, что внутри ее, включая нас, - часть вычислительного процесса. Или его продукт… Значит, где-то должен быть и Программист.
Без Создателя не обойтись - так считают даже видные ученые.
Ллойд предполагает, что мы все-таки существуем реально. Равно, как и окружающий нас мир. Существуем благодаря вселенскому компьютеру, который был запрограммирован так, чтобы создавать сложные структуры, включая живых существ. Компьютерная программа, кстати, не обязательно должна быть очень длинной.
Голограммы мы
Эксперименты, в результате которых, возможно, будет выяснено, голограмма ли наш мир или нет, затеял один из первооткрывателей темной энергии Крейг Хоган (Craig Hogan) , директор центра квантовой астрофизики лаборатории Ферми (Fermilab"s Center for Particle Astrophysics). Ученый представляет Вселенную в виде сферы, поверхность которой покрыта крошечными пикселями. Каждый представляет собой единицу информации - бит. А то что внутри - созданная ими голограмма. Доказать это он намерен, отыскав в ткани-пространства времени элементы, формирующие голографическую "картинку".
Согласно волновой теории реальности физика Дэвида Бомом нейрохирурга Карла Прибрама , мозг тоже работает на голографических принципах.
Трехмерное изображение объекта возникает в пространстве, к примеру, если осветить лазером изображение на плоскости.
Вот так и наш мозг конструирует картину окружающего мира под воздействием некого внешнего излучения, - объясняет Прибрам, тоже подразумевая существование компьютерной программы, реализуемой в мироздании. Она-то, собственно, и определяет, что и где "осветить".
Наш мир может быть всего лишь голограммой. Ученые пытаются и такое доказать.
Кстати, приняв голографическую сущность Вселенной, можно было бы разрешить парадокс, наблюдаемый экспериментально: элементарные частицы способны мгновенно обмениваться информацией на любом расстоянии - хоть в миллионы световых лет. То есть, вопреки Эйнштейну, осуществлять взаимодействия со сверхсветовой скоростью, преодолевая временной барьер. Такое перестает быть чудом в мире - голограмме. Ведь каждый ее участок содержит информацию о целом - о всей Вселенной.
А полагая, что Вселенная - это продукт компьютерного моделирования, можно объяснить разные странности, происходящие в ней. Например, НЛО. Или таинственные радиосигналы, приходящие из неоткуда. Это просто глюки в программе.
ВЫВОД: Бог живет в другой Вселенной
Логика подсказывает: если некий Создатель все же существует, то вряд ли стоит искать его в нашей Вселенной. Не может же он находиться внутри им же созданной голограммы?! Или программы?! Стало быть, вселенных много. Многие современные физики, кстати, в этом не сомневаются.
Экология сознания. Жизнь: В этой дискуссии о том, настоящий наш мир или выдуманный, практически не звучит другой важный довод...
Вы, наверное, это уже слышали: наш мир может оказаться изощренной компьютерной симуляцией, которая создает ощущение, что мы живем в реальной вселенной . Недавно эту тему поднял Илон Маск. И очень может быть, он прав. Но в этой дискуссии о том, настоящий наш мир или выдуманный, практически не звучит другой важный довод: это совершенно не важно .
Но сперва давайте разберемся, почему же мир может быть симуляцией. Подобные идеи выдвигали еще древние греки - то, что мы можем назвать компьютерной симуляцией, они считали, например, снами. И первое, что нужно понять - наше восприятие реальности не равняется самой реальности . Реальность - это просто набор электрических импульсов, интерпретируемых нашим мозгом. Мы воспринимаем мир не напрямую и не самым совершенным образом. Если бы мы могли видеть мир таким, какой он есть, не было бы ни оптических иллюзий, ни дальтонизма, ни разного рода трюков, позволяющих вводить мозг в заблуждение.
Более того, мы воспринимаем лишь упрощенную версию этой сенсорной информации. Видеть мир таким, какой он есть, требует слишком много вычислительной мощи, так что наш мозг упрощает его. Он постоянно ищет в мире паттерны и соотносит их с нашим восприятием. Поэтому то, что мы называем реальностью, есть лишь попытка мозга обработать входящие данные с органов чувств.
И если наше восприятие зависит от этого упрощенного потока информации, не важно, каков его источник - физический мир или компьютерная симуляция, которая подбрасывает нам ту же самую информацию. Но возможно ли создать столь мощную симуляцию? Давайте посмотрим на вселенную с точки зрения физиков.
Фундаментальные законы
С физической точки зрения, в основе мира лежат четыре фундаментальных взаимодействия:
- сильное,
- слабое,
- электромагнитное,
- гравитационное.
Они управляют поведением всех частиц в известной нам вселенной. Просчитать действие этих сил и симулировать простейшие взаимодействия довольно легко, и в какой-то степени мы это уже делаем. Но чем больше взаимодействующих друг с другом частиц добавляется в эту картину, тем сложнее ее моделировать. Впрочем, это вопрос вычислительной мощи.
Сейчас нам не хватает вычислительной мощи, чтобы смоделировать всю вселенную. Физики даже могут сказать, что такое моделирование невозможно - не потому, что это слишком сложно, а потому, что компьютер, моделирующий вселенную, будет больше, чем вся эта вселенная. И это, очевидно, невозможная задача. Однако в этой логике есть изъян: симулировать вселенную целиком и создать ощущение, что вы живете в некой вселенной - это не одно и тоже .
Многие компьютерные задачи было бы невозможно решить, если бы наш мозг не удавалось так легко обмануть. Например, мы смотрим кино или видео в интернете, которое передается с задержкой и фрагментарно, но мы воспринимаем все это как один последовательный поток. Логика простая: нужно снизить детализацию до уровня, на котором достигается оптимальный компромисс между качеством и сложностью и на котором мозг перестает проводить различия.
Есть масса приемов, позволяющих снизить потребность в вычислительных мощностях при симулировании вселенной. Самое очевидное: не обрабатывать и не показывать то, на что никто не смотрит. Другой прием - изобразить, как будто вселенная огромна и беспредельна, хотя на самом деле это не так. Этот прием используется во многих видеоиграх: снижая детализацию при изображении «далеких» объектов, мы экономим массу усилий и генерируем объекты только тогда, когда игрок их реально обнаруживает. Например, в игре No Man’s Sky огромная виртуальная вселенная генерируется на ходу, по мере того, как игрок ее исследует.
Наконец, можно внедрить фундаментальные физические принципы, ввиду которых крайне трудно или вообще невозможно достичь любой другой планеты, а значит, те, кто испытывает симуляцию, заперты в своем собственном мире (скорость света, постоянно расширяющаяся вселенная - ага, ага).
Если соединить эти подходы с некоторыми математическими приемами (например, фрактальной геометрией), можно создать достаточно приличную симуляцию вселенной, которая опирается на эвристические принципы нашего мозга. Эта вселенная кажется бесконечной, но это всего лишь трюк.
Впрочем, это само по себе не доказывает, что - как говорят Маск и другие сторонники этой идеи, - мы с высокой вероятностью живем в виртуальном мире.
В чем состоит аргумент?
Симуляция и математика
Аргумент о симуляции проработал оксфордский философ Ник Бостром. Он опирается на несколько предпосылок, которые - при определенной их интерпретации - позволяют сделать вывод, что наша вселенная, скорее всего, симуляция . Все довольно просто:
1. Вселенную вполне возможно симулировать (см. выше).
2. Каждая цивилизация или вымирает (пессимистический взгляд) до того, как приобретает возможность симулировать вселенную, или теряет интерес к симуляции, или же продолжает развиваться, достигает технологического уровня, позволяющего создавать такие симуляции - и делает это. Это лишь вопрос времени. (Поступим ли мы так же? А как же…)
3. Достигнув этого уровня, цивилизация создает множество разных симуляций. (Каждому хочется иметь свою вселенную.)
4. Когда симуляция достигает определенного уровня, она сама начинает создавать собственные симуляции (и так далее).
Если проанализировать все это автоматически, то придется заключить, что вероятность обитания в реальном мире крайне невелика - слишком много потенциальных симуляций. С этой точки зрения вероятнее, что наш мир - симуляция 20 уровня, а не оригинальная вселенная.
В первый раз, когда я услышал этот аргумент, я несколько испугался. Но вот хорошая новость: это не имеет значения.
«Реальность» - это лишь слово
Мы уже обсудили, что наше восприятие реальности сильно отличается от самой реальности. Предположим на минуту, что наша вселенная - действительно компьютерная симуляция. Это порождает следующую логическую цепочку:
1. Если вселенная - лишь модель, она представляет собой сочетание битов и байтов, попросту говоря, информацию.
2. Если вселенная - это информация, то и вы - информация, и я - информация.
3. Если все мы - информация, то наши тела - лишь воплощение этой информации, своего рода аватары. Информация не привязана к конкретному объекту. Ее можно копировать, преобразовывать, менять как захочется (нужны только соответствующие методики программирования).
4. Любое общество, способное создать симуляцию мира, также способно дать вашей «персональной» информации новый аватар (поскольку для этого требуется меньше знаний, чем для симуляции вселенной).
Иными словами, информация, определяющая вас, не привязана к вашему телу. Философы и теологи давно спорят о дуальности тела и души (разума, личности и т.п.). Так что эта концепция наверняка вам знакома.
Таким образом, реальность - информация, и мы - информация. Симуляция - часть реальности, которую она симулирует, и все, что мы симулируем, тоже реальность с точки зрения тех, кого мы симулируем. Значит, реальность - это то, что мы переживаем. Есть довольно популярные теории, утверждающие, что каждый объект, который мы видим - это проекция информации с другого конца вселенной или даже из другой вселенной.
То есть, если вы что-то испытываете, воспринимаете - это «реально». И симулированная вселенная столь же реальна, как вселенная, управляющая симуляцией, поскольку реальность определяется содержанием информации - а не тем, где эта информация хранится. опубликовано
На правах пятничного поста.
Давайте подумаем немного о том, может ли наблюдаемая Вселенная являться компьютерной симуляцией? Не в смысле того, что злобные киборги поработили человечество и уложили всех в Матрицу, а чуть
глобальнее.
Перед началом обсуждения рекомендуется освежить в памяти этот пост . Речь идет об «неравенствах Белла». Уже проведены достоверные эксперименты, показывающие нарушение этих неравенств, и здесь мы сразу принимаем за истину, что наша реальность «мутна», а «очки» (наблюдатель) придают ей четкость.
Полная версия любимого xkcd №505
Хоть и опасаясь гнева теологов, проведу небольшое, слегка наивное, философское вступление. Попробуем поставить себя на место истинно всемогущего существа. Трудоемкость любого действия для нас - О(1). С подобными силами мы можем создать вселенную, единственный физический закон которой - наша Воля. Никаких ухищрений, никаких сложностей. Никакой квантовой механики, «мутной» реальности, Большого Взрыва. Никакой «игры в кости»:)
Вообще, стремление к созданию чего-либо сложного, расширяющего границы возможного, это прерогатива существ с ограниченными возможностями, например нас - людей. Мы слабы, старимся, умираем без воздуха, без пищи. Но мы вечно хотим прыгнуть выше головы (и, что характерно, таки прыгаем). Будут ли такие стремления у истинно всемогущего существа? Сомнительно.
Теперь поставим себя на место всё-таки не безгранично могущественного существа. Пусть у нас будут серьезные мощности. Мы пробуем сэмулировать Вселенную. У нас есть отличные алгоритмы для обсчета поведения совокупности из N частиц эмулируемого мира. Трудоемкость алгоритма O(N*logN) (можно даже представить что O(N)). Занимаемая на эмуляцию память также пропорциональна N. Проблема ! Получается, чтобы эмулировать «четкую» реальность, требуется (грубо говоря) вычислительный кластер, соотносимый по размерам с эмулируемой вселенной.
И тут нам приходит в голову гениальная идея реализации - сделать эмулируемую реальность «мутной»! Колоссальная оптимизация как производительности, так и объема хранимых данных. Недетерминизм эмуляции как следствие? Не баг, а фича!
Конечно, на случай если вдруг понадобится рассмотреть что происходит в реальности подробно, используем добротный ГПСЧ и волновую функцию для генерации микро-мира на заданном участке. А пока можно хранить только обобщенные параметры пространства. (Очевидно, ответственный за этот участок разработчик любит ленивые вычисления).
Уже в середине разработки ТЗ меняется: хочется сбалансированную Вселенную. Вводим совершенно обособленное (пусть поломают головы) взаимодействие - гравитацию. Таким образом, компенсируем суммарные массу-энергию Вселенной отрицательной энергией гравитационного взаимодействия ее частей.
После ряда неудачных экспериментов с разгоном объектов, хардкодим константу предельной скорости - скорость света в вакууме. Естественно, ограничение действует только при работе с публичным API, в то время как зависимости квантово запутанных объектов, и взаимное воздействие гравитационных объектов спокойно передаем по внутренним шинам движка без задержек. Потом оказывается, что есть «уязвимость» для передачи данных выше скорости света, если обитатели эмулируемого мира додумаются до «слабого квантового измерения» .
Правда со скоростью всё равно что-то неладно - время жизни быстро движущихся частиц увеличивалось. Архитектор говорит, что это баг рассинхронизации участков симуляции, между которыми частица перемещается слишком быстро, и не везде ей успевают инкрементировать счетчик "времени". Добавил, что исправить можно, переписав кластеризацию практически с нуля, и мы плюнули на это.
Для обсчета многих физических законов используем числа с плавающей точкой (сложилось исторически), в итоге приходится везде вводить «машинный эпсилон» - планковскую длину, планковскую массу, и т.п.
Позже начинаем жалеть о введении гравитации, так как трудоемкость алгоритма обсчета серьезно подскочила. На отдельных участках симуляции элементы кластера уже не справляются с обработкой поведения частиц в заданном темпе. Пожимаем плечами, вводим локальное замедление времени вблизи массивных скоплений эмулируемых частиц.
"Ах, гравитация, бессердечная ты сволочь! " - слова нашего архитектора, наблюдающего, как вся симуляция коллапсирует в сингулярную точку в первые же мгновения после старта системного теста. Ничего, это можно решить аккуратным подбором стартовых параметров и констант.
Наконец, мир отлажен и запущен. Хотим, помимо всего прочего, понаблюдать за стихийным развитием форм жизни. После пары тысяч прогонов, жизнь так и не появилась. Лезть в рабочий мир и что-либо менять во время его «рантайма» не хочется. Приходится еще раз долго подбирать стартовые параметры и переменные окружения, проводя тонкую настройку. Жизнь наконец зарождается (привет, антропный принцип).
Теперь сидим, (с попкорном), внимательно наблюдаем за развитием симулируемых подопытных. Ждём пока они догадаются.
Ну или начнут свою эмуляцию строить. Зачем? Затем же, что и мы - потому что мы можем.
Современная гипотеза об устройстве мироздания гласит, что весь наш мир — это не более чем матрица, виртуальная реальность, созданная неизвестной формой разума. Недавно инженер, специалист в области цифровых технологий Джим Элвидж обнаружил признаки того, что Вселенная действительно является компьютерной программой, работающей на основе цифрового кода.
Ученые выяснили возраст Вселенной
Так, всем известно определение материи как "объективной реальности, данной нам в ощущениях". Получается, что, прикасаясь к различным предметам, мы судим о них по ощущениям, которые испытываем в этот момент. А ведь на самом деле большинство объектов представляют собой не более чем пустое пространство, говорит Элвидж. Это подобно тому, как мы "кликаем" на иконки на экране компьютера. За каждой иконкой скрывается какой-то образ, но все это — лишь условная реальность, матрица , которая существует только на мониторе.
Все, что мы считаем материей, это просто данные, полагает Элвидж. Дальнейшие исследования в области элементарных частиц приведут к пониманию того, что за всем, что нас окружает, скрывается некий код, аналогичный бинарному коду компьютерной программы. Возможно, выяснится, что наш мозг — это просто интерфейс, с помощью которого мы получаем доступ к данным "вселенского интернета".
В своих высказываниях ученый ссылается на книгу Джона Арчибальда Уилера "Геоны, черные дыры и квантовая пена: жизнь в физике". Последний считал, что основу физики составляет информация. Он назвал свою теорию "It from bit" ("Все из бита"). ""Всё из бита" символизирует идею, что всякий предмет и событие физического мира имеет в своей основе — в большинстве случаев, в весьма глубокой основе — нематериальный источник и объяснение; что-то, что мы называем реальностью, вырастает в конечном счете из постановки "да-или-нет" — вопросов и регистрации ответов на них при помощи аппаратуры, — пишет Уилер в своем докладе "Информация, физика, квант: поиск связей"; — коротко говоря, все физические сущности в своей основе являются информационно-теоретическими, и Вселенная требует нашего участия".
Именно благодаря бинарному коду мы можем осуществлять выбор между различными вариантами цифровой реальности, матрицы , управлять ею при помощи сознания. Этот виртуальный мир Уилер называет "Вселенной соучастия".
Косвенным доказательством виртуальной природы Вселенной может служить то, что частицы материи могут существовать в неопределенной или неустойчивой форме и "закрепляются" в конкретном состоянии только при наблюдении.
Элвидж, в свою очередь, предлагает провести следующий мысленный эксперимент. Представьте, что все вещи, которые вас окружают, не более чем цифровая реальность, матрица . Но, скажем, ручка становится ручкой, только когда вы смотрите на нее, причем вы способны идентифицировать предмет как ручку только по внешним признакам. В остальном она обладает неопределенным потенциалом, и если вы разберете ее, то получите дополнительные данные, связанные с ее внутренним устройством.
Функция нашего мозга — обрабатывать информацию. Последняя способна храниться в нем, подобно тому как компьютерный браузер сохраняет в кэш данные посещенных нами сайтов во время интернет-серфинга. Если это так, считает Элвидж, то мы можем получать доступ и к данным, которые хранятся за пределами нашего мозга. Поэтому такие вещи, как интуиция или ясновидение, вовсе не пустой звук. Мы можем получать в "космическом интернете" ответы на свои запросы. Также мы можем попросить о помощи, и она может прийти — от других людей или создателей нашей реальности…
Смерть в этом ключе тоже выглядит не такой уж страшной. Если наше сознание это симуляция, то смерть всего лишь прерывание симуляции. И наше сознание вполне могут вселить в другой "симулятор", что и объясняет феномен реинкарнации.
Теория о цифровой реальности, матрице может послужить универсальным ключом к "теории всего", поисками которой уже давно занимаются ученые и которая помогла бы разрешить противоречия между классической и квантовой физикой. По мнению Элвиджа, могут существовать два вида данных, используемых в этой реальности. Это данные, связанные с описаниями объектов, аналогичные графическому или звуковому компьютерному формату, и данные, отвечающие за работу всей системы.
Наше знание об окружающем мире постоянно растет, добавляет исследователь. Ведь когда-то обособленно живущие племена не знали о существовании других земель, континентов, планет… Постепенно мы пришли к понятию о материальной Вселенной , наполненной различными объектами, а теперь близки к тому, чтобы допустить существование вселенных , состоящих из информации. "Мы постоянно раздвигаем границы нашего мышления", — утверждает Элвидж.
