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»).
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» .
Гипотеза о компьютерной симуляции нашей вселенной была выдвинута в 2003 году британским философом Ником Бостромом, но уже получила своих последователей в лице Нила Деграсс Тайсона и Илона Маска, которые высказались, что вероятность гипотезы равна почти 100%. В её основе лежит идея о том, что всё существующее в нашей вселенной является продуктом симуляции, наподобие экспериментов, проводимых машинами из трилогии «Матрица».
Теория симуляции
Теория полагает, что при наличии достаточного числа компьютеров, обладающих большой вычислительной мощностью, становится возможным симулировать детально весь мир, который будет настолько правдоподобным, что его обитатели будут обладать сознанием и интеллектом.
Опираясь на эти идеи, можно предположить: а что мешает нам уже жить в компьютерной симуляции? Может быть, более развитая цивилизация проводит подобный эксперимент, получив необходимые технологии, и весь наш мир является симуляцией?
Многие физики и метафизики уже создали убедительные аргументы в пользу идеи, ссылающиеся на различные математические и логические аномалии. Основываясь на этих аргументах, можно предположить существование космической компьютерной модели.
Математическое опровержение идеи
Однако, двое физиков из Оксфорда и Еврейского университета в Иерусалиме, Зохар Рингель и Дмитрий Коврижин, доказали невозможность существования подобной теории. Свои находки они опубликовали в журнале Science Advances.
Проведя моделирование квантовой системы, Рингель и Коврижин выяснили, что для симуляции всего нескольких квантовых частиц потребуются огромные вычислительные ресурсы, которые из-за природы квантовой физики будут возрастать экспоненциально с увеличением количества симулируемых квантов.
Для хранения матрицы, описывающей поведение 20 спинов квантовых частиц, потребуется терабайт ОЗУ. Экстраполировав эти данные всего на несколько сотен спинов, мы получим, что для создания компьютера с таким объёмом памяти потребуется больше атомов, чем их общее число во вселенной.
Другими словами, учитывая сложность квантового мира, который мы наблюдаем, можно доказать, что любая предложенная компьютерная симуляция вселенной потерпит неудачу.
А, может, всё-таки симуляция?
С другой стороны, продолжая философские рассуждения, человек быстро придёт к вопросу: «Возможно ли, что более развитые цивилизации специально вложили в симулятор эту сложность квантового мира, чтобы сбить нас с пути?» На это Дмитрий Коврижин отвечает:
20, Ноя, 2016Это интересный философский вопрос. Но он вне поля действия физики, поэтому я предпочёл бы его не комментировать.
Некоторые физики и инженеры считают, что человечество живёт в виртуальной реальности. Они верят: набирающая популярность «теория симуляции» будет доказана так же, как было доказано в свое время, что Земля не является центром Вселенной.
Иногда, когда Илон Маск не разрабатывает планы по использованию своей огромной ракеты, созданной с целью покинуть загнивающую Землю и , он говорит о своём убеждении, что Земля даже не настоящая, и мы, возможно, живём в компьютерной симуляции.
«Существует всего один шанс на миллиард, что мы живём в основной реальности»
Маск, один из жителей Кремниевой долины, очень заинтересован в «гипотезе симуляции», которая утверждает, что то, что мы принимаем за действительность, на самом деле гигантская компьютерная симуляция, созданная более изощрённым интеллектом. Звучит как фильм «Матрица»? Так и есть.
Какие существуют признаки того, что мы живём в «матрице»?
Сэм Альтман, венчурный капиталист и глава Y Combinator, в своём профиле The New Yorker пишет, что два миллиардера, промышляющие высокими технологиями, тайно нанимают учёных, чтобы вызволить нас из симуляции. Но что это значит?
Распространённый ныне довод в пользу гипотезы симуляции предложил оксфордский профессор Ник Бостром (хотя идея датируется еще XVII веком и принадлежит Рене Декарту). В статье под названием «Мы живём в компьютерной симуляции?» Бостром говорит о том, что члены прогрессивного «постчеловеческого» общества, располагая достаточными вычислительными мощностями, могли бы запустить симуляции своих предков во Вселенной. Это предположение распространилось благодаря наблюдениям за современными тенденциями в области технологий, включающими рост виртуальной реальности и усилия составить схему человеческого мозга.
Готово ли человечество создавать собственные симулированные миры?
Допустим, ничего сверхъестественного нет в том, что порождает сознание, и это всего лишь продукт очень сложной архитектурной конструкции в человеческом мозге. В таком случае мы сможем его репродуцировать. «Скоро не останется никаких технических ограничений, стоящих на пути к созданию машин, имеющих собственное сознание», - считает Рич Терилл, учёный лаборатории реактивного движения NASA.
В то же время становятся всё более и более сложными, и в будущем мы сможем создавать в них симуляции мыслящих существ.
«Сорок лет назад у нас был “Понг” - два треугольника и точка. Такими были игры. Теперь у нас есть фотореалистичные 3D-симуляторы, в которые миллионы людей играют одновременно. Эти симуляторы становятся лучше с каждым годом. А скоро у нас будет - прогнозирует Маск.
Pong
- одна из первых видеоигр. Разработана Фирмой Atari в 1972 году. Фотография: de.wikipedia.org CC BY-SA 2.0
«Ещё немного изменений, и игры будут неотличимы от реальности»
Такую точку зрения разделяет и Терилл. «Если кто-то совершит прогресс на несколько десятков лет вперёд, очень скоро мы станем обществом, где искусственно созданные существа живут в симуляциях, в которых условия жизни намного более благоприятные, чем наши».
Если симулированных интеллектов намного больше, чем органических, тогда шансов, что мы находимся среди настоящих интеллектов, всё меньше. Терилл поясняет это таким образом: «Если в будущем будет больше цифровых версий людей, живущих в симулированных пространствах, чем есть сейчас, тогда почему бы не сказать, что мы уже часть этого?»
Кто мог создать симуляцию нашей Вселенной?
Раздробленная на части (субатомные частицы) Вселенная действует математически. Она подобна пикселизированной видеоигре - вот ещё один из поводов поверить в то, что Вселенная является симуляцией. «Даже явления, о которых мы думаем, как о бесконечных - время, энергия, пространство, звук - имеют ограничения в размерах. Если так и есть, тогда наша Вселенная исчисляемая и имеет предел. Эти свойства позволяют ей быть симулированной», - сказал Терилл.
«Говоря откровенно, скорее всего мы живём в симуляции»
Так кто создал эту симуляцию? «Будущие мы», - многозначительно ответил он.
Как понять, что мы находимся в симуляции?
Не всех убедила данная гипотеза. Маск Тегмарк, профессор физики в Массачусетском технологическом институте, ответил на несколько вопросов:
- Это логически возможно, что мы в симуляции?
- Действительно ли мы находимся в симуляции?
Я бы сказал нет. Чтобы привести такой аргумент, в первую очередь мы должны знать какие фундаментальные законы физики задействованы в симуляциях. А если мы находимся в симуляции, у нас нет и представления об этих законах. Я как раз преподаю в MIT симулированные законы физики», - обосновал Тегмарк.
Гарвардский физик-теоретик Лиза Рэндалл еще более скептично относится к этому. «Я не вижу к этому никаких аргументов. Никаких реальных доказательств нет. Высокомерно думать, что мы были бы тем, что мы есть, если бы были симулированными», - комментирует мисс Рэндалл.
Рич Терилл считает: осознать, что мы, вероятно, живём в симуляции, было бы таким же шоком, какой испытал Коперник, когда понял, что Земля не центр Вселенной. «Это была настолько сложная теория, что её и допустить не могли». До Коперника учёные пытались объяснить необычное поведение движений планет с помощью сложных математических моделей. «Когда они допустили предположение, понять всё остальное стало намного проще», - добавляет Рич Терилл.
Терилл утверждает, что проще поверить в то, что мы живём в симуляции. Сложнее - что мы первое поколение, которое поднялось из грязи и эволюционировало в сознательные существа. Гипотеза симуляции также учитывает особенности квантовой механики, особенно проблему измерения, на основании которой вещи становятся определёнными только после наблюдений. Тегмарк не видит в этом смысла: «У нас есть проблемы в физике, но мы не можем сваливать на симуляцию провалы в их решении».
Как проверить эту гипотезу?
«Десятки лет это было проблемой. Учёные из кожи вон лезли, чтобы исключить мысль о том, что нам необходим разумный наблюдатель. Может, решение заключается в том, что вам действительно нужна разумная сущность как разумный игрок видеоигры», - сказал мистер Терилл.
С одной стороны, нейрофизиологи и исследователи искусственных интеллектов могут проверить, возможно ли симулировать человеческий разум. Пока что было доказано, что машины хорошо играют в шахматы и го, корректно ставят подписи под изображениями. Однако, может ли машина иметь сознание? Мы не знаем.
С другой стороны, учёные могут попытаться найти признаки симуляции. «Представьте, что кто-то симулирует нашу Вселенную… Для некоторых идея моделирования будет заманчивой. Вы могли бы найти доказательства этому в эксперименте», - отмечает Тегмарк.
Для Терилла гипотеза симуляции имеет «красивый и глубокий» смысл. Фотография: Unsplash , CCO
Во-первых, гипотеза предлагает научную основу для какой-нибудь формы жизни после смерти или пространства действительности за пределами нашего мира. «Вы не нуждаетесь в чуде, религии или чем-либо особенном, чтобы поверить. Это вытекает естественным образом из законов физики», - он говорит.
Во-вторых, это значит, что скоро мы сами сможем создавать симуляции.
«У нас будет сила разума и материи, и мы сможем создать что угодно и захватим все миры»
Перевод и адаптация Татьяна Люлина, редакция
