Теории что наш мир может оказаться симуляцией. «Мы все в матрице?»: Гипотеза компьютерной симуляции. Что по этому поводу говорит официальная наука

Он иногда говорил о своей вере в то, что Земля даже не является реальной и мы, скорее всего, живем в компьютерной симуляции. «Шансы, что мы живем в основной реальности, — миллиард к одному», — заявил на конференции в июне 2016 года основатель компаний Tesla и Space X.

Илон Маск единственный из Кремниевой долины, кто проявляет глубокий интерес к «гипотезе симуляции», согласно которой мы воспринимаем как реальность то, что на самом деле является массивным компьютерным моделированием, созданным более изощренным интеллектом. Если после этих слов вы испытали дежавю и начали сравнивать окружающий мир с «Матрицей», то так и есть. Существует давняя философская и научная история с основным тезисом, что реальность — это иллюзия.

Один популярный аргумент в пользу «гипотезы симуляции», за пределами кислотных трипов, пришел от профессора Оксфордского университета Ника Бострома в 2003 году, хотя изначально сама идея была высказана философом XVII века Рене Декартом. В статье под названием «Вы живете в симуляции?» Бостром предположил, что члены продвинутой «постчеловеческой» цивилизации с огромной вычислительной мощностью могли выбрать запуск симуляций своих предков во Вселенной. Этот аргумент экстраполируется из наблюдения текущих тенденций в области технологий, в том числе роста популярности виртуальной реальности.

Если мы верим, что в происхождении сознания нет ничего сверхъестественного, и это всего лишь продукт очень сложной архитектуры в человеческом мозге, то мы сможем воспроизвести его. «Скоро не будет никаких технических препятствий, стоящих на пути к созданию машин с собственным сознанием», — говорит Ричард Террил, ученый в Лаборатории реактивного движения.

В то же время, видеоигры становятся все более и более усложненными, и в будущем у нас появится возможность моделировать сознательные сущности внутри них.

«Сорок лет назад у нас был Pong — два прямоугольника и точка. Вот где мы были. Сейчас, 40 лет спустя, у нас есть фотореалистичные, трехмерные симуляции с миллионами людей, играющих одновременно, и с каждым годом они становятся лучше. В скором времени у нас будет виртуальная реальность, у нас будет дополненная реальность», — заявил ранее Илон Маск. Эту точку зрения разделяет Ричард Террил: «Если прогресс будет развиваться существующими темпами несколько десятилетий, то очень скоро мы будем жить в обществе с искусственными существами, которые живут в симуляциях».

Причины верить в то, что Вселенная является симуляцией, включают тот факт, что она ведет себя математически и разбивается на субатомные частицы подобно пиксельной видеоигре. «Даже время, энергия, пространство, объем — все имеет конечный предел. Если это так, то наша Вселенная является одновременно вычислима и конечна. Эти свойства позволяют Вселенной быть смоделированной», — добавляет Террил.

Так кто же тогда создал эту симуляцию? «Будущие мы», — отвечает Ричард Террил.

Впрочем, не все являются сторонниками гипотезы. «Является ли это логически возможным, что мы находимся в симуляции? Да. Действительно ли мы находимся в симуляции? Я бы сказал нет», — рассказывает Макс Тегмарк, профессор физики в Массачусетском технологическом институте. Для того, чтобы привести убедительный аргумент, необходимо понять фундаментальные законы физики, благодаря которым возможен запуск симуляции. «И если мы живем в симуляции, то мы не имеем ни малейшего понятия, что такое законы физики. Тогда то, что я преподаю в MIT, будет моделируемыми законами физики», — добавляет Макс.

Физик-теоретик Лиза Рэндалл из Гарвардского университета более скептична: «Я не вижу никаких реальных доказательств».

Ричард Террил считает признание того факта, что мы живем в симуляции, изменит правила игры так же, как когда Коперник понял, что Земля не является центром Вселенной. «Это была такая глубокая мысль, что она даже не рассматривалась как предположение». Ученые до Николая Коперникапытались объяснить своеобразное поведение движения планет сложными математическими моделями. «Когда они бросили предполагать, все остальное стало гораздо проще понять», — подчеркивает Террил.

То, что мы можем жить в симуляции, может быть, по мнению Ричарда, является более простым объяснением нашего существования, чем мысль об эволюционировании в самоосознанных существ. Гипотеза симуляции также учитывает странности в квантовой механике — в частности, проблемы измерения, в результате чего все становится определенным только во время наблюдения. Для Тегмарка это не имеет смысла: «У нас есть проблемы в физике, и мы не можем сваливать провалы в их решении на симуляцию».

Как можно проверить гипотезу? С одной стороны, нейрофизиологи могут проверить, возможно ли имитировать человеческий разум. До сих пор машины хорошо играли в шахматы, но может ли машина достичь сознания? Мы не знаем. С другой стороны, ученые могут обнаружить признаки симуляции.

Для Ричарда Террила у гипотезы моделирования есть «красивые и глубокие» последствия. Во-первых, гипотеза обеспечивает научную основу для своего рода жизни после смерти или области реальности за пределами нашего мира: «Вам не нужно чудо, вера или что-нибудь особенное, чтобы в это поверить. Это происходит естественным образом из законов физики». Во-вторых, у человечества в будущем появится возможность создавать свои собственные симуляции и населять их.

Каждый, кто смотрел знаменитый фильм «Матрица», вероятно, спрашивал себя: не живём ли мы в компьютерной симуляции реальности? Двое учёных считают, что смогли ответить на этот вопрос. Зоар Рингель (Еврейский университет в Иерусалиме) и Дмитрий Коврижин (Курчатовский институт) опубликовали совместное исследование проблемы в последнем номере научного журнала Science Advances.

Пытаясь решить проблему компьютерного моделирования квантовой системы, они пришли к выводу, что такая симуляция в принципе невозможна. Создать для неё компьютер нельзя из-за физических возможностей Вселенной.

Учёные, увеличивая число частиц в симуляции, обнаружили, что вычислительные ресурсы, необходимые для моделирования, росли не линейно, а по возрастающей. И для симуляции поведения нескольких сотен электронов требуется компьютер такой мощности, что он должен состоять из гораздо большего числа атомов, чем есть во Вселенной.

Таким образом, компьютер, который мог бы моделировать окружающий нас мир, создать невозможно. Этот вывод учёных утешит не столько тех, кто сомневается в реальности Вселенной, сколько физиков-теоретиков — ведь если нельзя создать компьютер, который будет моделировать и анализировать квантовые явления, то их рабочие места никогда не займут роботы, отметил сайт Американской ассоциации содействия науке, которая издаёт журнал Science Advances.

Один из миллиарда

Не стоит удивляться тому, что серьёзные учёные обсуждают сюжет из области развлекательного кинематографа. В теоретической физике уделяется внимание и куда более причудливым теориям. И некоторые из них с точки зрения стороннего наблюдателя выглядят как чистая фантастика. Одна из интерпретаций квантовой механики (интерпретация Эверетта) предполагает существование параллельных вселенных. А некоторые решения уравнений Эйнштейна теоретически допускают путешествия во времени.

• Кадр из фильма «Матрица»

Научно обоснованную гипотезу смоделированной природы нашего мира выдвинули не писатели-фантасты. Самое известное обоснование этого высказал профессор Оксфорда Ник Бостром в своей работе «Доказательство симуляции».

Бостром не утверждал прямо, что мир вокруг нас создан при помощи вычислительной техники, но выдвинул три варианта будущего (трилемма Бострома). По мнению учёного, человечество или вымрет раньше, чем сможет достичь стадии «постчеловечества» и получить возможность создания симуляции, или, достигнув этой стадии, не станет её создавать, или же мы уже сейчас живём в компьютерной симуляции.

Гипотеза Бострома — это уже не физика, а философия, но на примере открытия Рингеля и Коврижина видно, как из физического эксперимента можно сделать философские выводы. Особенно если эта философия допускает математические расчёты и прогнозирует технологический прогресс человечества. Поэтому трилеммой интересуются не только теоретики, но и практики: самый известный апологет выкладок Бострома — Илон Маск. В июне 2016 года Маск практически не оставил шансов «реальному миру». Отвечая на вопросы журналистов, генеральный директор компаний Tesla и SpaceX заявил, что вероятность реальности нашего мира — один к миллиарду. Однако убедительных доказательств своего утверждения Маск не привёл.

• Илон Маск
• Reuters
• Brian Snyder

Теория Рингеля и Коврижина опровергает слова Маска и настаивает на полной реальности нашего существования. Но стоит отметить, что их выкладки работают только в том случае, если симуляцию реальности рассматривать как продукт компьютерных технологий.

Впрочем, Бостром предполагал, что симуляция не обязательно должна носить характер компьютерной программы, ведь симулировать реальность могут и сны.

Технологий производства сновидений у человечества пока нет, их примерные технические характеристики неизвестны. Это значит, что для них могут и не потребоваться вычислительные мощности всей Вселенной. Следовательно, вероятность появления технологий симуляции сбрасывать со счетов пока рано.

Страшный сон

Однако ни физики, ни философы такими частностями, как конкретное описание моделирования реальности, не занимаются — науке придётся делать слишком много допущений.

Пока с этим справляются писатели и режиссёры. Идея виртуальной реальности молода, но простое перечисление книг, фильмов и компьютерных игр о ней займёт не одну страницу. При этом в основе большинства из них так или иначе лежит страх перед технологиями.

Самое известное произведение подобного рода — фильм «Матрица» — показывает безрадостную картину: реальность симулируется для эксплуатации человечества, создания золотой клетки для него. И такой характер носит большинство фантастических произведений о симуляции мира, которые почти всегда оборачиваются антиутопией.

В жутком рассказе британского фантаста Харлана Эллисона «У меня нет рта, но я хочу кричать» оставшиеся в живых представители человечества существуют под тотальным контролем компьютера-садиста, который моделирует реальность для того, чтобы придумывать им новые изощрённые пытки.

Герой «Тоннеля под миром» Фредерика Пола с ужасом узнаёт, что он и вся его жизнь созданы всего лишь в рамках модели крупной аварии, в которой он ежедневно умирает страшной смертью, чтобы наутро воскреснуть со стёртой памятью.

• Кадр из фильма «Ванильное небо»

А в фильме «Ванильное небо» симуляцию реальности используют для того, чтобы больные люди в состоянии криогенной заморозки ощущали себя счастливыми, хотя их проблемы так и остаются нерешёнными.

Человечество боится симуляции реальности, иначе все эти фильмы и книги вряд ли были бы такими пессимистичными. Так что спасибо Рингелю и Коврижину за прививку оптимизма для всего человечества. Конечно, если их исследование — это не отвлекающий манёвр матрицы.

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

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):

1. Человечество вымрет, так и не став постцивилизацией;
2. Человечество разовьется в постцивилизацию, которая по каким-то причинам не будет заинтересована в моделировании прошлого;
3. Почти наверняка мы живем в компьютерной симуляции

Последний пункт, если коротко, Бостром аргументирует тем соображением, что, если симуляции будут проводиться, то их будет много. Логично предположить, что при этом количество смоделированных людей будет на многие порядки превышать количество когда-либо живших предков базовой цивилизации. Следовательно, вероятность того, что некий случайным образом выбранный человек является объектом эксперимента, равна почти единице.

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.

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.