我们生活在计算机模拟中吗?

我们周围的世界只是一场精心设计的计算机模拟吗?
Chad Baker/Ryan McVay/Photodisc/Thinkstock

什么是真实的?这个问题困扰并逗乐了无数人。作为人类,我们只能直接感知周围环境的一小部分。从个人角度来看,现实似乎相当有限。互联网是真的吗?我是真的吗?你是吗?

许多哲学家都提出了现实是幻觉的观点。该理论的一个最新版本于2003年成为新闻。当时,牛津大学的哲学家尼克·博斯特罗姆提出了一个有趣的问题:如果我们的现实实际上是存在于某种其他现实中的计算机世界呢?起初,你可能会对此嗤之以鼻。但博斯特罗姆的论点引人入胜。

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首先,博斯特罗姆说,假设我们将在技术上达到一个可以创建宇宙模拟版本——甚至可能是我们自己的宇宙副本——的地步。这可能是奇点,即人类利用对技术和生物学的理解而超越人类。博斯特罗姆认为,如果我们可以创建宇宙模拟,我们几乎肯定会这样做。此外,我们可能会创建尽可能多的模拟,以便更多地了解我们自己的宇宙,以及其他原因。

其次,我们假设模拟宇宙中的虚拟居民拥有与我们相似的特征,包括意识,但却不知道他们身处模拟之中。博斯特罗姆指出,如果这在技术上是可能的,那么我们现在还没有生活在计算机模拟中,这几乎是不可能的。

那是因为我们不能假设某种其他形式的智能生物——无论是人类还是其他——尚未达到那个技术里程碑,并创造了我们现在所生活的模拟。我们所能观察和测试的一切都将存在于模拟的领域内,从而无法给我们任何线索,表明我们的现实实际上只是一堆二进制数据(零和一)。

更令人费解的是,我们的宇宙可能是一个模拟中的模拟,而我们反过来又可以创建自己的模拟。这变成了一系列令人眼花缭乱的宇宙套娃,每一个都包含在另一个宇宙之中。

博斯特罗姆说,这并不意味着我们肯定生活在计算机模拟中。事实可能是我们不可能达到能够将宇宙模拟到那种程度的地步。这可能是由于技术限制,或者可能意味着人类在达到模拟如此规模宇宙所需的复杂程度之前就灭绝了。这并不是一个令人愉快的景象。

就哲学论证而言,这是一个难题。但为什么止步于此呢?三位物理学家提出,也许有一种方法可以检测我们的宇宙是否真是一个高级视频游戏。

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请稍候,宇宙正在加载

西拉斯·R·比恩、佐赫雷赫·达乌迪和马丁·J·萨维奇认为宇宙作为计算机模拟的设想引人入胜。他们开始思考如何可能确定我们自己的宇宙是否是一个数值模拟。这一切都始于格点规范理论和量子色动力学(QCD)。

我们知道宇宙中有四种基本力:强核力、电磁力、弱核力和引力。格点规范理论和QCD关注强核力,它是将亚原子粒子束缚在一起的力。它是四种基本力中最强的,但作用范围也最短。

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量子色动力学是一种解释强力在四维时空中基本性质的理论。利用高性能计算(HPC),研究人员可以模拟一个极小的宇宙,以研究QCD。它处于飞米尺度,比纳米尺度还要小。纳米是米的十亿分之一——飞米是米的千万亿分之一,即10-15米。

在这个模拟中,研究人员使用格点结构来表示时空连续体。如果我们可以某种方式缩小到足以进入这个宇宙内部,我们或许可以通过观察某些能量如何与格点相互作用来检测它是一个构造体。

在我们的宇宙中,这种能量可能是宇宙射线。如果科学家能够观察到宇宙射线的行为,就像我们自己的宇宙周围存在一个格点一样,那将表明我们实际上身处一个使用与格点规范理论相同技术的计算机模拟中。

我们将需要开发足够复杂和强大的技术来探测这些宇宙射线并测量它们的行为,以注意到格点结构。这种方法还假设了其他一些限制条件:

  • 设计模拟的实体遵循了与研究人员在QCD实验中相似的做法。
  • 这些实体工作资源有限,这意味着我们的宇宙也将是有限的。
  • 宇宙的设计者并未积极阻止我们发现我们身处模拟之中。

如果你的思绪还没有飞转,那么让我们继续思考生活在计算机模拟中到底意味着什么。

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那现在怎么办?

生活在模拟中会改变什么吗?
iStockphoto/Thinkstock

我们先说明一点:模拟论证并不能证明我们生活在计算机模拟中。该论证建立在假设之上。如果其中一个或多个假设被证明是错误的,那么该论证就无效。

除此之外,这个论证是不可证伪的。一个可证伪的理论是可以在实验或观察中被驳倒的理论。科学和科学方法都依赖于可证伪性。如果一个理论没有任何标准可以被驳倒,那么它是不可证伪的,也是不科学的。例如,如果我声称你总是被一只2英尺高(0.6米高)的隐形、无法触摸且不发出任何声音的老鼠跟踪,那这就是不可证伪的。没有办法反驳我的说法,这使其脱离了科学的范畴。

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模拟论证属于这一类别——如果我们采用三位物理学家提出的测试方法,一个否定的结果并不一定意味着我们可以权威地断言我们不在模拟中。也许模拟会阻止我们发现真相。这就是为什么该论证是哲学性的而非科学性的原因。但为了论证,如果我们的宇宙只是一个模拟,那对我们来说意味着什么呢?

如果我们永远无法知道,那么一切都没有理由改变。从我们的角度来看,宇宙将一如既往。但想象一下,如果我们找到一种方法,毫无疑问地证明我们身处计算机模拟之中。

其宗教影响将是巨大的。我们将有证据表明存在某种创造者。这个创造者可能与我们的宗教偶像相似,也可能不相似。任何关于我们的宇宙只是一个模拟的宣告都可能在广泛人群中遭遇怀疑和否认。其文化和社会影响是巨大的。

从实际的日常角度来看,事情可能不会改变太多。即使我们所知道和能够知道的一切都是模拟,我们仍然存在于那个宇宙中。我们仍然吃饭、呼吸、生活和死亡。无论我们身处现实还是某个其他现实的虚拟世界,我们周围的条件都不会改变。

如果我们找到某种方式与创造模拟的生物互动,情况可能会有所改变。这可能意味着我们的世界与电影《黑客帝国》中的世界相似——通过改变一些代码,我们最终可能会彻底改变自己或我们的环境。或者它可能意味着他们对自己的模拟感到厌倦并将其完全关闭。

最终,我们目前无法知道我们的宇宙是否是一个模拟。但这确实会让你思考,不是吗?

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更多信息

作者注

我第一次对这个概念感兴趣是在我大学修哲学课的时候。这似乎是一个有趣——尽管无解——的问题:现实是幻觉吗?我们知道周围有很多我们无法感知的事情正在发生,而且我们的大脑会影响我们对事件的感知。但这种主观体验会深入到什么程度呢?然后,在2012年,计算机模拟的故事再次浮出水面,因为物理学家提出了一个可能的测试,可以表明我们都只是计算机数据。我敢肯定,最终我真的不想知道。

相关文章

  • Beane, Silar R. 等人。《宇宙作为数值模拟的约束条件》(Constraints on the Universe as a Numerical Simulation)。康奈尔大学图书馆。2012年11月9日。(2012年12月1日) http://arxiv.org/pdf/1210.1847v2.pdf
  • Bostrom, Nick。《你生活在计算机模拟中吗?》(Are You Living In A Computer Simulation?)。哲学季刊,第53卷,第211期,第243-255页。
  • Dillow, Clay。《我们如何知道我们没有生活在一个巨大的计算机模拟中?》(How Do We Know We're Not Living Inside A Massive Computer Simulation?)。PopSci。2012年10月11日。(2012年12月1日) http://www.popsci.com/technology/article/2012-10/how-do-we-know-were-not-living-inside-massive-computer-simulation
  • RationalWiki。《模拟论证》(Simulation argument)。2012年9月4日。(2012年12月1日) http://rationalwiki.org/wiki/Simulation_argument
  • Scholarpedia。《格点规范理论》(Lattice gauge theories)。2012年3月29日。(2012年12月1日) http://www.scholarpedia.org/article/Lattice_gauge_theories
  • Smoot Group。《强核力》(The Strong Nuclear Force)。(2012年1月) http://aether.lbl.gov/elements/stellar/strong/strong.html

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