Maatriks päriselus: kas täiuslik simulatsioon on võimalik?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

20 aastat pärast esimese "Matrixi" ilmumist otsustasid režissöörid filmida neljanda. Selle aja jooksul on palju muutunud: vennad Wachowskid said õdedeks ja teadlased võtsid filmi põhiidee oma südameasjaks: kujutage ette, paljud füüsikud arutavad tõsiselt teooriat, et meie maailm on lihtsalt maatriks ja me oleme digitaalsed. mudelid selles.

Miks peaksid teadlased katsetama teooriat kinost?

Reaalsuseks tõlgituna tundub "Matrixi" idee absurdne: miks peaks keegi looma tohutu virtuaalse maailma - mis on selgelt vaevarikas - ja asustama selle inimestega, meiega? Pealegi ei kannata selle õdede Wachowski filmist pärit idee teostus kriitikat: iga koolilaps teab, et kasutegur ei tohi ületada 100%, mis tähendab, et inimestelt kapslites pole mõtet masinate jaoks energiat hankida – rohkem energiat. kulutatakse nende toitmisele ja soojendamisele, kui nad suudavad masinatele anda.

Nick Bostrom vastas 2001. aastal esimesena akadeemilistes ringkondades küsimusele, kas kellelgi võib vaja minna tervet simuleeritud maailma. Selleks ajaks olid teadlased juba hakanud kasutama arvutisimulatsioone ja Bostrom pakkus, et varem või hiljem hakatakse selliseid arvutisimulatsioone mineviku uurimiseks kasutama. Sellise simulatsiooni raames on võimalik luua üksikasjalikke mudeleid planeedist, sellel elavatest inimestest ja nende suhetest - sotsiaalsetest, majanduslikest, kultuurilistest.

Ajalugu ei saa eksperimentaalselt uurida, kuid mudelites saate läbi viia lugematuid stsenaariume, korraldades kõige pöörasemaid eksperimente – Hitlerist postmodernse maailmani, milles me praegu elame. Sellised katsed pole kasulikud mitte ainult ajaloole: hea oleks ka maailmamajandust paremini mõista, aga kes annab katseid teha korraga kaheksa miljardi päris elava inimesega? Bostrom juhib tähelepanu olulisele punktile. Mudelit on palju lihtsam ja odavam luua kui uut, bioloogiliselt reaalset inimest. Ja see on hea, sest ajaloolane tahab luua üht ühiskonnamudelit, sotsioloog teist, majandusteadlane kolmandat ja nii edasi. Maailmas on palju teadlasi, seega võib paljudes sellistes simulatsioonides tekkivate digitaalsete "inimeste" arv olla väga suur. Näiteks sada tuhat või miljon või kümme miljonit korda rohkem kui "bioloogiliste", päris inimeste arv.

Kui eeldada, et teooria on õige, siis puhtstatistiliselt pole meil peaaegu mingit võimalust olla mitte digitaalsed mudelid, vaid päris inimesed. Oletame, et tsivilisatsiooni poolt igal pool ja kunagi loodud "maatriksi" inimeste koguarv on vaid sada tuhat korda suurem kui selle tsivilisatsiooni esindajate arv. Siis on tõenäosus, et juhuslikult valitud intelligentne olend on bioloogiline, mitte “digitaalne”, väiksem kui sajatuhandik. See tähendab, et kui sellist simulatsiooni tõesti tehakse, olete teie, nende ridade lugeja, peaaegu kindlasti vaid hunnik numbreid äärmiselt arenenud superarvutis.

Bostromi järeldusi kirjeldab hästi ühe tema artikli pealkiri: "…tõenäosus, et elate Maatriksis, on väga suur." Tema hüpotees on üsna populaarne: Elon Musk, üks tema toetajatest, väitis kord, et tõenäosus, et me elame mitte maatriksis, vaid pärismaailmas, on üks miljarditest. Astrofüüsik ja Nobeli preemia laureaat George Smoot usub, et tõenäosus on veelgi suurem ning selleteemaliste teadustööde koguarvu viimase kahekümne aasta jooksul hinnatakse kümnetele.

Kuidas ehitada "Matrixit" päriselus, kui sa seda tõesti tahad?

2012. aastal kirjutas rühm Saksa ja Ameerika füüsikuid sellel teemal teadusliku artikli, mis avaldati hiljem ajakirjas The European Physical Journal A. Kust puhttehnilisest aspektist vaadatuna alustada suure maailma modelleerimist? Nende arvates sobivad selleks kõige paremini aatomituumade moodustumise mudelid, mis põhinevad tänapäevastel kvantkromodünaamika kontseptsioonidel (mis tekitab tugeva tuuma interaktsiooni, mis hoiab prootoneid ja neutroneid tervel kujul). Teadlased mõtlesid, kui raske oleks luua simuleeritud universumit väga suure mudeli kujul, mis pärineb väikseimatest osakestest ja nende koostises olevatest kvarkidest. Nende arvutuste kohaselt nõuab tõeliselt suure universumi üksikasjalik simulatsioon liiga palju arvutusvõimsust – üsna kallis isegi hüpoteetilise tsivilisatsiooni jaoks kaugest tulevikust. Ja kuna detailne simulatsioon ei saa olla liiga mahukas, tähendab see, et tõesti kauged ruumialad on midagi teatrimaastiku sarnast, kuna nende täpseks joonistamiseks lihtsalt ei jätkunud tootmisvõimsust. Sellised kosmosepiirkonnad näevad välja vaid kaugete tähtede ja galaktikatena ning vaatavad piisavalt detailselt, et tänapäeva teleskoobid ei suuda seda "maalitud taevast" praegusest eristada. Kuid on nüanss.

Arvutustes kasutatud arvutite mõõduka võimsuse tõttu ei saa simuleeritud maailm lihtsalt omada sama eraldusvõimet kui tegelik maailm. Kui leiame, et meid ümbritseva reaalsuse "lahutusvõime" on halvem, kui see põhifüüsika põhjal olema peaks, siis elame uurimismaatriksis.

"Simuleeritud olendi puhul on alati võimalus avastada, et see on simuleeritud," järeldavad teadlased.

Kas ma peaksin võtma punase pilli?

2019. aastal avaldas filosoof Preston Greene artikli, milles kutsus avalikult üles isegi mitte proovima teada saada, kas me elame pärismaailmas või mitte. Nagu ta nendib, kui pikaajalised uuringud näitavad, et meie maailmal on piiramatult kõrge "eraldusvõime" ka kõige kaugemates kosmosenurkades, siis selgub, et me elame tõelises Universumis – ja siis raiskavad teadlased ainult aega, et leida. vastus sellele küsimusele…

Kuid see on isegi parim võimalik variant. Palju hullem, kui selgub, et nähtava Universumi "lahutusvõime" on oodatust madalam – ehk kui me kõik eksisteerime ainult arvude kogumina. Asi on selles, et simuleeritud maailmad on nende loojatele teadlastele väärtuslikud ainult seni, kuni nad oma maailma täpselt modelleerivad. Aga kui simuleeritud maailma elanikkond oma virtuaalsust järsku taipab, siis ta kindlasti lõpetab "tavaliselt" käitumise. Mõistes, et nad on maatriksi elanikud, võivad paljud lõpetada töölkäimise, alluda avaliku moraali normidele jne. Mis kasu on mudelist, mis ei tööta?

Green usub, et sellest pole kasu – ja modelleeriva tsivilisatsiooni teadlased võtavad sellise mudeli lihtsalt vooluvõrgust lahti. Õnneks pole isegi oma piiratud "resolutsiooniga" kogu maailma simuleerida kõige odavam nauding. Kui inimkond tõesti võtab punase pilli, saab selle lihtsalt vooluvõrgust lahti ühendada – mistõttu me kõik sureme mitteillusoorsel viisil.

Mis siis, kui elaksime simulatsioonisimulatsioonis?

Ometi pole Preston Greenil täiesti õigus. Teoreetiliselt on mõttekas simuleerida mudelit, mille elanikud said järsku aru, et nad on virtuaalsed. See võib olla kasulik tsivilisatsioonile, mis mingil hetkel ise taipas, et teda modelleeritakse. Samal ajal unustasid selle loojad mudeli mingil põhjusel või ei tahtnud seda keelata.

Sellistel "väikestel meestel" võib olla kasulik simuleerida olukorda, kuhu nende ühiskond on sattunud. Seejärel saavad nad luua mudeli, et uurida, kuidas simuleeritud inimesed käituvad, kui nad mõistavad, et nad on lihtsalt simulatsioon. Kui see nii on, siis pole vaja karta, et meid lülitatakse välja sel hetkel, kui mõistame, et elame maatriksis: selleks hetkeks lasti meie mudel turule.

Kas saate luua täiusliku simulatsiooni?

Ükskõik milline üksikasjalik simulatsioon isegi ühe planeedi kohta kuni aatomite ja subatomiliste osakeste tasemeni on väga ressursimahukas. Eraldusvõime vähendamine võib vähendada inimese käitumise realistlikkust mudelis, mis tähendab, et sellel põhinevad arvutused ei pruugi olla piisavalt täpsed, et simulatsiooni järeldusi reaalsesse maailma kanda.

Lisaks, nagu eespool märkisime, võivad simuleeritavad alati leida tõendeid selle kohta, et neid simuleeritakse. Kas on võimalik sellest piirangust mööda hiilida ja luua mudeleid, mis nõuavad vähem võimsaid superarvuteid, kuid samal ajal lõpmatult kõrget eraldusvõimet, nagu pärismaailmas?

Üsna ebatavaline vastus sellele küsimusele ilmus aastatel 2012-2013. Füüsikud on näidanud, et teoreetilisest vaatenurgast võis meie universum Suure Paugu ajal tekkida mitte mingist väikesest punktist, millel on lõpmatu hulk ainet ja lõpmatu tihedus, vaid väga piiratud ruumipiirkonnast, kus oli peaaegu vahet pole. Selgus, et Universumi "inflatsiooni" mehhanismide raames selle arengu varases staadiumis võib vaakumist tekkida tohutul hulgal ainet.

Nagu märgib akadeemik Valeri Rubakov, kui füüsikud suudavad laboris luua varajase Universumi omadustega ruumipiirkonna, siis selline “Universum laboris” muutub füüsikaseaduste järgi lihtsalt meie oma universumi analoogiks.

Sellise "laboriuniversumi" jaoks on eraldusvõime lõpmatult suur, kuna rangelt võttes on see oma olemuselt materiaalne, mitte "digitaalne". Lisaks ei nõua selle töö "vanemuniversumis" pidevat energiakulu: piisab, kui see loomise ajal sinna üks kord pumbata. Pealegi peab see olema väga kompaktne – mitte rohkem kui see osa eksperimentaalsest seadistusest, milles see "eostatud".

Teoreetilised astronoomilised vaatlused võivad viidata sellele, et selline stsenaarium on tehniliselt võimalik. Praeguse tehnika taseme juures on see puhas teooria. Selle elluviimiseks peate uuesti tegema terve hunniku tööd: esmalt leidke loodusest üles füüsikalised väljad, mida ennustab "laboriuniversumite" teooria ja seejärel proovige õppida nendega töötama (ettevaatlikult, et mitte hävitada meie oma teel).

Sellega seoses esitab Valeri Rubakov küsimuse: kas meie universum pole mitte üks sellistest "laboritest"? Kahjuks on tänapäeval võimatu sellele küsimusele usaldusväärselt vastata. "Mänguuniversumi" loojad peavad jätma "värava" oma töölauamudelile, muidu on neil raske seda jälgida. Kuid selliseid uksi on raske leida, eriti kuna neid saab paigutada mis tahes aegruumi punkti.

Üks on kindel. Bostromi loogikat järgides, kui mõni intelligentsetest liikidest otsustas kunagi luua laboratoorseid universumeid, võivad nende universumite asukad astuda sama sammu: luua oma "taskuuniversum" (tuletage meelde, et selle tegelik suurus on nagu meie oma, seal on väike ja kompaktne on vaid sissepääs sellesse loojate laborist).

Sellest tulenevalt hakkavad tehismaailmad paljunema ja tõenäosus, et oleme inimese loodud universumi asukad, on matemaatiliselt suurem kui see, et me elame ürgses universumis.