Czy żyjemy w symulacji? Szanse są około 50–50

Nieczęsto komik przyprawia astrofizyka o gęsią skórkę, kiedy omawia prawa fizyki. Ale komik Chuck Nice właśnie to zrobił w ostatnim odcinku podcastu StarTalk. Gospodarz programu Neil deGrasse Tyson rozmawiał o simulation hypothesis – pomysł, że możemy być wirtualnymi istotami żyjącymi w symulacji komputerowej. Jeśli tak, symulacja najprawdopodobniej stworzyłaby percepcję rzeczywistości na żądanie, zamiast symulować całą rzeczywistość przez cały czas – podobnie jak gra wideo zoptymalizowana pod kątem renderowania tylko części sceny widocznych dla gracza. „Może dlatego nie możemy podróżować szybciej niż prędkość światła, ponieważ gdybyśmy mogli, bylibyśmy w stanie dostać się do innej galaktyki” – powiedział Nice, współgospodarz programu.

Takie rozmowy mogą wydawać się nonszalanckie. Ale od czasu, gdy Nick Bostrom z Uniwersytetu Oksfordzkiego napisał przełomową pracę na temat argumentów za symulacyjną rzeczywistością w 2003 roku, filozofowie, fizycy, technolodzy a nawet komicy zmagali się z ideą, że nasza rzeczywistość jest symulakrum. Niektórzy próbowali zidentyfikować sposoby, w jakie możemy rozpoznać, czy jesteśmy istotami symulowanymi. Inni próbowali obliczyć prawdopodobieństwo, że będziemy wirtualnymi bytami. Teraz nowa analiza pokazuje, że szanse, że żyjemy w podstawowej rzeczywistości – czyli egzystencji, która nie jest symulowana – są prawie równe. Ale badanie pokazuje również, że gdyby ludzie kiedykolwiek rozwinęli umiejętność symulowania świadomych istot, przeważnie bylibyśmy wirtualnymi mieszkańcami cudzego komputera. (Zastrzeżenie do tego wniosku jest takie, że nie ma zgody co do tego, co oznacza termin „świadomość”, nie mówiąc już o tym, jak można by ją symulować).

W 2003 Bostrom wyobraził sobie cywilizację technicznie zaawansowaną, która posiada ogromną moc obliczeniową i potrzebuje ułamka tej mocy, aby zasymulować nową rzeczywistość ze świadomymi istotami w nich. Biorąc pod uwagę ten scenariusz, jego argument symulacyjny pokazał, że przynajmniej jedno twierdzenie z następującego tryematu musi być prawdziwe: po pierwsze, ludzie prawie zawsze wymierają, zanim osiągną etap symulacji. Po drugie, nawet jeśli ludzie dojdą do tego etapu, jest mało prawdopodobne, aby byli zainteresowani symulowaniem własnej przeszłości. Po trzecie, prawdopodobieństwo, że żyjemy w symulacji, jest tak samo prawdopodobne jak to ze w niej nie żyjemy.

Przed Bostromem film Matrix odegrał już swoją rolę w spopularyzowaniu pojęcia symulowanych rzeczywistości. Idea ta ma głębokie korzenie w zachodnich i wschodnich tradycjach filozoficznych, od alegorii jaskini Platona po marzenie motyla Zhuang Zhou. Niedawno Elon Musk jeszcze bardziej podsycił koncepcję, że nasza rzeczywistość jest symulacją: „Szanse na to, że jesteśmy w rzeczywistości podstawowej, wynoszą miliardy” – powiedział na konferencji w 2016 roku.

„Musk ma rację, zakładając, że [twierdzenia] pierwsze i drugie z tryematu są fałszywe” – mówi astronom David Kipping z Columbia University. „Jak możesz to założyć?”

Aby lepiej zrozumieć argument symulacyjny Bostroma, Kipping zdecydował się skorzystać z rozumowania bayesowskiego. Ten typ analizy wykorzystuje twierdzenie Bayesa, nazwane na cześć Thomasa Bayesa, osiemnastowiecznego angielskiego statystyka i ministra. Twierdzenie Bayesa twierdzenie teorii prawdopodobieństwa, wiążące prawdopodobieństwa warunkowe dwóch zdarzeń warunkujących się nawzajem. Twierdzenie stanowi podstawę teoretyczną wnioskowania bayesowskiego, oraz sieci bayesowskich stosowanych w eksploracji danych.

Kipping rozpoczął od przekształcenia trylematu w dylemat. Złożył pierwszą i drugą propozycje w jedno stwierdzenie, ponieważ w obu przypadkach ostateczny rezultat jest taki, że nie ma żadnych symulacji. Zatem dylemat ten stawia hipotezę fizyczną (nie ma symulacji) z hipotezą symulacji (istnieje rzeczywistość podstawowa – i są też symulacje). „Po prostu przypisujesz wcześniejsze prawdopodobieństwo każdemu z tych modeli” – mówi Kipping. „Po prostu przyjmujemy zasadę obojętności, która jest domyślnym założeniem, gdy nie masz żadnych danych ani skłonności”.

Tak więc każda hipoteza ma prawdopodobieństwo równe połowie, tak jakby ktoś chciał rzucić monetą, aby zdecydować o zakładzie.

Następny etap analizy wymagał rozważenia rzeczywistości „parous” – takich, które mogą generować inne rzeczywistości – i rzeczywistości „nulliparous” – takich, które nie mogą symulować rzeczywistości potomnej. Gdyby hipoteza fizyczna była prawdziwa, prawdopodobieństwo, że żyjemy w nulliparous, byłoby łatwe do obliczenia: byłoby to 100%. Następnie Kipping wykazał, że nawet w hipotezie symulacyjnej większość symulowanych rzeczywistości byłaby nulliparous. Dzieje się tak, ponieważ w miarę jak symulacje generują więcej symulacji, zasoby obliczeniowe dostępne dla każdej kolejnej generacji kurczą się do tego stopnia, że zdecydowana większość rzeczywistości nie ma mocy obliczeniowej niezbędnej do symulacji rzeczywistości potomnej, która może pomieścić świadome istoty.

Połącz to wszystko w formułę bayesowską, a otrzymamy odpowiedź: prawdopodobieństwo, że żyjemy w podstawowej rzeczywistości, jest prawie takie samo, jak prawdopodobieństwo, że jesteśmy symulacją – z szansami przechylającymi się na korzyść rzeczywistości podstawowej tylko o odrobinę.

Te prawdopodobieństwa zmieniłyby się radykalnie, gdyby ludzie stworzyli symulację ze świadomymi istotami w środku, ponieważ takie zdarzenie zmieniłoby szanse, które wcześniej przypisaliśmy hipotezie fizycznej. „Możesz od razu wykluczyć tę [hipotezę]. Wtedy pozostaje tylko hipoteza symulacji”- mówi Kipping. „W dniu, w którym wynajdziemy tę technologię, zmieni się prawdopodobieństwo z 50–50, że jesteśmy prawdziwi, do prawie na pewno, że nie jesteśmy prawdziwi, zgodnie z tymi obliczeniami. To byłoby bardzo dziwne świętowanie naszego geniuszu”.

Konsekwencją analizy Kippinga jest to, że biorąc pod uwagę aktualne dowody, Musk nie ma racji co do prawdopodobieństwa jednego na miliard, który przypisuje nam, że żyjemy w podstawowej rzeczywistości. Bostrom zgadza się z wynikiem – z pewnymi zastrzeżeniami. „Nie jest to sprzeczne z argumentem symulacyjnym, który jedynie stwierdza coś o rozłączeniu”, twierdzenie, że jedno z trzech twierdzeń trylematu jest prawdziwe.

Takie spory są ważne, ponieważ nie ma dowodów na poparcie jednej hipotezy względem innych. Sytuacja uległaby zmianie, gdybyśmy mogli znaleźć dowody symulacji. Czy mógłbyś więc wykryć usterkę w Matrixie?

Houman Owhadi, ekspert w dziedzinie matematyki obliczeniowej z California Institute of Technology, przemyślał tę kwestię. „Jeśli symulacja ma nieskończoną moc obliczeniową, nie ma możliwości, abyś zobaczył, że żyjesz w wirtualnej rzeczywistości, ponieważ może ona obliczyć, co chcesz, w stopniu realizmu, jaki chcesz” – mówi. „Jeśli to coś można wykryć, musisz zacząć od zasady, że [ma] ograniczone zasoby obliczeniowe”. Pomyśl jeszcze raz o grach wideo, z których wiele opiera się na sprytnym oprogramowaniu, aby zminimalizować obliczenia wymagane do zbudowania wirtualnego świata.

Dla Owhadi najbardziej obiecującym sposobem poszukiwania potencjalnych paradoksów stworzonych przez takie komputerowe skróty są eksperymenty z fizyką kwantową. Systemy kwantowe mogą istnieć w superpozycji kwantowej (quantum superposition), a ta superpozycja jest opisana matematyczną abstrakcją zwaną funkcją falową. W standardowej mechanice kwantowej akt obserwacji powoduje, że funkcja falowa przypadkowo zapada się do jednego z wielu możliwych stanów. Fizycy są podzieleni co do tego, czy proces zapaści jest czymś rzeczywistym, czy tylko odzwierciedla zmianę w naszej wiedzy o systemie. „Jeśli to tylko czysta symulacja, nie ma załamania” – mówi Owhadi. „Wszystko jest rozstrzygane, kiedy się na to patrzy. Reszta to tylko symulacja, jak podczas grania w te gry wideo”.

W tym celu Owhadi i jego koledzy pracowali nad pięcioma koncepcyjnymi odmianami eksperymentu z podwójną szczeliną, z których każda ma na celu wywołanie symulacji. Przyznaje jednak, że na tym etapie nie wiadomo, czy takie eksperymenty mogą się udać. „Te pięć eksperymentów to tylko przypuszczenia” – mówi Owhadi.

Zohreh Davoudi, fizyk z University of Maryland w College Park, również podzielała pomysł, że może ujawnić się symulacja z ograniczonymi zasobami obliczeniowymi. Jej praca koncentruje się na silnych oddziaływaniach lub silnej sile jądrowej – jednej z czterech podstawowych sił natury. Równania opisujące silne oddziaływania, które spajają kwarki, tworząc protony i neutrony, są złożone. W przeciwieństwie do wszelkich domniemanych supercywilizacji posiadających nieograniczoną moc obliczeniową, muszą polegać na skrótach, aby te symulacje były wykonalne obliczeniowo. Najbardziej zaawansowanym wynikiem, jaki udało się badaczom osiągnąć, jest symulacja pojedynczego jądra helu, które składa się z dwóch protonów i dwóch neutronów.

Istnieje bardziej oczywista odpowiedź: brzytwa Ockhama, która mówi, że przy braku innych dowodów najprostsze wyjaśnienie jest bardziej prawdopodobne. Hipoteza symulacji jest złożona, zakładając rzeczywistości zagnieżdżone w rzeczywistości, a także symulowane byty, które nigdy nie mogą stwierdzić, że znajdują się wewnątrz symulacji. „Ponieważ jest to przede wszystkim zbyt skomplikowany, wyszukany model, na pierwszym miejscu trzeba użyć brzytwy Ockhama, naprawdę powinno być to odrzucone, w porównaniu z prostym, naturalnym wyjaśnieniem” – mówi Kipping.

Może w końcu żyjemy w rzeczywistości podstawowej – niezależnie od Matriksa, Muska i dziwnej fizyki kwantowej.

Źródło: Anil Ananthaswamy

A Bayesian Approach to the Simulation Argument

On Testing the Simulation Theory

Zdjęcia: agsandrew / Shutterstock.com

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x