آیا ما در یک شبیه سازی زندگی می کنیم؟

توسط Anil Ananthaswamy – علمی آمریکایی 14 اکتبر 2020

کمیک Chuck Nice در اپیزود اخیر پادکست StarTalk موفق به انجام کاری تازه شد. نیل د گراس تیسون ، مجری برنامه ، به تازگی بحث شبیه سازی را توضیح داد ، این ایده که ما می توانیم موجوداتی مجازی باشیم که در یک شبیه سازی رایانه ای زندگی می کنیم. در این صورت ، به احتمال زیاد شبیه سازی به جای اینکه تمام واقعیت را شبیه سازی کند ، برداشت از واقعیت را در صورت تقاضا ایجاد می کند  ، دقیقاً مانند یک بازی ویدئویی بهینه شده می باشد تا فقط قسمت های صحنه را برای یک بازیکن قابل مشاهده کند. نیس ، مجری برنامه ، گفت: “شاید به همین دلیل است که ما نمی توانیم سریعتر از سرعت نور سفر کنیم ، زیرا اگر این امر شدنی بود ، می توانستیم به کهکشان دیگری برسیم.” فیزیکدان نجومی با ابراز خوشحالی از این فکر گفت: “قبل از اینکه بتوانند آن را برنامه ریزی کنند.” “بنابراین برنامه نویسی این محدودیت را تعیین کرد.”

چنین مکالمه هایی ممکن است ساده بنظر برسد. اما از زمانی که نیک بوستروم از دانشگاه آکسفورد مقاله ای اساسی درباره استدلال شبیه سازی در سال 2003 نوشت ، فلاسفه ، فیزیکدانان ، فن آوران و، کمدین ها با این ایده که واقعیت ما شبیه به هم است ، دست و پنجه نرم می کنند. برخی سعی کرده اند روش هایی را شناسایی کنند که در آن ما می توانیم تشخیص دهیم اگر موجودات شبیه سازی شده هستیم ، دیگرانی هستند که سعی در محاسبه شانس موجودیت مجازی بودن ما را دارند.

 اکنون یک تحلیل جدید نشان می دهد که احتمالاتی که ما در واقعیت پایه زندگی می کنیم – یعنی وجودی که شبیه سازی نشده است – تقریباً یکنواخت است. اما این مطالعه همچنین نشان می دهد که اگر انسان توانایی شبیه سازی موجودات هوشیار را پیدا کند ، آنگاه موضوع به طرز قاطعی به سمت ما نیز متمایل می شود ، زیرا در آنصورت ما در دنیای رایانه شخص دیگری هستیم. (نکته قابل توجه در مورد این نتیجه گیری این است که توافق کمی در مورد معنای اصطلاح “آگاهی” وجود دارد ، چه رسد به اینکه چگونه ممکن است شخص آن را شبیه سازی کند).

در سال 2003 ، بوستروم تمدنی ماهر از نظر فنی را تصور کرد که دارای قدرت محاسباتی بی نظیری است و به بخشی از این قدرت برای شبیه سازی واقعیت های جدید با موجودات آگاه در آن نیاز دارد. با توجه به این سناریو ، استدلال شبیه سازی او نشان داد که حداقل یک گزاره در سه گانه زیر باید درست باشد: اول ، انسانها تقریباً همیشه قبل از رسیدن به مرحله شبیه سازی باهوش منقرض می شوند. دوم ، حتی اگر انسان ها به آن مرحله برسند ، بعید به نظر می رسد علاقه مند به شبیه سازی گذشته اجدادی خود باشند. و سوم ، احتمال اینکه ما در یک شبیه سازی زندگی می کنیم نزدیک به یک است.

قبل از بوستروم ، فیلم ماتریکس سهم خود را برای رواج مفهوم واقعیت های شبیه سازی شده انجام داده بود. و این ایده ریشه های عمیقی در سنت های فلسفی غربی و شرقی دارد ، از تمثیل غار افلاطون گرفته تا رویای پروانه ژوانگ ژو. اخیراً ، ایلان ماسک سوخت بیشتری به این مفهوم داد که واقعیت ما یک شبیه سازی است و درکنفرانس 2016 گفت:” احتمال اینکه در واقعیت پایه قرار بگیریم یک در  میلیارد است. “

دیوید کیپینگ ستاره شناس از دانشگاه کلمبیا می گوید: ” نظر ماسک درست است اگر تصور کنید که گزاره های یک و دو سه گانه نادرست باشد.” ” اما چگونه می توانید این را فرض کنید؟”

Kipping برای دستیابی بهتر به بحث شبیه سازی Bostrom ، تصمیم گرفت که به استدلال بیزی متوسل شود. در این نوع تجزیه و تحلیل از قضیه بیز استفاده می شود که به اسم توماس بیز ، آمارشناس و وزیر انگلیسی قرن 18 نامگذاری شده است. تجزیه و تحلیل بیزی به شما این امکان را می دهد که با اتخاذ پیش فرضهایی در مورد آن چیزی که تجزیه و تحلیل می شود (اختصاص دادن “احتمال” قبلی به آن) ، احتمال وقوع اتفاقی (که “احتمال” پسین نامیده می شود) را محاسبه کند.

کار کیپینگ با تبدیل سه گانه به یک معضل آغاز شد. او گزاره های یک و دو را در یک جمله جمع کرد ، زیرا در هر دو مورد ، نتیجه نهایی این است که هیچ شبیه سازی وجود ندارد. بنابراین ، معضل فرضیه فیزیکی (هیچ شبیه سازی وجود ندارد) را در برابر فرضیه شبیه سازی قرار می دهد (یک واقعیت پایه وجود دارد – و شبیه سازی هایی نیز وجود دارد). کیپینگ می گوید: “شما فقط به هر یک از این مدل ها احتمال قبلی را اختصاص می دهید.” “ما فقط اصل بی تفاوتی را فرض می کنیم ، که فرض پیش فرض زمانی است که شما به هیچ وجه داده یا تمایلی نداشته باشید.”

بنابراین هر فرضیه احتمالاً نصفش را می گیرد ، درست مثل اینکه یک نفر برای تصمیم گیری با یک سکه ، روی آن سکه بزند.

مرحله بعدی تجزیه و تحلیل نیاز به تفکر در مورد واقعیتهای “متفرقه” – آنهایی که می توانند واقعیتهای دیگری ایجاد کنند – و واقعیتهای “پوچ” – واقعیتهایی که نمی توانند واقعیتهای فرزندان را شبیه سازی کنند. اگر فرضیه فیزیکی درست باشد ، محاسبه احتمال اینکه ما در یک جهان پوچ زندگی می کنیم آسان و100 درصد خواهد بود. کیپینگ  سپس نشان داد که حتی در فرضیه شبیه سازی ، بیشتر واقعیت های شبیه سازی شده پوچ هستند. دلیل این امر آنست که با شبیه سازی بیشتر شبیه سازی ها ، منابع محاسباتی موجود برای هر نسل بعدی تا حدی کاهش می یابد که اکثر قریب به اتفاق واقعیت ها کسانی خواهند بود که قدرت محاسباتی لازم برای شبیه سازی واقعیت های فرزندان را ندارند که توانایی میزبانی موجودات آگاه را دارند.

همه اینها را در یک فرمول بیزی متصل کنید ، و جوابی که بدست می آید: احتمال خلفی که در واقعیت پایه زندگی می کنیم تقریباً مشابه احتمال خلفی شبیه سازی – با شیب هایی که به نفع واقعیت پایه دارند ، می باشد.

اگر انسان شبیه سازی با موجودات هوشیار درون آن را ایجاد کند ، این احتمالات به طرز چشمگیری تغییر خواهد کرد ، زیرا چنین اتفاقی احتمالاتی را که قبلاً به فرضیه فیزیکی اختصاص داده بودیم تغییر می دهد. “شما فقط می توانید این [فرضیه] را منتفی کنید. پس فقط فرضیه شبیه سازی برای شما باقی مانده است. Kipping می گوید. “روزی که ما این فناوری را ابداع کنیم ، شانس 50-50 را کاهش می دهد که ما واقعی هستیم ، مطابق این محاسبات ، مطمئناً واقعی نیستیم. آن روز جشن بسیار عجیبی از نبوغ ما خواهد بود. “

نتیجه تحلیل کیپینگ این است که ، با توجه به شواهد موجود ، ماسک در مورد احتمال یک میلیارد ی که توصیف می کند زندگی در واقعیت پایه است ، اشتباه می کند. بستروم با نتیجه موافق است – با برخی از هشدارها. وی می گوید: “این با استدلال شبیه سازی ، كه فقط چیزی در مورد انشعاب ادعا می كند ، منافاتی ندارد” ، این ایده كه یكی از سه گزاره سه گانه درست است ،

اما بوستروم با انتخاب کیپینگ برای اختصاص احتمالات مساوی قبلی به فرضیه فیزیکی و شبیه سازی در ابتدای تجزیه و تحلیل ، مشکل دارد. وی می گوید: “استناد به اصل بی تفاوتی در اینجا بسیار متزلزل است.” “یکی می تواند به همان اندازه از سه گزینه اصلی من استناد کند ، که به آنها یک سوم فرصت می دهد. یا می توان فضای ممکن را به روش دیگری شکل داد و به نتیجه ای رسید که آرزو می کند. “

چنین ادعاهایی معتبر است زیرا هیچ مدرکی برای اثبات ادعای دیگران وجود ندارد. اگر بتوانیم شواهدی از یک شبیه سازی پیدا کنیم ، این وضعیت تغییر خواهد کرد. بنابراین می توانید یک اشکال در ماتریس را تشخیص دهید؟

هومن اوحدی ، متخصص ریاضیات محاسباتی در انستیتوی فناوری کالیفرنیا ، در مورد این سوال فکر کرده است. او می گوید: “اگر شبیه سازی قدرت محاسبه نامحدود داشته باشد ، به هیچ وجه نمی توانید ببینید که در یک واقعیت مجازی زندگی می کنید ، زیرا این امر می تواند هر آنچه را که می خواهید به میزان واقع بینی مورد نظر شما محاسبه کند.” “اگر این مورد قابل تشخیص باشد ، شما باید از این اصل شروع کنید که [دارای] منابع محاسباتی محدود است.” دوباره به بازی های ویدیویی فکر کنید ، بسیاری از آنها به برنامه نویسی هوشمندانه متکی هستند تا محاسبات مورد نیاز برای ساخت یک دنیای مجازی را به حداقل برسانند.

به طور طبیعی ، شما شروع به پرسیدن می کنید ، اگر امروز یک هسته اتمی را شبیه سازی کردید ، شاید در عرض 10 سال ، ما می توانستیم یک هسته بزرگتر را انجام دهیم. شاید در طی 20 یا 30 سال ، ما بتوانیم یک مولکول بسازیم. “داوودی می گوید. “در 50 سال ، چه کسی می داند ، شاید شما بتوانید کاری به اندازه چند اینچ ماده انجام دهید. شاید در طی 100 سال یا بیشتر ، بتوانیم مغز [انسان] را انجام دهیم.

داوودی فکر می کند که رایانه های کلاسیک به زودی به دیوار برخورد می کنند. او می گوید: “شاید در 10 تا 20 سال آینده ، ما در واقع محدودیت های شبیه سازی كلاسیك سیستم های فیزیكی را خواهیم دید.” بنابراین ، او نگاه خود را به محاسبات کوانتومی معطوف می کند ، که با تکیه بر سوپراپوزیسیون و سایر اثرات کوانتومی ، مشکلات محاسباتی خاصی را قابل حل می کند که از طریق رویکردهای کلاسیک غیرممکن است. داوودی می گوید: “اگر محاسبات کوانتومی واقعاً تحقق یابد ، به این معنا که این یک گزینه محاسباتی قابل اعتماد برای ما در مقیاس بزرگ است ، پس ما می خواهیم دوره کاملاً متفاوتی از شبیه سازی را وارد کنیم.” “من شروع به فکر کردن در مورد چگونگی انجام شبیه سازی های خود در مورد فیزیک فعل و انفعالات قوی و هسته های اتمی می کنم اگر یک کامپیوتر کوانتومی داشته باشم که قابل استفاده باشد.”

همه این عوامل داوودی را به گمانه زنی درباره فرضیه شبیه سازی سوق داده است. اگر واقعیت ما شبیه سازی باشد ، شبیه ساز احتمالاً زمان صرفه جویی را نیز برای صرفه جویی در منابع محاسباتی ایجاد می کند (البته با این فرض که از مکانیزم های مشابه فیزیکدانان ما برای آن شبیه سازی استفاده می کند). چنین زمان فضایی گسسته را می توان به طور بالقوه در جهتی که پرتوهای کیهانی با انرژی بالا می رسند مشاهده کرد: آنها به دلیل شکستن تقارن چرخشی به اصطلاح جهت آسمانی دارند.

داوودی می گوید: “تلسکوپ ها” هنوز هیچ انحرافی از آن عدم تغییر چرخشی مشاهده نکرده اند. و حتی اگر چنین تأثیری دیده شود ، شواهدی بی چون و چرا نیست که نشان می دهد ما در یک شبیه سازی زندگی می کنیم. واقعیت پایه می تواند خصوصیات مشابهی داشته باشد.

کیپینگ ، با وجود مطالعه خودش ، نگران این است که کار بیشتر در مورد فرضیه شبیه سازی روی یخ های نازک باشد. او می گوید: “مسلماً قابل آزمایش نیست که آیا در شبیه سازی زندگی می کنیم یا نه.” “اگر قابل جعل نیست ، پس چگونه می توانید ادعا کنید که واقعاً علمی است؟”

برای وی ، پاسخ واضح تری وجود دارد: تیغ Occam’s ، که می گوید در صورت عدم وجود شواهد دیگر ، ساده ترین توضیح درست است. فرضیه شبیه سازی دقیق است ، با فرض واقعیت هایی که بر روی واقعیت ها قرار گرفته اند و همچنین موجوداتی شبیه سازی شده هستند که هرگز نمی توانند بگویند که درون یک شبیه سازی هستند. کیپینگ می گوید: “از آنجا که در وهله اول ، تیغ اوکام بسیار مدل پیچیده و مفصلی است ، بنابراین در مقایسه با توضیحات ساده طبیعی ، واقعاً باید مورد پسند واقع شود.”