我们生活在计算机模拟中吗?

听物理学家和哲学家辩论我们是真实的还是虚拟的

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如果你、我以及宇宙中的每个人和事物实际上是某个巨型电脑游戏中的角色,我们不一定知道。宇宙是一个模拟的想法听起来更像是黑客帝国的情节,但它也是一个合法的科学假设。2016年4月,研究人员在位于美国自然历史博物馆举行的年度艾萨克·阿西莫夫纪念辩论会上思考了这个有争议的观点。

主持人、博物馆海登天文馆馆长尼尔·德格拉斯·泰森认为,我们整个存在是别人硬盘上的一个程序的可能性为50-50。“我认为可能性可能非常高,”他说。他指出,尽管人类和黑猩猩共享超过98%的DNA,但两者之间的智力差距仍然很大。在某个地方可能存在一种智慧远超我们自己的生物。“在他们面前,我们就像流口水的白痴,”他说。“如果是这样,我很容易想象我们生活中的一切都只是其他实体为了娱乐而创造的。”

虚拟思维


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牛津大学哲学家尼克·博斯特罗姆在2003年提出了一个关于模拟假设的流行论点,他认为,拥有巨大计算能力的高级文明成员可能会决定运行他们祖先的模拟。他们可能拥有运行许多此类模拟的能力,以至于绝大多数思维实际上是此类模拟中的人工思维,而不是原始的祖先思维。因此,简单的统计数据表明,我们更有可能属于模拟思维。

还有其他理由认为我们可能是虚拟的。例如,我们对宇宙了解得越多,它似乎就越基于数学定律。也许这不是必然的,而是我们所居住宇宙本质的一种体现。“如果我是电脑游戏中的一个角色,我最终也会发现规则似乎完全是严格且数学化的,”麻省理工学院的宇宙学家马克斯·泰格马克说。“这只是反映了编写它的计算机代码。”

此外,信息论的思想不断出现在物理学中。“在我的研究中,我发现了一件非常奇怪的事情,”马里兰大学的理论物理学家詹姆斯·盖茨说。“我被引导到了纠错码——它们是使浏览器工作的代码。那么,为什么它们会出现在我研究的关于夸克、电子和超对称的方程中呢?这让我清楚地认识到,我再也不能说像马克斯这样的人是疯子了。”

怀疑的空间

然而,并非所有小组成员都同意这种推理。“如果你正在为你的问题寻找IT解决方案,也许这只是当下的潮流,”泰森指出。“有点像如果你是锤子,那么所有问题看起来都像钉子。”

哈佛大学的理论物理学家莉萨·兰德尔说,未来大多数思维将是人工的而不是生物的这种统计论点也不是必然的。“这只是没有基于明确定义的概率。这个论点说你会有很多东西想要模拟我们。实际上我对这一点有疑问。我们主要对我们自己感兴趣。我不知道为什么这个更高级的物种会想要模拟我们。”兰德尔承认,她不太明白为什么其他科学家甚至会接受宇宙是一个模拟的这种概念。“我实际上非常想知道为什么这么多人认为这是一个有趣的问题。”她认为这个想法被证明是真的可能性“实际上为零”。

这种听起来像存在主义的假设通常本质上是无法检验的,但一些研究人员认为他们可以找到实验证据来证明我们生活在一个电脑游戏中。一种想法是,程序员可能会为了使模拟更容易运行而偷工减料。“如果存在一个宇宙的底层模拟,它也像我们一样存在有限的计算资源问题,那么物理定律就必须放在有限体积内的一组有限点上,”麻省理工学院的物理学家佐赫雷·达武迪说。“然后我们回头看看我们发现了什么样的特征,这些特征告诉我们我们是从非连续时空开始的。”例如,这种证据可能以撞击地球的宇宙射线中不寻常的能量分布形式出现,这表明时空不是连续的,而是由离散点组成的。“作为一名物理学家,这就是能说服我的证据,”盖茨说。然而,证明相反的情况——宇宙是真实的——可能更难。“你不会得到我们没有生活在模拟中的证明,因为我们得到的任何证据都可能是模拟的,”纽约大学哲学教授大卫·查尔默斯说。

生命、宇宙和一切

如果结果证明我们真的生活在黑客帝国的版本中,那又怎样呢?“也许我们生活在模拟中,也许没有,但如果我们是,嘿,也没那么糟糕,”查尔默斯说。

“我的建议是走出去做真正有趣的事情,”泰格马克说,“这样模拟器就不会关闭你。”

但有些人更沉思,说这种可能性提出了一些重要的精神问题。“如果模拟假设是有效的,那么我们就打开了通往永生和复活以及形式上在宗教领域讨论过的事物的大门,”盖茨建议道。“原因很简单:如果我们是计算机中的程序,那么只要我有一台没有损坏的计算机,我就可以随时重新运行该程序。”

如果有人在某个地方创造了我们的模拟,这会使这个实体成为上帝吗?“我们在这个宇宙中可以创造模拟世界,这并没有什么可怕的,”查尔默斯说。“我们的创造者并没有特别可怕,他只是下一个宇宙中的某个青少年黑客。”换个角度来看,我们本质上是我们自己计算机造物的主宰。“当我们编写马里奥程序时,我们不认为自己是神,即使我们有权控制马里奥跳多高,”泰森说。“没有理由认为他们是全能的,仅仅因为他们控制着我们所做的一切。”模拟宇宙引入了另一种令人不安的可能性。“如果程序中出现一个错误导致整个程序崩溃会怎么样?”泰森说。

更多探索

我们的数学宇宙。 马克斯·泰格马克。Vintage Press, 2015.

大众科学在线

非量子量子。 大卫·童; 2012年12月。

克拉拉·莫斯科维茨大众科学的高级编辑,她在那里负责报道天文学、太空、物理学和数学。她在大众科学工作了十年;之前她在Space.com工作。莫斯科维茨曾对火箭发射、航天飞机升空和着陆、亚轨道太空飞行训练、山顶天文台等进行现场报道。她拥有卫斯理大学的天文学和物理学学士学位,以及加州大学圣克鲁兹分校的科学传播研究生学位。

更多作者:克拉拉·莫斯科维茨
SA Special Editions Vol 25 Issue 5s本文最初以“我们生活在计算机模拟中吗?”为标题发表于SA 特刊 第 25 卷第 5s 期(),第 84 页
doi:10.1038/scientificamericansciencestories1216-84
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