真實?虛幻?電影《星際迷航》系列、《創(chuàng):戰(zhàn)紀(jì)》以及《黑客帝國》誕生之前,哲學(xué)家們常常懷疑現(xiàn)實世界只不過是一個夢。而如今,哲學(xué)家們還需要考慮另一種可能性,那就是現(xiàn)實世界是否只是一個計算機(jī)程序虛擬生成的環(huán)境。
科幻場景
當(dāng)然,這種可能性不大,但不能排除這種可能性。計算機(jī)模擬了各種各樣的事情,一些科學(xué)家已經(jīng)認(rèn)真地思考,即使自然界所謂實實在在的石頭,可能也只不過是一些聰明的外星少年的科學(xué)項目做出來的。
大多數(shù)人對這種設(shè)想不屑一顧。即便這種設(shè)想是真的,那又怎么樣呢?你還是該干嗎干嗎。在3個世紀(jì)以前,戈特·萊布尼茨就曾經(jīng)指出,這世界上所有的物質(zhì)只不過是世界非常真實地呈現(xiàn)在你面前,你所聽到的、看到的經(jīng)過推理后不會覺得是世界在欺騙你。也就是說,沒有辦法區(qū)別和分辨現(xiàn)實世界與模擬世界,也沒辦法確定任何人是他自己。
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這樣思考下去是很受束縛的。試想一下,如果程序員設(shè)定程序來模仿一個類似人類現(xiàn)在居住的宇宙,那么要區(qū)別軟件模擬的石頭和有著真實手感的指頭并不會很難。
西拉斯·比恩和他的同事最近發(fā)布在網(wǎng)上的一篇論文指出,物理學(xué)家們已經(jīng)嘗試用計算機(jī)模擬宇宙,只是這種模擬的宇宙很小。利用量子色動力學(xué)的方程,用數(shù)學(xué)方法來控制原子核的強(qiáng)大引力將原子核凝聚在一起。事實上物理學(xué)家經(jīng)常模擬叫作夸克的亞原子粒子的相互作用,以此來觀察核物質(zhì)的反應(yīng)。
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模擬的方式比求解方程組的方式更加簡單,求解方程組需要無限的精度,相反,計算機(jī)模擬的方式是通過對每個“格狀集合”進(jìn)行計算,這種“格狀集合”是彼此緊密結(jié)合的點的集合,非常近似于現(xiàn)實世界中距離無限近的粒子的集合。在對“格狀集合”的模擬運算中,點的集合以飛米數(shù)量級的距離分裂(1飛米相當(dāng)于千萬億分之一米,是非常小的單位)。在這個運算中,模擬的宇宙的直徑通常只有幾飛米。
“宇宙”如此之小,不太可能引起人們的興趣,因為人們對夸克這種大小的東西從來不感興趣。但是宇宙之所以如此小,是因為當(dāng)前的計算機(jī)運算能力有限,兩者是相關(guān)的。
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比恩和同事在文章中寫到,“理論上講,未來的計算機(jī)模擬會努力擴(kuò)展到對每個像素?zé)o限的精細(xì)和對時間空間體量無限的擴(kuò)大。”
關(guān)于計算機(jī)運算能力增長的假設(shè),研究人員預(yù)測,大概130年以后可以達(dá)到模擬人體的運算能力。由于這樣的模擬運算是對人體原子級別活動的模擬(用數(shù)學(xué)方法描述原子核增加電子關(guān)聯(lián)并不十分復(fù)雜),在這種模擬情形下將出現(xiàn)人體的思維和動作活動。再過幾百年或者幾千年,如果不受目光短淺或者預(yù)算不夠等限制的話,計算機(jī)運算能力能夠?qū)崿F(xiàn)對人們所期望的任何尺寸大小的宇宙的模擬。
西雅圖的原子核理論研究所學(xué)者比恩、華盛頓大學(xué)的合作者佐赫雷達(dá)·伍迪和馬丁·薩維奇在文章中寫道:“如果計算機(jī)可以擁有足夠高性能的計算能力,那么未來的科學(xué)家們很可能
會嘗試實現(xiàn)對分子、細(xì)胞和人體的完全模擬運算,甚至超越這種運算。”
也許你只是一個模擬運算生成的機(jī)器人,卻沒有任何人知道。但是現(xiàn)在比恩和他的同事已經(jīng)先行一步,發(fā)現(xiàn)了這種模擬運算很可能留下蛛絲馬跡,這些線索能夠被人類科學(xué)家發(fā)現(xiàn)。盡管這些科學(xué)家很可能只是“虛擬運算生成的科學(xué)家。”
一個可能性很大的線索是宇宙中高能宇宙射線的分布細(xì)節(jié)。在一個充滿了原尺寸等量(而不是模擬的格狀集合近似值)的宇宙中,應(yīng)該能夠看到均衡分布在各個方向的宇宙射線貫穿整個宇宙空間。但是如果以一個格狀集合模擬現(xiàn)實世界,宇宙射線方向的分布會發(fā)生傾斜。如果未來的觀測者們有充分的理由認(rèn)定宇宙高能射線分布的矛盾存在,那么所謂“現(xiàn)實世界”將暴露成為一個殘酷的騙局。
一些令人困惑的物理問題可以通過模擬運算假設(shè)的方式來解釋。多年來,物理學(xué)家們一直在思考導(dǎo)致宇宙膨脹的神秘加速,表面上看這種加速是由少量隱藏在宇宙空間真空中“暗能量”造成的。專家認(rèn)為真空中的能量應(yīng)該為精確的零。但如果宇宙是一個計算機(jī)模擬生成的,比恩和同事指出,一個輕微的真空能量的非零值可能由于在計算機(jī)運算中的舍入誤差而出現(xiàn)。
更有趣的是,要考慮到在模擬宇宙的大爆炸微波輻射中會留下的、隱藏在宇宙微波中程序開發(fā)者信息的可能性。好吧,這是個題外話。但如果這種信息存在的話,那么將存在一種可能,人類可以將信息回饋給模擬宇宙的開發(fā)者。
也許一個模擬的宇宙會提供一些額外福利:在一個有著無限精確規(guī)則的宇宙中,人類的自由將只能算是一種幻想。在模擬生成的框架中,規(guī)則將不再那么的嚴(yán)苛,也許模擬宇宙本身就自帶模擬的充滿自由意志的居民。或許正是因為這樣,你才有了夢想。
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