人类生活在计算机模拟程序中?也许是 但这无关紧要

2017年01月04日 09:19 新浪科技 微博
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我们的宇宙也许是由造物主创造出来的。我们的宇宙也许是由造物主创造出来的。
超级计算机正变得越来越强大。超级计算机正变得越来越强大。

  新浪科技讯 北京时间1月4日消息,据国外媒体报道,你是真实存在的吗?那么我呢?这一度是只有哲学家才会考虑的问题。科学家则负责解答我们的世界究竟是什么样子的、为什么会这样。但在当下一些大胆的猜测面前,科学家似乎也开始将目光投向了这个问题。一些物理学家、宇宙学家和技术专家认为,我们其实活在一个规模巨大的计算机模拟程序中,过着《黑客帝国》中一样的虚拟生活,却错误地认为眼前的世界是真实存在的。

  这当然违背了我们的直觉。身边的世界太过真切,不可能是模拟出来的。手中茶杯的重量,咖啡散发的香气,耳边围绕的种种声响——这些体验如此丰富,怎么可能是虚假的呢?但想一想过去几十年间、我们在计算机和信息技术领域取得的巨大进步。计算机游戏变得越来越真实, VR模拟器更是变得越来越引人入胜。

  这足以使你产生疑心了。

  《黑客帝国》将这一假设以前所未有的清晰程度展现在了我们面前。在该电影中,人类被邪恶力量封锁在一个虚拟世界之中,却毫不怀疑地认为这个世界是“真实”的。而在此之前,1983年大卫·柯南伯格(David Cronenberg)拍摄的《录像带谋杀案》(Videodrome)和1985年泰瑞·吉列姆(Terry Gilliam)拍摄的《妙想天开》(Brazil)亦体现了这一思想。

  这些反乌托邦电影向我们提出了两个问题:我们将如何发觉这一事实?这一事实究竟重不重要?许多名人都是这一观点的支持者。

图为特斯拉和SpaceX公司CEO伊隆·马斯克。图为特斯拉和SpaceX公司CEO伊隆·马斯克。

  2016年6月,科技企业家伊隆·马斯克(Elon Musk)断言,我们生活在“现实”世界中的可能性只有十亿分之一。无独有偶,谷歌的机器智能大师雷·库茨韦尔(Ray Kurzweil)也提出,“也许我们整个宇宙只不过是另外一个宇宙中某个初中生的科学实验而已”。

  不仅如此,一些科学家还认真考虑了这种可能性。2016年4月,几名科学家在纽约自然历史博物馆针对这一问题展开了辩论。他们并不认为人类的肉身像《黑客帝国》中一样,被禁闭在阴暗的容器中,身上连着各种管子。但他们指出,我们周围的宇宙或许并不是真正的宇宙,并且至少有两种表现形式。

  麻省理工学院宇宙学家阿兰·古斯(Alan Guth)提出,我们的宇宙可能只是由超级智能生物开展的某种实验,就像生物学家培育微生物群落一样。古斯表示,从理论上而言,我们无法排除通过人为的大爆炸凭空创造出一个充满了物质和能量的宇宙的可能性。并且,这些智慧生命无法摧毁它们创造出的宇宙。新的宇宙拥有自己专属的时空,并迅速脱离母宇宙,并与之失去联系。

  这种假设并没有改变任何事情。我们的宇宙也许就是在某种“超级智慧生物”的试管中诞生的,但它依然像“自然”诞生的宇宙一样“真切”。不过,另一种假设更加夺人眼球,因为它足以颠覆我们所理解的“现实”这一概念。

  马斯克和其他持相似看法的人提出,人类完全是计算机模拟出来的产物,就像电脑游戏里的人物一样。甚至连我们的大脑也是模拟出来的,会对模拟出的感觉做出反应。这样看来,我们根本“无从逃离”。这里就是我们生存的地方,并且我们唯有在这里才能生存下去。但我们凭什么相信这样的假设呢?理由很简单:我们已经做出了一系列模拟,而若是利用更先进的技术,我们就能实现终极模拟,让人们产生现实生活般的真实体验。

  我们不仅在游戏中使用计算机模拟,也用其开展了科学研究。科学家试图用计算机模拟出这个世界,尺度小到亚原子级,大到整个人类社会或星系,甚至整个宇宙。例如,针对动物的计算机模拟能帮助我们分析它们是如何演变出群居等复杂行为的。还有一些模拟能帮助我们理解行星、恒星和星系的形成过程。我们还能利用简单的“代理人”,根据特定规则做出选择,从而模拟人类社会。这能让我们更好地了解合作是如何出现的,城市是如何形成的,道路交通和经济是如何发挥作用的,诸如此类,不一而足。

科学家模拟出了宇宙的诞生过程。科学家模拟出了宇宙的诞生过程。
科学家模拟出了宇宙的诞生过程。科学家模拟出了宇宙的诞生过程。

  随着计算机变得愈发强大,这些模拟结果也愈加复杂。目前,一些对人类行为的模拟已经在试图描述人类的认知过程了。研究人员预计,不久之后,这些“代理人”的决策过程就将不仅限于“如果……就……”的规则了。他们将赋予“代理人”简单的大脑模型,看它们作何反应。谁说我们在短期内创造不出拥有意识的“计算机代理人”、也就是虚拟的人类呢?我们对大脑的了解和测绘已经取得了很大进步,量子计算机也将为我们提供广泛的计算机资源,使这样的现实离我们越来越近。若这一天真的来临,我们将开展大量计算机模拟工作,数据量将远远超出我们生活的“真实”世界。

  那么,宇宙中的其它智慧生命达到这一水平了吗?如果它们已经达到了这一水平,我们便有充分的理由相信,我们其实生活在模拟程序之中,这一可能性无疑大大增加。

  牛津大学哲学家尼克·博斯特洛姆(Nick Bostrom)认为这一假设有三种可能性:

  1)外星智慧生命从未达到过这一阶段,因为它们可能已经提前灭绝了;或者

  2)它们达到了这一水平,但出于某种原因,决定不开展这样的模拟;或者

  3)我们极可能生活在模拟程序之中。

  问题在于,这三种选择究竟哪一种最可信呢?

  天体物理学家、诺贝尔奖得主乔治·斯穆特(George Smoot)提出,我们没有理由相信第一点和第二点。

  诚然,目前有许多问题都是由人类引发的,如气候变化、核武器和大规模物种灭绝的,但这些问题都不足以使人类走向灭绝。此外,我们也不应认为详细的、栩栩如生的计算机模拟在理论上是无法实现的。斯穆特补充说,既然我们已经知道了宇宙中的行星分布得何其广泛,就不该认为我们是宇宙中最先进的智慧生命,否则就太傲慢自大了。

  那么第二种选项呢?出于伦理原因,我们或许不会进行这样的模拟。创造出虚拟生命,让他们相信自己真的存在、并且拥有自由意愿,也许不是一种正当的做法。但斯穆特认为这种可能性不大。毕竟,我们如今开展各种模拟的主要原因便是为了更好地了解真实的世界,从而改善环境、拯救生命。因此,我们这么做是有充分理由的。

  这样一来,就只剩下第三个选项了:我们也许就生活在模拟程序之中。但这依然只是假设,我们能找到证据吗?许多研究人员认为,这要取决于模拟的好坏。最好的方法就是寻找程序中的漏洞,如物理法则的前后不一致等。

  此外,已逝的人工智能专家马克·明斯基(Marvin Minsky)提出,我们还可以通过另一种方法证明我们生活在虚拟程序当中。计算过程中的“四舍五入”会导致一些程序错误。例如,当某一事件有几种不同的可能结果时,它们的概率之和应当为零。而如果我们发现概率之和不为零,就说明哪里出了差错。

  一些科学家指出,我们已经找到了充分的理由,足以说明我们生活在虚拟程序之中。理由之一便是,我们的宇宙看上去像是精心设计出来的一样。自然界中的各种常数,如基本力的强度等,数值竟刚好符合生命形成的条件。若是哪怕有一点差别,原子就不再稳定,恒星也无法形成。这一直是宇宙学中最难解释的未解之谜之一。

我们能够模拟出完整的星系簇。我们能够模拟出完整的星系簇。
宇宙的运作过程就像数学一样。宇宙的运作过程就像数学一样。

  一种可能的解释是“多重宇宙理论”。也许在类似宇宙大爆炸的事件中,产生了大量宇宙,每个宇宙中都有着不同的物理法则,有些宇宙也许刚好适合生命的形成条件。而如果我们恰好不在这样的宜居宇宙中,根本就无从提出上述问题,因为我们压根就不存在。然而,平行宇宙理论纯属猜测。要说我们的宇宙是模拟出的产物、参数都经过了刻意的微调,多少还可信一些。

  虽然存在这种可能性,但理由依然不充分。毕竟,我们的造物主所在的“真实”宇宙可能也经历了一系列微调,让它们得以生存。这样一来,“我们生活在模拟程序中”的假设就无法解释这一谜团了。还有些人指出,现代物理中有一些十分诡异的发现,这或许能说明模拟程序出了差错。

  研究微观世界的量子力学就云集了各种古怪的研究结果。例如,物质和能量看上去都很零碎。此外,我们观测宇宙的分辨率似乎也有一定限制。如果我们想研究体积更小的事物,它们看起来就会“一片模糊”。斯穆特表示,量子物理中这些令人困惑的现象正是计算机模拟时可能出现的情况,但这只是一个粗略的类比。也许粒子并不是物质的基本组成,而是由于我们对现实的理解程度有限导致的结果。

  还有一种看法认为,宇宙似乎是按照数学法则运行的,就像计算机程序一样。一些物理学家指出,现实也许仅仅是数学而已。麻省理工学院的马克斯·泰格马克(Max Tegmark)表示,如果物理法则建立在计算机算法的基础上,这正是我们可能看到的结果。

  不过,这一观点就像一个无穷无尽的循环。例如,如果某个超级智慧生命对自己生存的“真实”世界进行了模拟,它们肯定会以自己宇宙中的物理法则为依据。这样一来,我们的世界之所以是由数学构成的世界,就并不是因为它在计算机中运行,而是因为“真实”的世界也是如此。

  反过来说,模拟并不需要建立在数学法则之上,它们完全可以随机运行。我们不清楚它是否会产生连贯一致的结果,但关键是,我们无法利用宇宙表现出来的数学规则反推出它的“真实情况”。不过,马里兰大学的詹姆斯·盖茨(James Gates)认为,有一个更加确切的理由让我们怀疑物理法则受到了计算机模拟的支配,。

宇宙的运作过程就像数学一样。宇宙的运作过程就像数学一样。

  盖茨在亚原子粒子的尺度上研究物质。他指出,主宰这些粒子行为的物理法则有某些特征类似于在计算机中操纵数据时用来纠错的代码。因此,这些法则是否有可能就是计算机代码呢?也许吧。不过,我们总是在先进技术的基础上对自然进行解读,将物理法则解读为纠错代码只是最近的例子之一。

  牛顿力学一度使宇宙显得像一套如钟表般规律的装置;而在计算机时代刚刚到来时,基因也曾被视作一种拥有存储和读取功能的数字编码。我们似乎总喜欢把当前最受关注的事物投射到物理法则之中。要找到我们生活在模拟程序当中的证据可谓极其困难。除非这一模拟程序漏洞百出,否则它的测试结果就很难用其它方法来解释。

  斯穆特指出,我们也许永远也无法得知真相,因为我们的思维不足以应付这一任务。毕竟,我们在设计模拟游戏中的“代理人”时,它们必须遵循游戏规则,而不能颠覆这些规则。我们的思维也许就受到了这样的限制。不过,我们用不着太担心自己只是由计算机操控的信息,因为一些物理学家认为,“真实”的世界也不过如此。

  量子理论本身就常常从信息和计算的角度予以表达。一些物理学家认为,从根本上而言,自然也许不是纯粹的数学,而是纯粹的信息:也就是比特,就像计算机使用的0和1。颇具影响力的物理学家约翰·惠勒(John Wheeler)将这一理念命名为“It From Bit”(一切源自比特)。

  这样看来,从基本粒子间的相互作用开始,世间发生的一切都是由电脑计算出来的。 “宇宙可以被看成一台巨大的量子计算机,”麻省理工学院的赛斯·劳埃德(Seth Lloyd)说道,“如果研究一下宇宙的’内脏‘,也就是尺度最小的物质结构,就会发现其中除了正在进行数字运算的量子比特之外,什么也没有。”这触及到了物质的实质。如果现实仅仅是信息而已,那么无论我们是否身处模拟程序之中,我们的“真实”程度都毫无差别。

  这些信息究竟是受自然操控、还是由超级智慧生命控制?这两者究竟有何区别?它们看似没什么区别,除非我们的造物主故意干涉模拟进程,甚至将模拟程序关闭。还有,我们对此到底该作何反应呢?泰格马克建议,我们最好走出家门,享受生活,以防哪天造物主对我们感到无聊了。这当然只是句玩笑话。毕竟我们享受生活的原因远不止这些。但这却在不经意间暴露了整个概念存在的一些问题。

  “这次模拟变得没意思了,还是关了它、开始下一个吧。”就像库茨韦尔认为这是外星世界的学校项目一样,这种假设同样把我们的“造物主”想象成了玩电脑游戏的青少年。

  博斯特洛姆提出的三种假设也有“唯我论”之嫌,总结出来就是“我们会做电脑游戏,我猜超级智慧生物也会做,只不过它们的更高端!”在想象超级智慧生物可能怎么做、甚至猜测它们的身体构成时,我们总是从自身情况猜起。然而,我们对它们的情况依然一无所知。

我们的宇宙可以被看成一台量子计算机。我们的宇宙可以被看成一台量子计算机。
量子世界违背了我们的直觉。量子世界违背了我们的直觉。

  此外,许多“宇宙模拟说”理论的支持者在年轻时都是狂热的科幻爱好者,这也绝非巧合。这也许激发了他们对未来世界和外星生命的丰富想象,但或许也导致他们将这些想象投射到了人类社会当中。

  哈佛大学物理学家丽莎·蓝道尔(Lisa Randall)可能意识到了这些局限,她一直不明白一些同事为什么对“宇宙模拟说”如此热衷。在她看来,这根本无法改变我们看待和分析世界的方式。她的困惑并不是简单的“挑衅”,而是对我们理解“现实”的方式的质疑。

  毫无疑问,伊隆·马斯克肯定也不会相信自己的亲朋好友只是计算机改写了他的意识之后创造出来的产物。一部分原因是,我们的思维不可能长时间接受这样的事实。但更关键的一点是,我们心里很清楚,唯一有价值的现实便是我们亲身体验的现实,而不是现实“背后”假想出来的世界。

  不过,表面现象和我们的感觉“背后”究竟有什么奥秘呢?这方面没什么新的研究成果,因为哲学家若干世纪以来一直在研究这个问题。

  柏拉图曾提出,我们所感知的现实就像投射到洞穴墙壁上的影子。伊曼努尔·康德(Immanuel Kant)也曾断言,虽然我们感知到的表面现象之下也许隐藏着“事物的本质”,但我们永远都不得而知。勒内·笛卡尔(René Descartes)提出了著名的“我思故我在”,认为思考的能力是存在的唯一有意义的标准。

  “世界模拟说”既借鉴了古老的哲学观点,又利用了最新的科学技术加以解读。这样想想没什么坏处。就像许多哲学难题一样,这能够激励我们对自己的假设和预想加以检验。但在能证明我们所体验到的事物和“真实”的事物之间存在天壤之别、以致于使我们的观测结果和行为表现发生了巨大变化之前,这些猜想并不会改变我们对“现实”的理解。

  18世纪早期,哲学家乔治·贝克莱(George Berkeley)提出,世界仅仅是一个幻象而已。而英国作家塞缪尔·约翰逊(Samuel Johnson)驳斥了这一观点,并宣称“我驳倒了它”——然后踢了一块石头。约翰逊并没有真的驳倒任何东西。但他或许做出了正确的反应。(叶子)

  图1:

  图2:我们的宇宙也许是由造物主创造出来的。

  图3:超级计算机正变得越来越强大。

  图4:科学家模拟出了宇宙的诞生过程。

  图5:我们只是计算机模拟出的产物吗?

  图6:我们能够模拟出完整的星系簇。

  图7:宇宙的运作过程就像数学一样。

  图8:归根结底,宇宙也许就是数学。

  图9:量子世界一片模糊,情况不明。

  图10:我们的宇宙可以被看成一台量子计算机。

  图11:量子世界违背了我们的直觉。

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