آیا ما در یک شبیهسازی زندگی میکنیم؟ احتمال آن تقریبا 50-50 است.
تعیین این که آیا ما در کامپیوتر شخص دیگری ساکن هستیم یا نه، ممکن است به تحقیقا تپیشرفته در هوش مصنوعی یا اندازه‌گیری‌هایی در مرزهای کیهانشناسی منجر شود.
معمول نیست که یک کمدین، هنگام بحث در مورد قوانین فیزیک با یک اخترفیزیکدان، مو به تن او سیخ کند. اما چک نایس کمدین در قسمت اخیر پادکست ستارتالک (Star Talk) این کار را کرد.
نیل دگراس تایسون، میزبان برنامه، استدلال شبیهسازی را توضیح داد- این ایده که ما میتوانیم موجوداتی مجازی باشیم که در یک شبیهسازی رایانهای زندگی میکنیم.
در این صورت، شبیهسازی به احتمال زیاد، به جای این که تمام واقعیت‌ها را به طور مداوم شبیه سازی کند، ادراک واقعیت‌ها را در صورت تقاضا ایجاد میکند. بسیار شبیه به یک بازی ویدیویی بهینه شده که فقط قسمت‌های قابل مشاهده در صحنه برای بازیکن را ارائه میکند. نایس گفت: “شاید به همین دلیل است که ما نمی‌توانیم سریعتر از سرعت نور، سفر کنیم، زیرا اگر میتوانستیم، میتوانستیم به کهکشانی دیگر برویم، “مجری دیگر برنامه تایسون را وا میدارد که با خوش‌رویی صحبت را قطع کند. اختر فیزیکدان خوشحال در مورد این فکر، گفت: “قبل از اینکه بتوانند آن را برنامه‌ریزی کنند “.” بنابراین برنامه‌نویس این محدودیت را می‌گذارد”.
چنین مکالمه‌هایی ممکن است ساده به نظر برسد. اما از زمانی که نیک بوستروم از دانشگاه آکسفورد، مقاله‌ای اساسی درباره استدلال شبیهسازی در سال 2003 نوشت، فلاسفه، فیزیکدانان، فنآوران و بله، کمدین‌ها با این ایده که واقعیت ما یک شبیهسازی است، در کشمکش هستند. برخی سعی کرده‌اند روش‌هایی را شناسایی کنند که به وسیله آنها تشخیص دهیم که آیا موجودات شبیهسازی شده هستیم یا نه. برخی سعی کرده‌اند احتمال موجودیت مجازی ما را محاسبه کنند. اکنون یک تحلیل جدید نشان می‌دهد احتمالات این که ما در یک واقعیت پایه زندگی میکنیم – به معنای وجودی که شبیهسازی نشده است- تقریباً یکسان هستند. اما این مطالعه همچنین نشان می‌دهد اگر انسان‌ها توانایی شبیهسازی موجودات آگاه را پیدا کنند احتمالات تماما به نفع ما تغییر میکند، همچنین، ساکن مجازی بودن در رایانه شخصی دیگر. (نکته قابل توجه در مورد این نتیجه‌گیری این است که توافق کمی در مورد معنای اصطلاح “آگاهی” وجود دارد، چه رسد به اینکه چگونه ممکن است کسی آن را شبیهسازی کند).
در سال 2003، بوستروم، تمدنی ماهر از نظر فنی را تصور کرد که دارای قدرت محاسباتی بی‌نظیری است و به بخشی از این قدرت برای شبیهسازی واقعیت‌های جدید با موجودات آگاه در آن نیاز دارد.
با توجه به این سناریو، استدلال شبیهسازی او نشان داد که حداقل یک گزاره در سه گانه زیر باید درست باشد:
اولاً، انسان‌ها تقریباً همیشه قبل از رسیدن به مرحله شبیهسازی، منقرض می‌شوند. دوم، حتی اگر انسان‌ها به آن مرحله برسند، بعید به نظر می‌رسد علاقه‌مند به شبیهسازی گذشته اجدادی خود باشند و سوم، احتمال اینکه ما در یک شبیهسازی زندگی میکنیم نزدیک به یک است.
قبل از بوستروم، فیلم ماتریکس قبلاً سهم خود را برای رواج مفهوم واقعیت‌های شبیهسازی شده انجام داده بود و این ایده ریشه‌های عمیقی در سنت‌های فلسفی غربی و شرقی دارد، از تمثیل غار افلاطون گرفته تا رویای پروانه ژوانگ ژو. اخیراً، ایلان ماسک سوخت بیشتری به این مفهوم که واقعیت ما شبیهسازی است، داد: وی سال ۲۰۱۶ در یک کنفرانس گفت: “احتمال اینکه در واقعیت پایه قرار داشته باشیم یک در میلیارد است.”
دیوید کیپینگ ستاره‌شناس از دانشگاه کلمبیا میگوید: “اگر تصور کنید که گزاره‌های یک و دو در سهگانهها نادرست باشد، ماسک درست میگوید” “چگونه می‌توانید این را فرض کنید؟”
برای لمس بهتر استدلال شبیهسازی بوستروم، کیپینگ تصمیم گرفت که به استدلال بیزی(Bayesian) متوسل شود. در این نوع تجزیه و تحلیل از قضیه بیز استفاده میشود که به نام توماس بیز، آماره‌شناس و وزیر قرن 18 انگلیسی است.
تجزیه و تحلیل بیزی به شما این امکان را می‌دهد که با در نظر گرفتن فرض‌هایی در مورد آن چیزی که تجزیه و تحلیل میشود (احتمال “پیشین” نام دارد )، احتمال وقوع آن (احتمال “پسین” نام دارد) را محاسبه کنید.
کیپینگ با تبدیل سهگانهها به یک معما آغاز کرد. او گزاره‌های یک و دو را یک جمله کرد، زیرا در هر دو مورد، نتیجه نهایی این است که هیچ شبیهسازی وجود ندارد. بنابراین، معضل فرضیه فیزیکی (هیچ شبیهسازی وجود ندارد) را در برابر فرضیه شبیهسازی قرار می‌دهد(یک واقعیت پایه وجود دارد – و شبیه‌سازی‌هایی نیز وجود دارد). کیپینگ میگوید: “شما فقط به هر یک از این مدل‌ها احتمال قبلی را اختصاص می‌دهید.”ما فقط اصل بی‌تفاوتی را فرض میکنیم، که یک پیش‌فرض برای زمانی است که شما به هیچوجه داده یا تمایلاتی نداشته باشید.”بنابراین هر فرضیه احتمال قبلی 2/1 را می‌گیرد، درست مثل وقتی که یک نفر با توجه به روی سکه برای شرط‌بندی تصمیم‌گیری میکند. مرحله بعدی تجزیه و تحلیل نیاز به تفکر در مورد واقعیت‌های “متفرقه” – آن‌هایی که می‌توانند واقعیت‌های دیگری ایجاد کنند – و واقعیت‌های “پوچ” – واقعیت‌هایی که نمی‌توانند واقعیت‌های زاییده شده را شبیهسازی کنند.
اگر فرضیه فیزیکی درست باشد، محاسبه احتمال اینکه ما در یک جهان پوچ زندگی میکنیم آسان خواهد بود: 100 درصد خواهد بود. کیپینگ سپس نشان داد که حتی در فرضیه شبیهسازی، بیشتر واقعیت‌های شبیهسازی شده پوچ هستند. دلیل این امر آنست که وقتی شبیه‌سازی‌ها، شبیهسازی می‌کنند، منابع محاسباتی موجود برای هر نسل بعدی تا حدی کاهش می‌یابد تا جایی که اکثر واقعیت‌ها مواردی خواهند بود که قدرت محاسباتی لازم برای شبیهسازی واقعیت‌های زایشی که توانایی میزبانی موجودات آگاه را دارند، ندارند. همه این‌ها را به یک فرمول بیزی وارد کنید و جواب به دست می‌آید: احتمال پسین که ما در واقعیت پایه زندگی میکنیم تقریباً مشابه احتمال پسین شبیهسازی بودن ما است – با احتمالاتی اندک متمایل به واقعیت پایه. اگر انسان شبیهسازی موجودات هوشیار درون آن را انجام داده باشد، این احتمالات به طرز چشمگیری تغییر خواهد کرد، زیرا چنین اتفاقی، احتمالاتی را که قبلاً به فرضیه فیزیکی اختصاص داده بودیم تغییر می‌دهد.
شما فقط می‌توانید این [فرضیه] را بلافاصله منتفی کنید. کیپینگ میگوید: ” پس فقط فرضیه شبیهسازی برای شما باقی مانده است. “روزی که ما این فناوری را ابداع کنیم، احتمالات را کمی به بهتر از 50-50 که با توجه به محاسبات، ما واقعی هستیم، مطمئناً واقعی نیستیم، می‌رساند. 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 در میلیارد که درباره زندگی ما در واقعیت پایه توصیف میکند، اشتباه میکند. بوستروم با نتیجه موافق است – با برخی از هشدارها: “این با استدلال شبیهسازی ، که فقط چیزی راجع به انشعاب ادعا میکند ، مغایرتی ندارد” این ایده که یکی 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 میگوید: “استناد به اصل بی‌تفاوتی در اینجا بسیار متزلزل است.”
“می‌توان آن را به همان اندازه با استفاده از سه گزینه اصلی من استناد کرد، که به هر یک از آنها، یک سوم فرصت می‌دهد. یا می‌توان فضای احتمال را به روشی دیگر درآورد و هر نتیجه‌ای را که مدنظر است به‌دست آورد. “چنین ادعاهایی معتبر است زیرا هیچ مدرکی برای اثبات ادعای دیگران وجود ندارد. اگر بتوانیم شواهدی از یک شبیهسازی پیدا کنیم، این وضعیت تغییر خواهد کرد. پس آیا می‌توانید یک اشکال در ماتریکس را تشخیص دهید؟ هومن اوحدی، متخصص ریاضیات محاسباتی در انستیتوی فناوری کالیفرنیا، در مورد این سوال فکر کرده است. “اگر این مورد قابل تشخیص باشد، شما باید از این اصل که منابع محاسباتی محدود دارد، شروع کنید”. دوباره به بازی‌های ویدیویی فکر کنید، بسیاری از آنها به برنامه‌نویسی هوشمندانه متکی هستند تا محاسبات مورد نیاز برای ساخت یک دنیای مجازی را به حداقل برسانند. برای اوحدی، امیدوارکننده‌ترین راه برای جستجوی پارادوکس‌های بالقوه ایجاد شده توسط چنین میان‌برهای محاسباتی، آزمایش‌های فیزیک کوانتوم است. سیستم‌های کوانتومی می‌توانند در یک برهم‌نهی از حالت‌ها وجود داشته باشند و این برهم‌نهی توسط یک انتزاع ریاضی به نام تابع‌موج توصیف میشود. در مکانیک کوانتوم استاندارد، عمل مشاهده باعث میشود که این عملکرد موج به طور تصادفی به یکی از حالت‌های احتمالاتی متعدد رمبش کند. فیزیکدانان در مورد اینکه روند رمبش چیزی واقعی است یا فقط تغییر در دانش ما در مورد سیستم را منعکس میکند ، اختلاف نظر دارند. اوحدی میگوید: “اگر این فقط یک شبیهسازی ناب باشد، هیچ رمبشی وجود ندارد”.
“وقتی همه چیز وقتی به آن نگاه میکنید تعیین میشود، بقیه فقط شبیهسازی است، مانند وقتی که این بازی‌های ویدیویی را انجام می‌دهید “. به همین منظور، اوحدی و همکارانش روی پنج تغییر مفهومی از آزمایش دو شکاف کار کرده‌اند که هر کدام برای شروع یک شبیهسازی طراحی شده‌اند. اما او اذعان میکند که در این مرحله نمی‌توان فهمید که آیا چنین آزمایشاتی می‌توانند کارساز باشند. زهره داوودی، فیزیکدان دانشگاه مریلند، کالج پارک، نیز از این ایده استفاده کرده است که شبیهسازی با منابع محاسباتی محدود میتواند خود را نشان دهد. کارهای او بر تعاملات قوی یا نیروی هسته‌ای قوی – یکی از چهار نیروی اساسی طبیعت – متمرکز است. معادلات توصیف کننده فعل و انفعالات قوی، که کوارک‌ها را برای تشکیل پروتو‌‌‌ن‌ها و نوترون‌ها در کنار هم نگه میدارد، آنقدر پیچیده است که نمی‌توان آنها را به طور تحلیلی حل کرد. برای درک تعاملات قوی، فیزیکدانان مجبور به انجام شبیه‌سازی‌های عددی هستند. و برخلاف هر ابرتمدن قلمداد شده‌ای که دارای قدرت محاسبات بی حد و حصر است، آنها باید به میان‌برها متکی باشند تا شبیه‌سازی‌ها از نظر محاسباتی بادوام باشند – معمولاً با در نظر گرفتن فضا زمان به صورت گسسته به جای پیوسته. پیشرفته‌ترین نتیجه‌ای که محققان موفق شده‌اند تاکنون از این رویه به دست آورند، شبیهسازی یک هسته هلیوم منفرد است که از دو پروتون و دو نوترون تشکیل شده است. “داوودی میگوید:”طبیعتا ، شما شروع به پرسش میکنید، اگر امروز یک هسته اتمی را شبیهسازی کردید، شاید در عرض 10 سال، ما بتوانیم این کار را برای یک هسته بزرگتر انجام دهیم. شاید در طی 20 یا 30 سال، ما بتوانیم این کار را برای یک مولکول انجام دهیم. در طی 50 سال، چه کسی می‌داند، شاید شما بتوانید آن را برای چند اینچ ماده انجام دهید. شاید در طی 100 سال یا بیشتر، بتوانیم آن را برای مغز [انسان] انجام دهیم”. داوودی فکر میکند که رایانه‌های کلاسیک به زودی به مشکل برمی‌خورند. او میگوید: “شاید در 10 تا 20 سال آینده، در واقع محدودیت‌های شبیهسازی کلاسیک خود از سیستم‌های فیزیکی را خواهیم دید”. بنابراین، او نگاه خود را به محاسبات کوانتومی معطوف میکند، که با تکیه بر برهم‌نهی‌ها و سایر اثرات کوانتومی، مشکلات محاسباتی خاصی را قابل حل میکند که از طریق رویکردهای کلاسیک غیرممکن است.
داوودی میگوید: “اگر محاسبات کوانتومی واقعاً تحقق یابد، به این معنا است که یک گزینه محاسباتی قابل اعتماد برای ما در مقیاس بزرگ است، پس ما وارد دوره کاملاً متفاوتی از شبیهسازی خواهیم شد.”
“من در حال فکر کردن در مورد چگونگی انجام شبیه‌سازی‌های خود در مورد فیزیک فعل و انفعالات قوی و هسته‌های اتمی در صورت داشتن یک کامپیوتر کوانتومی که قابل دوام باشد، هستم.”
همه این عوامل داوودی را به گمانه‌زنی درباره فرضیه شبیهسازی سوق داده است. اگر واقعیت ما شبیهسازی باشد، شبیه‌ساز احتمالاً فضا زمان را برای صرفه‌جویی در منابع محاسباتی گسسته میکند (البته با این فرض که از مکانیزم‌های مشابه فیزیکدانان ما برای آن شبیهسازی استفاده میکند). ردپای این فضا زمان گسسته را می‌توان به طور بالقوه در جهاتی که پرتوهای کیهانی با انرژی از آنها می‌رسند مشاهده کرد: آنها به دلیل شکست تقارن چرخشی، یک جهت مقدم در آسمان دارند.
داوودی میگوید: “تلسکوپ‌ها” هنوز هیچ انحرافی از آن عدم تغییر چرخشی مشاهده نکرده‌اند.
و حتی اگر چنین تأثیری دیده شود ، شواهدی صریح برای این که نشان دهد ما در یک شبیهسازی زندگی میکنیم، نمی‌باشد. واقعیت پایه میتواند خصوصیات مشابهی داشته باشد. کیپینگ، با وجود مطالعات خود، نگران این است که کار بیشتر در مورد فرضیه شبیهسازی در وضعیت ناپایدایر باشد . او میگوید: “مسلماً این که آیا در شبیهسازی زندگی میکنیم یا نه قابل آزمایش نیست .” اگر قابل جعل نیست، پس چگونه می‌توانید ادعا کنید که واقعاً علمی است؟”برای وی، پاسخ واضح‌تری وجود دارد: اصل اوکام، که میگوید در صورت عدم وجود شواهد دیگر، ساده‌ترین توضیح، درست است. فرضیه شبیهسازی دقیق است، با فرض واقعیت‌هایی که بر روی واقعیت‌ها قرار گرفته‌اند و همچنین موجوداتی شبیهسازی شده که هرگز نمی‌توانند بگویند که درون یک شبیهسازی هستند. کیپینگ میگوید: “از آنجا که در وهله اول، بسیار مدل پیچیده و مفصلی است، بنابراین طبق اصل اوکام در مقایسه با توضیحات ساده طبیعی، واقعاً باید مورد پسند واقع شود.
“بالاخره شاید ما در واقعیت پایه زندگی میکنیم – با وجود ماتریکس، ماسک و فیزیک کوانتومی عجیب و غریب.
او میگوید: “اگر شبیهسازی قدرت محاسبه نامحدود داشته باشد، به هیچوجه نمی‌توانید ببینید که در یک واقعیت مجازی زندگی میکنید، زیرا میتواند هر آنچه را که می‌خواهید به میزان واقعیت مورد نظرتان محاسبه کند.”
منبع: Scientific American
