Гипотеза симуляции — это теория, в рамках которой предполагается, что наша реальность может быть продвинутой компьютерной симуляцией. Гипотеза уже много лет становится темой дебатов среди ученых, философов и исследователей. В этом материале разбираемся, можем ли мы сами быть обитателями сверхпродвинутой симуляции или это невозможно.
В чем суть теории симуляции
Теория симуляции предполагает, что наша реальность может быть симуляцией или виртуальной реальностью. Эта идея уходит корнями в различные философские и научные традиции, но в начале 21 века о ней многие узнали благодаря работам философа из Оксфордского университета Ника Бострома.
Ник Бостром предложил гипотезу симуляции в работе «Доказательство симуляции», которую опубликовали в 2003 году в журнале «Philosophical Quarterly». Его аргументы были основаны на двух ключевых предпосылках:
он предположил, что технологически зрелая «постчеловеческая» цивилизация будет обладать огромной вычислительной мощностью;
такая цивилизация будет заинтересована в проведении детального моделирования своих предков или «симуляции предков».
Учитывая эти предпосылки, Бостром пришел к выводу, что одно из следующих положений должно быть истинным:
люди вымрут до того, как достигнут «постчеловеческой» стадии;
постчеловеческие цивилизации крайне маловероятно запустят значительное количество симуляций предков;
человечество почти наверняка живет в компьютерной симуляции.
Суть гипотезы симуляции заключается как раз в третьем выводе, что человечество, скорее всего, живет в компьютерной симуляции. Эта идея стала предметом многочисленных дебатов и спекуляций как в научном сообществе, так и за его пределами.
Гипотеза симуляции поднимает ряд философских и научных вопросов. Например, если мы находимся в симуляции, то кто такие симуляторы и какова их цель? Можем ли мы когда‑нибудь узнать, что мы находимся в симуляции, и если да, то как? Что бы это значило для нашего понимания реальности и нашего места во Вселенной?
Несмотря на свою интригующую природу, гипотеза симуляции остается гипотезой. Она не подтверждена эмпирическими данными, и многие ученые и философы относятся к ней скептически. Но гипотеза продолжает оставаться увлекательной темой для обсуждения и источником вдохновения для мыслительных экспериментов и спекулятивной фантастики.
Сколько нужно мощности для создания виртуальной вселенной
По состоянию на 2022 год самый быстрый в мире компьютер Frontier работает с производительностью в 1102 петафлопса. Такой уровень вычислительной мощности говорит о том, как далеко продвинулись технологии. Кажется, что в ближайшем будущем симуляции станут настолько совершенными, что смогут имитировать человеческое сознание, но это не так.
В человеческом мозгу примерно 100 миллиардов нейронов и 100 триллионов синапсов. Это одна из самых сложных систем, которую ученые пытаются смоделировать. По их оценкам, для его моделирования в реальном времени может потребоваться до эксафлопа (10^18 FLOP) вычислительной мощности.
Вселенная устроена гораздо сложнее мозга. Она содержит примерно 10^80 атомов, каждый из которых взаимодействует с другими посредством многочисленных сил. Моделирование даже небольшой части вселенной на атомном уровне в режиме реального времени потребует вычислительной мощности, превышающей технические возможности, которые есть сейчас у исследователей.
Если предположить, что вычислительные требования для моделирования вселенной линейно зависят от количества частиц (что является значительным упрощением), то для моделирования всей вселенной может потребоваться порядка 10^60 exaFLOPs вычислительной мощности.
Учитывая, что самый быстрый в мире суперкомпьютер по состоянию на 2022 год работает на скоростью около 1 exaFLOP и содержит около 310 миллиардов транзисторов, можно сделать грубую оценку, что для достижения 10^60 exaFLOPs может потребоваться устройство с порядка 10^68 транзисторами.
Год |
Число транзисторов |
Технология |
2008 |
731,000,000 |
Разработка мощных графических процессоров для игр и научных вычислений |
2010 |
2,930,000,000 |
Внедрение микроархитектуры Intel Sandy Bridge |
2012 |
5,000,000,000 |
Создание мощных процессоров для серверов и высокопроизводительных вычислений |
2014 |
14,300,000,000 |
Внедрение микроархитектуры Intel Broadwell |
2018 |
100,000,000,000 |
Разработка ускорителей искусственного интеллекта и более мощных графических процессоров |
2022 |
310,000,000,000 |
Создание суперкомпьютеров |
2024 |
620,000,000,000 |
- |
2026 |
1,240,000,000,000 |
- |
2028 |
2,480,000,000,000 |
- |
2030 |
4,960,000,000,000 |
- |
... |
... |
- |
2250 |
~10^68 |
- |
На самом деле 10^68 — огромное число, гораздо больше, чем количество атомов в нашей вселенной. Это грубая оценка, и реальные вычислительные требования могут быть выше или ниже в зависимости от многих факторов, например, уровня детализации моделирования и эффективности используемых алгоритмов.
Более того, оценка не учитывает технологические, практические и этические проблемы, которые будут связаны с созданием такой симуляции. Поэтому создать полностью детальную симуляцию всей вселенной, скорее всего, в обозримом будущем не получится.
Альтернативная идея Ричарда Готта
В 2020 году Нил Деграсс Тайсон и комик Чак Найс встретились на шоу астрофизика Star Talk, чтобы выяснить, живем ли мы в настоящей вселенной или в ее симуляции. В видео Чак задается вопросом, не связана ли симуляционная вселенная с тем, что мы не можем путешествовать со скоростью света. А Нил рассказывает, как он был готов принять гипотезу симуляции, пока не наткнулся на идею своего коллеги Ричарда Готта, которая изменила его мнение.
Астрофизик Ричард Готт выдвинул идею о том, что любая вселенная, которая способна моделировать другую вселенную, сможет наделить свои моделируемые вселенные такой же способностью. Другими словами, если мы живем в симулированной вселенной, то теоретически мы должны обладать способностью создавать свои собственные симуляции.
Идея Готта вытекает из принципа рекурсивной симуляции. Его суть в том, что если цивилизация обладает технологией создания симулированной вселенной, то существа внутри этой симуляции, при наличии достаточного времени и технологического прогресса, смогут создать свои собственные симулированные вселенные. Этот процесс может повторяться бесконечно, что приведет к потенциально бесконечной цепи симулированных вселенных внутри симулированных вселенных.
Ричард отмечает, что нынешние технологические возможности человечества пока не позволяют создавать такие симуляции. Можно создавать виртуальные реальности и компьютерные модели, которые имитируют определенные аспекты вселенной, но технологии пока далеки от создания полностью функциональной симуляции всей вселенной с сознательными существами, которые воспринимают эту симуляцию как свою реальность.
Какая идея более реалистична
Ричард Готт предполагает две возможности. Первая заключается в том, что мы живем в настоящей первоначальной вселенной, которая начала цепочку, но еще не разработала технологию для создания симулированных вселенных. Вторая возможность заключается в том, что мы живем в симулированной вселенной, но находимся на той стадии технологического развития, когда еще не приобрели способность создавать собственные симуляции.
Этот аргумент не обязательно опровергает гипотезу симуляции, но вместо почти полной уверенности, которую предполагала первоначальная гипотеза, аргумент Готта оставляет большую вариативность. Это как бросок монеты между тем, живем ли мы в реальной вселенной или смоделированной. Как в случае с любой научной теорией, понимание исследователей и ученых может меняться по мере того, как человечество будет продолжать исследовать и расширять границы своих знаний.
Комментарии (28)
server_mouse
19.06.2023 11:24+2Зачем симулировать всю вселенную? Можно симулировать только наблюдаемое виртуальной машиной (мозгами) наблюдателя. Теория "мозга в колбе" в переложении на компьютерную симуляцию выглядит более энергоэффективно. Если понятие "энергия" вообще применимо к хайпервизору этих "виртуальных машин".
LordDarklight
19.06.2023 11:24+1Всё верно - симуляция должна быть оптимизационной. Как в играх. Вся модель симуляции разбивается на несколько уровней детализации: от общего и поверхностного до частного с детализацией до наблюдаемой области.
Вот на такой подход многое намекает в нашем мире. Особенно некоторые парадоксы квантовой физики. Например один из самых важных - схлопывание волновой функции, которое происходит только при пристальном наблюдении за частицами в интерферометре
Симуляция законов ОТО как раз не представляет большой проблемы - там гигантские масштабы и достаточно простые уравнения.
А вот симуляция квантового поля - вот тут черт голову сломит - но тут и защита сразу предусмотрена законом неопределённости Гейзенберга; и отсутствием массовых проявлений квантовых эффектов на бытовом уровне (до них только недавно добрались при производстве электроники - но на этом уровне пока всё тоже достаточно примитивно для симуляции).
А вполне себе рабочие бытовые модели симулируются и без квантовой физики - современные игры тому пример (но ОТО для физики конечно нужно).
И это мы ещё не делаем симуляции на квантовых компьютерах, которые пока тоже очень примитивны, и то ли ещё будет где-то так через миллион другой лет! Симуляции людей пока в зачаточном состоянии!
А то что через миллионы лет людей уже может и не быть - это не проблема - симуляцию могут начать и роботы (или какие-то иные интеллектуальные организмы) - причём это может быть их "идеей фикс" - а люди могут потом "случайно" (а может целенаправленно) появиться в таких симуляциях!
OldFisher
19.06.2023 11:24+1Я просто оставлю это здесь: https://www.smbc-comics.com/comic/simulations
LordDarklight
19.06.2023 11:24Вот вопрос - может ли содержимое симуляции точно определить, что оно в симуляции или вне её (теоретически хотя бы есть такая возможность)? Косвенные признаки то понятно что могут быть (и есть), но возможен ли в принципе эксперимент дающий гарантию ответа (с приемлемой для человечка точностью проведения эксперимента)
ksbes
19.06.2023 11:24Возможно обнаружить "глюки Матрицы". Ну там артефакты миллиардознакового флоата, сам факт наличия нуля координат и т.п. неточности и ошибки расчёта законов физики.
Симуляция никогда не будет такой же точной, как та реальность в которой она проделывается (т.к. требует больше ресурсов, чем есть в той реальности).LordDarklight
19.06.2023 11:24Глюки в реальном мире могут быть и из-за неопределённой природы квантовой физики - тут не факт что удастся подогнать эксперимент, который бы смог отфильтровать зёрна от плевел. Пока самым сильными являются проблема наблюдения (подверженная экспериментом с "квантовым ластиком") и проблема квантовой запутанности, обходящее ограничение на скорость света (да и само ограничение скорости уже тоже выглядит очень странным) - но всё это могут быть артефакты недостаточного знания природы бытия!
Что до ограничения производительности симмуляции относительно внешнего мира - то её никак нельзя оценить изнутри. И вообще это очень сложная философская дилемма - можно ли в симулации создать систему из одного или множества вычислительных систем, чья совокупная мощность будет не менее исходной (а то и более) - тут нужно понимать из-за чего физически ограничивается мощность той или иной системы - и на каких принципах строится симуляция - тут много интересного может скрывать квантовый мир! Недаром квантовые компьютеры имею примитивную вычислительную структуру так много умудряется выжимать из неё производительности! Может вычислительные системы будущего смогут обуздать и квантовые возможности мультивселенных, агрегируя мирриады вычислительных систем внутри одной вычислительной системы мультиплексируя вычисления и с устремлением в бесконечность!
ksbes
19.06.2023 11:24Речь идёт о других глюках. Например наличее кубической (именно кубической) зоны в котором скорость света в вакууме на 0,0001% меньше "обычного" с (можно обнаружить по преломлению света).
Т.е. надо искать какие-то странные, локализованные, безпричинные отклонения от законов, которые работают в остальных местах нормально. А странности самих универсальных законов нам ничего такого, конечно, не скажут.LordDarklight
19.06.2023 11:24Из-за нестабильной и неопределённой природы квантового поля очень сложно получить чистый детерминированный эксперимент на сверхмалых масштабах - поэтому такого рода глюки можно смело списывать на квантовые флуктуации (можно и на более глобальные процессы - взаимодействия с нейтрино или какими-то иными космическими лучами). Но это случайные "глюки". Ко ли же удастся создать стабильный (длящийся время более чем задано погрешностью измерительной системы) и повторимый эксперимент с результатами выходящими за рамки хаутиных (тут есть своя мат. модель как это считать) - то.... тут учёные тоже всё будут валить на ещё не понятные принципы функционирования квантового мира - ведь стандартная модель описывает далеко не всё то, что фиксируется экспериментально или хотя бы теоретически описывается в современном представлении - там ещё много белых пятен и тупых объяснений как копенгагенская модель. В любом случае можно всё ещё валить ещё и на мультитерм, который и оказывает влияние на эксперимент.
Это всё слишком косвенно и может иметь множество иных объяснений, кроме того, что наш мир виртуален
LordDarklight
19.06.2023 11:24Наработки специалистов по гипотезе симуляции широко используются с начала 1990-х годов в массовой культуре, например, в трилогии фильмов «Матрица»
Только "Матрица" (13 Этаж, Экзистенция, Сканирование мозга, Нирвана... а ещё раньше Трон, а ещё раньше книга Нейромант Уильяма Гибсона, собственно и породившего весь кибнерпанк как жанр, и откуда черпали вдохновения, идеи и даже целые термины и названия все остальные) вышла задолго до работы Ника Бострома «Philosophical Quarterly»
Fedorkov
19.06.2023 11:24+2А как же Лем?
...в приемных врачей‑психиатров толпилось бы множество больных, преследуемых новой манией — страхом, что их ощущения вовсе не соответствуют действительности, что «кто‑то» заключил их в «фантоматический мир».
Можно, конечно, представить себе некий всепланетный «суперфантомат», к которому «раз и навсегда», то есть до конца жизни, подключены жители данной планеты, причем жизненные процессы в их организмах поддерживаются автоматическими устройствами (например, вводящими в кровь питательные вещества и т.п.).
badimao
19.06.2023 11:24такое сравнение
1102 петафлопса у супер компьютера
и
10^18 FLOP для мозга
говорит только о том, что принципиальная возможность создания суперкомпьютера такой мощности и энергоэффективности существует, просто мы еще не умеем.
и смею предположить - для симуляции вселенной, достаточно одного такого компьютера - закройте глаза и вообразите любую вселенную.
K_Chicago
19.06.2023 11:24+1В первом параграфе даётся типичное кликбейтное заявление:"можем ли мы сами быть обитателями сверхпродвинутой симуляции или это невозможно"
а в тексте содержится всего лишь тривиальное утверждение "нынешние технологические возможности человечества пока не позволяют создавать такие симуляции"
fedorro
19.06.2023 11:24Его суть в том, что если цивилизация обладает технологией создания симулированной вселенной, то существа внутри этой симуляции, при наличии достаточного времени и технологического прогресса, смогут создать свои собственные симулированные вселенные. Этот процесс может повторяться бесконечно, что приведет к потенциально бесконечной цепи симулированных вселенных внутри симулированных вселенных.
А как же накапливающийся оверхэд на вложенную виртуализацию\симуляцию?)
eyeDM
19.06.2023 11:24Идеальная универсальная симуляция (неотличимая от "реальности") требует примерно всю энергию вселенной. Подробности можно почитать, например, у Девида Дойча в "Начало бесконечности".
Допустим, мы живем в такой симуляции. Что дальше? Что это меняет? Нам начинать бояться, что её в любой момент могут отключить? Будем фантазировать, как бы выбраться в "реальный мир"?
K_Chicago
19.06.2023 11:24в фант.книгах "Врата испуганого бога" и "2-герой-2" как раз рассматривается сюжет что мир состоит из бесконечных вложеных симуляций в обе стороны. Т.е. в описываемом мире человечества возможно создание таких симуляций и сами они живут в такой симуляции.
TREVOR_BELMONT
19.06.2023 11:24"человечество почти наверняка живет в компьютерной симуляции." - "почти наверняка"? А Бритву Оккама применить не пробовали?
K_Chicago
19.06.2023 11:24эта "бритва" лишь гносеологический подход, один из возможных, а не закон природы.
ioccy
19.06.2023 11:24+1Почему-то во всех таких статьях апеллируют к реальному времени и количеству атомов во вселенной. Хотя совершенно понято, что "реальное время" это симулируемый параметр и какое оно там снаружи не узнает никто. То же и с атомами / потребной энергией. Может, и нет там атомов. Да и если нашу симуляцию выключат, никто не заметит, кроме выключающих. Но это не точно.
LordDarklight
19.06.2023 11:24Если ещё и Вселенная бесконечна - то и энергии в в ней бесконечно! И, кстати, иллюзию бесконечной вселенной можно тоже моделировать виртуально! Но лишь иллюзию! Но если с внешней стороны всё-таки есть бесконечность, то все вложенные симуляции теоретически могут её пользоваться!
Точно так же можно разворачиваться и в сторону бесконечных мультивселенных - даже если они сами конечны - их общая энергия бесконечна - и моделирование тоже теоретически может её использовать!
domix32
19.06.2023 11:24То же и с атомами / потребной энергией.
Если предполагать, что вселенная вычислима, то должны существовать некоторые пределы точности и фиксированное количество данных этих вычислений. Потому и аппелируют. При бесконечных значениях получается бесконечность, что не сказать чтобы сильно увлекательно.
K_Chicago
19.06.2023 11:24как я понимаю, аргументом в пользу симуляции является глобальная(но это не точно) дискретность нашего мира.
domix32
19.06.2023 11:24Всякие волновые теории не очень укладываются в определение дискретности, так что скорее нет, чем да. Тем не менее, имея конечное количество параметров (например равным количеству частиц) и некое начальное состояние теоретически может существовать некая функция, причем достаточно простая, которая позволит провернуть фарш до состояния "вселенная сегодня".
phenik
19.06.2023 11:24Какая идея более реалистична
По современным когнитивным представлениям восприятие и разум человека функционируют в предсказательном режиме. В некотором смысле можно считать, что они являются управляемыми симуляциями реальности. В меньшей степени реактивными, в большей активными. Эта концепция предсказательного разума позволяет найти объяснение для многих загадочных ментальных феноменов. С этими представлениями можно ознакомиться в этом переводе.
ksbes
Сильно сомневаюсь в возможности симуляции всей вселенной, которая работает по законам ОТО. В отсутствии универсального понятия "сейчас" не может быть универсального "следующего шага симуляции". (те симуляции которые проводим мы - весьма локальны или упрощены)
Да и какая в общем разница? Если даже симуляция - то что, писать звёздами надпись "Нас достал твой говнокод!"?