Matrica realiame gyvenime: ar įmanoma tobulai imituoti?

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Praėjus 20 metų nuo pirmosios „Matricos“išleidimo, režisieriai nusprendė nufilmuoti ketvirtąją. Per tą laiką daug kas pasikeitė: broliai Wachowskiai tapo seserimis, o mokslininkai įsigilino į pagrindinę filmo mintį: įsivaizduokite, daugelis fizikų rimtai diskutuoja apie teoriją, kad mūsų pasaulis yra tik matrica, o mes – skaitmeniniai. modeliai jame.

Kodėl mokslininkai turėtų išbandyti teoriją iš kino?

Išvertus į realybę, „Matricos“idėja atrodo absurdiška: kodėl kas nors turėtų sukurti didžiulį virtualų pasaulį, kuris akivaizdžiai reikalauja daug pastangų, ir apgyvendinti jį žmonėmis, mes? Be to, šios idėjos įgyvendinimas iš seserų Wachowski filmo neatlaiko kritikos: bet kuris moksleivis žino, kad efektyvumas negali viršyti 100 proc., vadinasi, iš žmonių kapsulėse gauti energijos mašinoms nėra prasmės – daugiau energijos. bus išleista jiems maitinti ir šildyti, nei jie gali duoti mašinoms.

Nickas Bostromas pirmasis akademinėje bendruomenėje atsakė į klausimą, ar kam nors gali prireikti viso modeliuoto pasaulio 2001 m. Iki to laiko mokslininkai jau buvo pradėję naudoti kompiuterinį modeliavimą, o Bostromas pasiūlė, kad anksčiau ar vėliau tokie kompiuteriniai modeliai bus naudojami praeičiai tirti. Tokio modeliavimo metu bus galima sukurti detalius planetos, joje gyvenančių žmonių ir jų santykių – socialinių, ekonominių, kultūrinių – modelius.

Istorijos negalima studijuoti eksperimentiškai, tačiau modeliuose galite vykdyti daugybę scenarijų, sukurdami drąsiausius eksperimentus – nuo Hitlerio iki postmodernaus pasaulio, kuriame dabar gyvename. Tokie eksperimentai naudingi ne tik istorijai: būtų gerai ir geriau suprasti pasaulio ekonomiką, bet kas duos eksperimentus su aštuoniais milijardais tikrų, gyvų žmonių iš karto? Bostromas atkreipia dėmesį į svarbų dalyką. Kur kas lengviau ir pigiau sukurti modelį, nei sukurti naują, biologiškai realų žmogų. Ir tai yra gerai, nes istorikas nori sukurti vieną visuomenės modelį, sociologas – kitą, ekonomistas – trečią ir t.t. Pasaulyje yra labai daug mokslininkų, todėl skaitmeninių „žmonių“, kurie bus sukurti daugelyje tokių simuliacijų, skaičius gali būti labai didelis. Pavyzdžiui, šimtu tūkstančių, arba milijonu, ar dešimt milijonų kartų daugiau nei „biologinių“, tikrų žmonių.

Jei darysime prielaidą, kad teorija teisinga, tai grynai statistiškai beveik neturime šansų būti ne skaitmeniniais modeliais, o tikrais žmonėmis. Tarkime, bendras bet kurios civilizacijos bet kur ir visada sukurtų „matricinių“žmonių skaičius yra tik šimtą tūkstančių kartų didesnis nei šios civilizacijos atstovų. Tada tikimybė, kad atsitiktinai pasirinktas protingas padaras yra biologinis, o ne „skaitmeninis“, yra mažesnė nei šimtatūkstantoji. Tai yra, jei toks modeliavimas tikrai vykdomas, jūs, šių eilučių skaitytojas, beveik neabejotinai esate tik skaičių krūva itin pažangiame superkompiuteryje.

Bostromo išvadas puikiai apibūdina vieno iš jo straipsnių pavadinimas: „… tikimybė, kad gyveni Matricoje, yra labai didelė“. Jo hipotezė gana populiari: Elonas Muskas, vienas iš jos šalininkų, kartą pareiškė, kad tikimybė, kad mes gyvensime ne matricoje, o realiame pasaulyje, yra viena iš milijardų. Astrofizikas ir Nobelio premijos laureatas George'as Smootas mano, kad tikimybė yra dar didesnė, o bendras mokslinių straipsnių šia tema per pastaruosius dvidešimt metų skaičius vertinamas dešimtimis.

Kaip sukurti „Matricą“realiame gyvenime, jei labai to nori?

2012 m. grupė vokiečių ir amerikiečių fizikų parašė mokslinį darbą šia tema, vėliau paskelbtą The European Physical Journal A. Nuo ko, žvelgiant grynai techniniu požiūriu, reikėtų pradėti modeliuoti didelį pasaulį? Jų nuomone, tam geriausiai tinka atomų branduolių formavimosi modeliai, pagrįsti šiuolaikinėmis kvantinės chromodinamikos sampratomis (kuris sukelia stiprią branduolinę sąveiką, išlaikančią protonus ir neutronus visa forma). Tyrėjai stebėjosi, kaip sunku būtų sukurti modeliuojamą visatą labai didelio modelio pavidalu, gaunamą iš mažiausių dalelių ir jas sudarančių kvarkų. Jų skaičiavimais, detaliam tikrai didelės Visatos modeliavimui prireiks per daug skaičiavimo galios – gana brangu net hipotetinei civilizacijai iš tolimos ateities. O kadangi detalus modeliavimas negali būti per didelis, tai reiškia, kad tikrai tolimos erdvės sritys yra kažkas panašaus į teatro dekoracijas, nes jų kruopščiam piešimui tiesiog neužteko gamybos pajėgumų. Tokie kosmoso regionai atrodo tik kaip tolimos žvaigždės ir galaktikos ir atrodo pakankamai detaliai, kad šiandieniniai teleskopai negali atskirti šio „nudažyto dangaus“nuo dabarties. Bet yra niuansas.

Modeliuojamas pasaulis dėl nedidelės kompiuterių galios, naudojamų jo skaičiavimams, tiesiog negali turėti tokios pačios skiriamosios gebos kaip realus pasaulis. Jei pastebime, kad mus supančios tikrovės „rezoliucija“yra blogesnė, nei turėtų būti remiantis bazine fizika, tada gyvename tyrimų matricoje.

„Imituojamoms būtybėms visada yra galimybė atrasti, kad ji yra imituojama“, – daro išvadą mokslininkai.

Ar turėčiau gerti raudoną tabletę?

2019 metais filosofas Prestonas Greene'as paskelbė straipsnį, kuriame viešai ragino net nebandyti išsiaiškinti, ar gyvename realiame pasaulyje, ar ne. Kaip jis teigia, jei ilgalaikiai tyrimai rodo, kad mūsų pasaulis turi neribotai didelę „raišką“net ir tolimiausiuose kosmoso kampeliuose, tai paaiškėja, kad gyvename tikroje Visatoje – tada mokslininkai tik gaišins laiką bandydami surasti. atsakymas į šį klausimą…

Bet tai netgi geriausias įmanomas variantas. Daug blogiau, jei paaiškės, kad matomos Visatos „raiška“yra mažesnė nei tikėtasi – tai yra, jei mes visi egzistuojame tik kaip skaičių rinkinys. Esmė ta, kad imituoti pasauliai bus vertingi jų kūrėjams mokslininkams tik tol, kol jie tiksliai modeliuos savo pasaulį. Bet jei imituojamo pasaulio gyventojai staiga suvoks savo virtualumą, tai tikrai nustos elgtis „normaliai“. Suprasdami, kad yra matricos rezidentai, daugelis gali nustoti eiti į darbą, paklusti visuomenės moralės normoms ir pan. Kam naudingas modelis, kuris neveikia?

Greenas mano, kad jokios naudos – ir modeliuojančios civilizacijos mokslininkai tokį modelį tiesiog atjungs nuo maitinimo šaltinio. Laimei, net ir su ribota „rezoliu“imituoti visą pasaulį nėra pats pigiausias malonumas. Jei žmonija tikrai išgeria raudoną piliulę, ją galima tiesiog atjungti nuo maitinimo šaltinio – todėl visi mirštame ne iliuziškai.

O kas, jei gyventume imitaciniame modeliavime?

Tačiau Prestonas Greenas nėra visiškai teisus. Teoriškai prasminga imituoti modelį, kurio gyventojai staiga suprato, kad jie yra virtualūs. Tai gali būti naudinga civilizacijai, kuri tam tikru momentu pati suprato, kad yra modeliuojama. Tuo pačiu metu jo kūrėjai kažkodėl pamiršo arba nenorėjo modelio išjungti.

Tokiems „mažiems žmonėms“gali būti naudinga imituoti situaciją, kurioje atsidūrė jų visuomenė. Tada jie gali sukurti modelį, kad ištirtų, kaip imituojami žmonės elgiasi, kai supranta, kad tai tik modeliavimas. Jei taip, tuomet nereikia bijoti, kad tuo momentu, kai suprasime, kad gyvename matricoje, būsime išjungti: šiai akimirkai buvo paleistas mūsų modelis.

Ar galite sukurti tobulą modeliavimą?

Bet koks detalus net vienos planetos modeliavimas iki atomų ir subatominių dalelių lygio reikalauja daug išteklių. Sumažinus skiriamąją gebą, modelyje gali sumažėti žmogaus elgesio tikroviškumas, o tai reiškia, kad ja pagrįsti skaičiavimai gali būti nepakankamai tikslūs, kad modeliavimo išvadas būtų galima perkelti į realų pasaulį.

Be to, kaip minėjome aukščiau, modeliuojami visada gali rasti įrodymų, kad jie yra imituojami. Ar yra būdas apeiti šį apribojimą ir sukurti modelius, kuriems reikia mažiau galingų superkompiuterių, bet tuo pačiu be galo didelės raiškos, kaip ir realiame pasaulyje?

Gana neįprastas atsakymas į šį klausimą pasirodė 2012–2013 m. Fizikai parodė, kad teoriniu požiūriu mūsų Visata Didžiojo sprogimo metu galėjo atsirasti ne iš kokio mažo taško su begaliniu kiekiu medžiagos ir begalinio tankio, o iš labai riboto erdvės ploto, kuriame buvo beveik Nesvarbu. Paaiškėjo, kad Visatos „infliacijos“mechanizmų rėmuose ankstyvame jos vystymosi etape iš vakuumo gali atsirasti didžiulis kiekis medžiagos.

Kaip pažymi akademikas Valerijus Rubakovas, jei fizikai gali laboratorijoje sukurti erdvės regioną su ankstyvosios Visatos savybėmis, tai tokia „Visata laboratorijoje“pagal fizikinius dėsnius tiesiog pavirs mūsų Visatos analogu.

Tokiai „laboratorinei visatai“skiriamoji geba bus be galo didelė, nes, griežtai tariant, ji pagal savo prigimtį yra materiali, o ne „skaitmeninė“. Be to, jo darbas „tėvinėje“Visatoje nereikalauja nuolatinių energijos sąnaudų: užtenka ją ten vieną kartą perpumpuoti, kuriant. Be to, jis turi būti labai kompaktiškas – ne daugiau nei ta eksperimentinės sąrankos dalis, kurioje ji buvo „sugalvota“.

Astronominiai stebėjimai teoriškai gali parodyti, kad toks scenarijus yra techniškai įmanomas. Šiuo metu, atsižvelgiant į šiuolaikinę techniką, tai yra gryna teorija. Norint tai pritaikyti praktikoje, reikia iš naujo atlikti krūvą darbų: pirma, gamtoje rasti fizikinius laukus, numatytus „laboratorinių visatų“teorijoje, o tada pabandyti išmokti su jais dirbti (atsargiai, kad nesugadintumėte). mūsų pakeliui).

Šiuo atžvilgiu Valerijus Rubakovas užduoda klausimą: ar mūsų Visata nėra iš tokių „laboratorinių“? Deja, šiandien neįmanoma patikimai atsakyti į šį klausimą. „Žaislų visatos“kūrėjai turi palikti „vartus“į savo darbastalio modelį, kitaip jiems bus sunku jį stebėti. Tačiau tokias duris sunku rasti, juolab kad jas galima pastatyti bet kuriame erdvės laiko taške.

Vienas dalykas yra tikras. Vadovaujantis Bostrom logika, jei viena iš protingų rūšių kada nors nuspręstų sukurti laboratorines Visatas, šių Visatų gyventojai gali žengti tą patį žingsnį: susikurti savo „kišeninę Visatą“(prisiminkime, kad jos tikrasis dydis bus kaip mūsų, ten mažas ir kompaktiškas). bus tik įėjimas į jį iš kūrėjų laboratorijos).

Atitinkamai, dirbtiniai pasauliai pradės daugintis, o tikimybė, kad esame žmogaus sukurtos visatos gyventojai, yra matematiškai didesnė nei to, kad gyvename pirmykštėje visatoje.