เมทริกซ์ในชีวิตจริง: การจำลองที่สมบูรณ์แบบเป็นไปได้หรือไม่?

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

20 ปีหลังจากการเปิดตัว "Matrix" ภาคแรก ผู้กำกับตัดสินใจยิงครั้งที่สี่ ในช่วงเวลานี้ อะไรหลายๆ อย่างเปลี่ยนไป: พี่น้อง Wachowski กลายเป็นพี่น้องกัน และนักวิทยาศาสตร์ก็นำแนวคิดหลักของภาพยนตร์มาไว้ในใจ: ลองนึกดูว่านักฟิสิกส์หลายคนกำลังพูดคุยกันอย่างจริงจังเกี่ยวกับทฤษฎีที่ว่าโลกของเราเป็นเพียงเมทริกซ์ และเราเป็นดิจิทัล โมเดลในนั้น

ทำไมนักวิทยาศาสตร์จะต้องทดสอบทฤษฎีจากภาพยนตร์?

เมื่อแปลเป็นความจริงแล้ว ความคิดของ "เมทริกซ์" นั้นดูไร้สาระ: ทำไมทุกคนถึงสร้างโลกเสมือนจริงขนาดใหญ่ - ซึ่งเห็นได้ชัดว่าลำบาก - และเต็มไปด้วยผู้คนเช่นเรา? ยิ่งกว่านั้นการนำแนวคิดนี้ไปใช้จากภาพยนตร์ของพี่น้องวาชอว์สกี้ไม่ทนต่อการวิพากษ์วิจารณ์: เด็กนักเรียนคนใดรู้ว่าประสิทธิภาพไม่เกิน 100% ซึ่งหมายความว่าไม่สมเหตุสมผลเลยที่จะรับพลังงานสำหรับเครื่องจักรจากคนในแคปซูล - พลังงานมากขึ้น จะใช้ในการให้อาหารและให้ความร้อนแก่พวกมัน เกินกว่าจะมอบให้กับเครื่องจักรได้

Nick Bostrom เป็นคนแรกในแวดวงวิชาการที่ตอบคำถามว่าอาจมีคนต้องการโลกจำลองทั้งโลกในปี 2544 หรือไม่ เมื่อถึงเวลานั้น นักวิทยาศาสตร์ได้เริ่มใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แล้ว และบอสตรอมแนะนำว่าไม่ช้าก็เร็ว การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ดังกล่าวจะถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาอดีต ภายในกรอบของการจำลองดังกล่าว จะสามารถสร้างแบบจำลองโดยละเอียดของดาวเคราะห์ ผู้คนที่อาศัยอยู่บนดาวเคราะห์ดวงนั้น และความสัมพันธ์ของพวกเขา - สังคม เศรษฐกิจ วัฒนธรรม

ประวัติศาสตร์ไม่สามารถศึกษาทดลองได้ แต่ในแบบจำลอง คุณสามารถเรียกใช้สถานการณ์ต่างๆ ได้นับไม่ถ้วน สร้างการทดลองที่ดุร้ายที่สุด ตั้งแต่ฮิตเลอร์ไปจนถึงโลกหลังสมัยใหม่ที่เราอาศัยอยู่ตอนนี้ การทดลองดังกล่าวมีประโยชน์ไม่เพียงแต่ในประวัติศาสตร์เท่านั้น แต่ยังเป็นการดีที่จะเข้าใจเศรษฐกิจโลกได้ดีขึ้น แต่ใครจะเป็นผู้ทำการทดลองเพื่อดำเนินการกับผู้คนที่มีชีวิตจริง 8 พันล้านคนในคราวเดียว Bostrom ดึงความสนใจไปยังจุดสำคัญ การสร้างแบบจำลองนั้นง่ายกว่าและถูกกว่าการสร้างบุคคลจริงทางชีววิทยาขึ้นมาใหม่ และนี่เป็นสิ่งที่ดีเพราะนักประวัติศาสตร์ต้องการสร้างแบบจำลองของสังคมแบบหนึ่ง นักสังคมวิทยา - อีกแบบหนึ่ง นักเศรษฐศาสตร์ - แบบที่สาม และอื่นๆ มีนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากในโลก ดังนั้นจำนวน "คน" ดิจิทัลที่จะถูกสร้างขึ้นในการจำลองดังกล่าวจำนวนมากจึงมีจำนวนมาก ตัวอย่างเช่น หนึ่งแสนหรือหนึ่งล้านหรือสิบล้านเท่าของจำนวน "ชีวภาพ" คนจริง

หากเราคิดว่าทฤษฎีนั้นถูกต้อง หากว่ากันตามสถิติแล้ว เราแทบจะไม่มีโอกาสไม่ใช่โมเดลดิจิทัล แต่เป็นบุคคลจริงๆ สมมติว่าจำนวน "เมทริกซ์" ที่มนุษย์สร้างขึ้นทุกที่และทุกเวลาโดยอารยธรรมใด ๆ นั้นมากกว่าจำนวนผู้แทนของอารยธรรมนี้เพียงหนึ่งแสนเท่า จากนั้นความน่าจะเป็นที่สิ่งมีชีวิตอัจฉริยะที่ถูกสุ่มเลือกนั้นเป็นเรื่องทางชีววิทยาและไม่ใช่ "ดิจิทัล" นั้นน้อยกว่าหนึ่งแสน นั่นคือ ถ้าการจำลองแบบนี้เกิดขึ้นจริง คุณซึ่งเป็นผู้อ่านบรรทัดเหล่านี้ แทบจะเป็นเพียงแค่ตัวเลขจำนวนมากในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ล้ำหน้าอย่างยิ่ง

ข้อสรุปของ Bostrom ได้รับการอธิบายอย่างดีจากชื่อบทความของเขาเรื่องหนึ่ง: "… โอกาสที่คุณจะอยู่ในเมทริกซ์นั้นสูงมาก" สมมติฐานของเขาค่อนข้างเป็นที่นิยม: Elon Musk หนึ่งในผู้สนับสนุนของเธอ เคยกล่าวไว้ว่าความน่าจะเป็นที่จะมีชีวิตอยู่ของเราไม่ได้อยู่ในเมทริกซ์ แต่ในโลกแห่งความเป็นจริงนั้นเป็นหนึ่งในพันล้าน นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์และผู้ได้รับรางวัลโนเบล จอร์จ สมูท เชื่อว่าความน่าจะเป็นจะสูงขึ้นอีก และจำนวนเอกสารทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมดในหัวข้อนี้ในช่วงยี่สิบปีที่ผ่านมาคาดว่าจะมีเป็นโหล

จะสร้าง "เมทริกซ์" ในชีวิตจริงได้อย่างไร ถ้าคุณต้องการจริงๆ?

ในปี 2012 กลุ่มนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันและชาวอเมริกันได้เขียนบทความทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับเรื่องนี้ ซึ่งตีพิมพ์ในภายหลังใน The European Physical Journal A.จากมุมมองทางเทคนิคล้วนๆ คุณควรเริ่มสร้างแบบจำลองโลกใบใหญ่ที่ไหน ในความเห็นของพวกเขา แบบจำลองการก่อตัวของนิวเคลียสของอะตอมตามแนวคิดสมัยใหม่ของโครโมไดนามิกของควอนตัม (ซึ่งก่อให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งซึ่งมีโปรตอนและนิวตรอนอยู่ในรูปแบบทั้งหมด) เหมาะที่สุดสำหรับสิ่งนี้ นักวิจัยสงสัยว่ามันยากแค่ไหนที่จะสร้างจักรวาลจำลองในรูปแบบของแบบจำลองขนาดใหญ่มาก ซึ่งมาจากอนุภาคที่เล็กที่สุดและควาร์กที่เป็นส่วนประกอบ จากการคำนวณของพวกเขา การจำลองโดยละเอียดของจักรวาลขนาดใหญ่จริงๆ จะต้องใช้พลังการประมวลผลมากเกินไป ซึ่งค่อนข้างแพง แม้กระทั่งสำหรับอารยธรรมสมมุติจากอนาคตอันไกลโพ้น และเนื่องจากการจำลองที่มีรายละเอียดต้องไม่ใหญ่เกินไป หมายความว่าพื้นที่ว่างที่ห่างไกลจริงๆ เป็นเหมือนฉากในละคร เนื่องจากมีกำลังการผลิตไม่เพียงพอสำหรับการวาดภาพที่พิถีพิถัน พื้นที่ดังกล่าวของอวกาศเป็นสิ่งที่ดูเหมือนดาวและกาแล็กซี่ที่อยู่ห่างไกลเท่านั้น และดูรายละเอียดมากพอที่กล้องโทรทรรศน์ในปัจจุบันไม่สามารถแยกแยะ "ท้องฟ้าที่ทาสี" นี้ออกจากปัจจุบันได้ แต่มีความแตกต่างกันนิดหน่อย

โลกจำลองเนื่องจากคอมพิวเตอร์ที่ใช้กำลังปานกลางในการคำนวณ จึงไม่สามารถมีความละเอียดเท่ากับโลกแห่งความเป็นจริงได้ หากเราพบว่า "ความละเอียด" ของความเป็นจริงรอบตัวเราแย่กว่าที่ควรจะเป็นโดยอิงจากฟิสิกส์พื้นฐาน แสดงว่าเราอยู่ในเมทริกซ์การวิจัย

นักวิทยาศาสตร์สรุปว่า "สำหรับสิ่งมีชีวิตจำลอง มีความเป็นไปได้เสมอที่จะค้นพบว่ามันถูกจำลอง"

ฉันควรกินยาเม็ดสีแดงหรือไม่?

ในปี 2019 ปราชญ์ Preston Greene ได้ตีพิมพ์บทความที่เขาเรียกร้องให้สาธารณชนทราบว่าอย่าพยายามค้นหาว่าเราอาศัยอยู่ในโลกแห่งความเป็นจริงหรือไม่ ดังที่เขากล่าวไว้ หากการศึกษาระยะยาวแสดงให้เห็นว่าโลกของเรามี "ความละเอียด" สูงอย่างไม่จำกัดแม้ในมุมที่ไกลที่สุดของอวกาศ แสดงว่าเราอาศัยอยู่ในจักรวาลที่แท้จริง - จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ก็จะเสียเวลาพยายามค้นหาเท่านั้น คำตอบสำหรับคำถามนี้ …

แต่นี่ยังเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด แย่กว่านั้นมากหากปรากฎว่า "ความละเอียด" ของจักรวาลที่มองเห็นได้นั้นต่ำกว่าที่คาดไว้ นั่นคือถ้าเราทุกคนมีอยู่เป็นชุดของตัวเลขเท่านั้น ประเด็นคือโลกจำลองจะมีคุณค่าต่อนักวิทยาศาสตร์ผู้สร้างของพวกเขาเท่านั้น ตราบใดที่พวกเขาสร้างแบบจำลองโลกของตนเองอย่างถูกต้อง แต่ถ้าประชากรของโลกจำลองตระหนักถึงความเป็นจริงเสมือนในทันที มันก็จะเลิกทำตัว "ปกติ" อย่างแน่นอน โดยตระหนักว่าพวกเขาเป็นผู้อาศัยของเมทริกซ์ หลายคนสามารถหยุดทำงาน ปฏิบัติตามบรรทัดฐานของศีลธรรมสาธารณะ และอื่นๆ รุ่นไหนใช้ไม่ได้แล้วจะมีประโยชน์อะไร?

กรีนเชื่อว่าไม่มีประโยชน์ - และนักวิทยาศาสตร์ของอารยธรรมการสร้างแบบจำลองก็จะถอดปลั๊กแบบจำลองดังกล่าวออกจากแหล่งจ่ายไฟ โชคดีที่แม้จะมี "ความละเอียด" ที่จำกัดในการจำลองโลกทั้งใบก็ไม่ใช่ความพึงพอใจที่ถูกที่สุด หากมนุษย์ใช้ยาเม็ดสีแดงจริงๆ ก็สามารถตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายไฟได้ นั่นคือเหตุผลที่เราทุกคนตายในลักษณะที่ไม่เป็นภาพลวงตา

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราอาศัยอยู่ในการจำลองสถานการณ์จำลอง?

แต่เพรสตันกรีนยังไม่ถูกต้องทั้งหมด ในทางทฤษฎี การจำลองแบบจำลองที่คนอาศัยอยู่รู้ทันทีว่าเป็นแบบจำลองเสมือนจริง สิ่งนี้มีประโยชน์สำหรับอารยธรรม ซึ่งเมื่อถึงจุดหนึ่งเองก็ตระหนักว่ากำลังถูกจำลอง ในเวลาเดียวกัน ผู้สร้างด้วยเหตุผลบางอย่างลืมหรือไม่ต้องการปิดการใช้งานโมเดล

"ชายร่างเล็ก" เช่นนี้อาจพบว่ามีประโยชน์ในการจำลองสถานการณ์ที่สังคมของพวกเขาพบ จากนั้นพวกเขาก็สามารถสร้างแบบจำลองเพื่อศึกษาว่าคนจำลองมีพฤติกรรมอย่างไรเมื่อตระหนักว่าพวกเขาเป็นเพียงแบบจำลอง ถ้าเป็นเช่นนั้น ก็ไม่ต้องกลัวว่าเราจะถูกปิดในขณะที่เรารู้ว่าเรากำลังอยู่ในเมทริกซ์: ในขณะนี้ โมเดลของเราเปิดตัว

คุณสามารถสร้างแบบจำลองที่สมบูรณ์แบบได้หรือไม่?

การจำลองแบบละเอียดใดๆ ของดาวเคราะห์แม้แต่ดวงเดียวจนถึงระดับของอะตอมและอนุภาคย่อยของอะตอมนั้นต้องใช้ทรัพยากรมากการลดความละเอียดสามารถลดความสมจริงของพฤติกรรมมนุษย์ในแบบจำลองได้ ซึ่งหมายความว่าการคำนวณที่อิงจากแบบจำลองนั้นอาจไม่ถูกต้องเพียงพอที่จะถ่ายโอนข้อสรุปของการจำลองไปยังโลกแห่งความเป็นจริง

นอกจากนี้ ดังที่เราได้กล่าวไว้ข้างต้น การจำลองสามารถค้นหาหลักฐานว่ากำลังถูกจำลองอยู่เสมอ มีวิธีแก้ไขข้อ จำกัด นี้และสร้างแบบจำลองที่ต้องใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่า แต่ในขณะเดียวกันก็มีความละเอียดสูงอย่างไม่มีที่สิ้นสุดเช่นในโลกแห่งความเป็นจริงหรือไม่?

คำตอบที่ค่อนข้างผิดปกติสำหรับคำถามนี้ปรากฏขึ้นในปี 2555-2556 นักฟิสิกส์ได้แสดงให้เห็นว่าจากมุมมองทางทฤษฎี จักรวาลของเราในช่วงบิกแบงนั้นไม่ได้เกิดขึ้นจากจุดเล็ก ๆ ที่มีสสารจำนวนอนันต์และความหนาแน่นอนันต์ แต่มาจากพื้นที่ที่จำกัดมากซึ่งมีเกือบ ไม่เป็นไร ปรากฎว่าภายในกรอบของกลไกของ "อัตราเงินเฟ้อ" ของจักรวาลในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา สสารจำนวนมากสามารถเกิดขึ้นได้จากสุญญากาศ

ดังที่นักวิชาการ Valery Rubakov ตั้งข้อสังเกตว่า หากนักฟิสิกส์สามารถสร้างพื้นที่ของอวกาศด้วยคุณสมบัติของจักรวาลยุคแรกในห้องปฏิบัติการ ดังนั้น "จักรวาลในห้องปฏิบัติการ" ดังกล่าวก็จะกลายเป็นแอนะล็อกของจักรวาลของเราเองตามกฎหมายทางกายภาพ

สำหรับ "เอกภพในห้องปฏิบัติการ" เช่นนี้ ความละเอียดจะมีขนาดใหญ่ไม่สิ้นสุด เนื่องจากโดยธรรมชาติแล้ว มันคือวัตถุ ไม่ใช่ "ดิจิทัล" นอกจากนี้ การทำงานในจักรวาล "แม่" ยังไม่ต้องการการใช้พลังงานอย่างต่อเนื่อง: ในระหว่างการสร้างก็เพียงพอแล้วที่จะปั๊มมันที่นั่นเพียงครั้งเดียว ยิ่งไปกว่านั้น มันจะต้องมีขนาดกะทัดรัดมาก - ไม่เกินส่วนของการตั้งค่าการทดลองที่มัน "ตั้งครรภ์"

การสังเกตทางดาราศาสตร์ในทางทฤษฎีอาจบ่งชี้ว่าสถานการณ์ดังกล่าวเป็นไปได้ในทางเทคนิค ในขณะนี้ ด้วยความทันสมัยในปัจจุบัน นี่คือทฤษฎีที่บริสุทธิ์ ในการนำไปใช้จริง คุณต้องทำซ้ำงานทั้งหมด: ขั้นแรก ค้นหาในธรรมชาติของทุ่งทางกายภาพที่ทำนายโดยทฤษฎีของ "จักรวาลในห้องปฏิบัติการ" แล้วพยายามเรียนรู้วิธีการทำงานกับพวกเขา (อย่างระมัดระวังเพื่อไม่ให้ทำลาย ของเราตลอดทาง)

ในเรื่องนี้ Valery Rubakov ถามคำถาม: จักรวาลของเราเป็นหนึ่งใน "ห้องปฏิบัติการ" หรือไม่? น่าเสียดายที่วันนี้เป็นไปไม่ได้ที่จะตอบคำถามนี้ได้อย่างน่าเชื่อถือ ผู้สร้าง "toy Universe" ต้องทิ้ง "ประตู" ไว้ที่โมเดลเดสก์ท็อป ไม่เช่นนั้นพวกเขาจะสังเกตได้ยาก แต่เป็นการยากที่จะหาประตูดังกล่าวโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากสามารถวางไว้ที่จุดใดก็ได้ในกาลอวกาศ

สิ่งหนึ่งที่แน่นอน ตามตรรกะของ Bostrom หากหนึ่งในสายพันธุ์ที่ชาญฉลาดตัดสินใจที่จะสร้างจักรวาลในห้องทดลอง ผู้อยู่อาศัยในจักรวาลเหล่านี้สามารถทำตามขั้นตอนเดียวกัน: สร้าง "จักรวาลกระเป๋า" ของตัวเอง (จำได้ว่าขนาดจริงจะเหมือนกับของเรา เล็กและกะทัดรัดที่นั่น จะเป็นทางเข้าจากห้องทดลองของผู้สร้างเท่านั้น)

ดังนั้น โลกประดิษฐ์จะเริ่มทวีคูณ และความน่าจะเป็นที่เราเป็นผู้อาศัยในจักรวาลที่มนุษย์สร้างขึ้นนั้นทางคณิตศาสตร์นั้นสูงกว่าที่เราอาศัยอยู่ในจักรวาลดึกดำบรรพ์