这样的生活是真的吗?

2014-01-04 04:26马修·弗朗西斯陈仁武
飞碟探索 2014年12期
关键词:斯特罗姆格点宇宙

马修·弗朗西斯 陈仁武

人类不会一直延续下去,终将从宇宙中消失,但在消失之前,人类也许能够将强大的计算能力聚集到一起,从每一个细微之处模拟人类的经验。一些哲学家和物理学家开始怀疑我们是否已经处在模拟时代之中。或许我们已经处在计算机模拟时代,我们所经历的现实只是模拟程序的一部分。

现代计算机技术极其复杂,随着量子计算的出现,计算机技术变得更加难以捉摸。在这些功能更加强大的计算机的帮助下,我们将能够对更加复杂的物理系统进行大规模模拟,很可能包括完整的生物体,甚至人类。

实际上,这一想法并不像听起来那样疯狂。两位哲学家辩论称,如果我们相信计算机硬件的最终复杂性,那么我们很可能已经是“祖先模拟”(一种对人类过去进行的模拟重现)的一部分了。与此同时,三位核物理学家基于“每种合乎科学的程序都会引发简化设想”的观念,为验证这一假说提供了一种方法。按照这一思路,如果我们生活在模拟时代,那么我们也许能够利用实验来检验这些设想。

然而,这两种既合乎逻辑又以经验为根据的观点,只是留下了我们生活在模拟时代的可能性,却无法指出真实和模拟之间的任何区别。实际上,即使我们没有生活在模拟世界之中,核物理学家提出的模拟实验的结果也很有可能得到解释。那么,问题仍然存在:有没有判断我们是否生活在模拟时代的方法呢?

将来的某一时刻,人类将不复存在,我们都深知这一点。无论是我们完全灭绝,还是留下一个或者多个后人类物种作为我们的继承者,人类都将一去不复返。但是,如果未来我们确实留下了后代,那么他们也许会对创造“祖先模拟”十分感兴趣。到那时,虚拟世界中将到处都是有意识的人。如果这种模拟技术足够普及的话,他们将在更大范围内繁衍生息。如此一来,模拟产物的第一人称经验将大大超过人类的第一人称经验。

如果你恰巧发现自己拥有清醒的第一人称经验,就将引发一个有趣的问题:在“祖先模拟”的人占大多数的时候,你如何知道自己是人类本身,还是“祖先模拟”的人呢?哲学家尼克?博斯特罗姆为解决这个问题提供了一个框架。他认为,我们必须断定以下三种情形中有一种是正确的:①人类或者类似人类的物种在他们还没有掌握模拟生产技术的时候就已经灭绝了;②“后人类”文明社会对发明或者使用这一技术不感兴趣;③我们大概就是模拟的一部分。我强调“大概”,是因为在正常情况下,有意识的经验是被模拟的经验的可能性会更大。如果另外两个条件(灭绝或缺乏兴趣)不成立的话,那么还有其他更多的方法帮助我们做出判断。

在博斯特罗姆之前就有人研究了这一可能性。尽管人们认为模拟器的特性差异很大,但我们所感知的现实很可能是虚拟的。除哲学和科学反思之外,人类意识被模拟的观点也是科幻的主要产物。在电影三部曲《黑客帝国》的首部当中,我们了解的世界就是计算机模拟的世界,人类在保持大脑活跃的情况下,身体中的化学元素也能够获得能量。在《黑客帝国》中,人类身处一个完全虚拟的环境中,作为虚拟化身体验世界。然而,仿真世界的瑕疵很多,一些有准备的人能够看出其中的漏洞,而来自“现实世界”的人能够侵入矩阵之中。

博斯特罗姆的想法有所不同:在他的想象之中,不仅人类,整个宇宙都是模拟的产物,人类生活的每个方面都是程序编码的一部分,其中包括我们的思维以及我们与程序中无生命体之间的相互作用。不过,博斯特罗姆承认,即使对强大的计算机系统来说,在每个层面上对现实事物完全仿真也不切实际。正如我们的科学模拟包含许多抽象的层面,这些层面不需要过多的细节,因此,并不是每一个细节都有必要被模拟。模拟将利用一定的规则和假设,当我们做实验的时候,这些规则和假设就会发挥作用。例如,当模拟系统发现人类观测微观世界的时候,就会根据需要在模拟的相应领域填补足够的细节资料,这样一来,模拟程序就没有必要在每一个细节上监测每一个粒子或者星系;但当需要那些数据的时候,在模拟程序中有关宇宙的丰富信息就会提供一个与之完全一致的现实。人类也没有必要在每一个细节上都得模仿,我们关于“自我”的主体意识因环境而异。

一种星球文明是完全可以被模拟的

除了回答这些哲学问题外,这一模拟假说还能回答一些科学问题。类似地球的行星并不罕见,因此宇宙中很可能会出现一些文明,使行星能够在恒星之间交流、穿梭。但是,到目前为止我们还没有发现任何迹象。这不禁让我们产生疑问:外星人在哪儿?然而,如果我们生活在模拟时代中,外星人可能不是这个编程中的一部分。事实上,因为计算能力的限制,模拟系统很可能最多只能模拟一个星球的文明。

同样,物理学家一直在努力探索所有自然力的统一理论,却均以失败告终,这应该也是模拟技术的不足导致的。这个模拟假说甚至可以解决“微调”问题:宇宙具备的特征允许生命的存在,改变这些特征可能会导致生物体的灭绝。模拟宇宙可以为生命的最终延续而设计,也可以是成功实验的结果。在实验中,许多生命孕育之前的可能性特征都已经被测试过了。现在,宇宙学家进行了相似的实验(虽然简单了点儿),就是为了了解在随机起始条件下,我们的宇宙会是什么样子。

博斯特罗姆进一步阐述,如果模拟实验程序出现任何错误,在它还没有破坏整个模拟系统的时候计算机就能察觉到异常,操作者可以很容易地校准计算机的状态。或者,操作者可以往回调几秒的时间,将实验调整到还没有出现这一错误的阶段。不过,如果我们生活的模拟时代具备实时纠错的能力,这在很多方面会让我们感到很苦恼。的确,模拟实验很可能让整个科学界陷入困惑。什么才能阻止模拟器改变这些物理法则(要么是检测生命特征的,要么仅仅是扰乱我们头脑的)呢?在这一系统设计中,程序设计者往往变化无常而且心存不良,没有人能察觉到他们的出现。

博斯特罗姆热衷于“我们很可能生活在模拟时代之中”的观点,但是,面对同一问题,科学家有不同的回答,两者明显的区别源于科学是否与那些能够被实验或观察检验的事物有关。事实证明,我们能够从我们所生活的任何模拟时代中推断出一些事情。

首先,如果我们生活在模拟环境中,就要遵循一套明确的法则,而且这些法则中的任何动态变化都是相对较小的。事实上,模拟假说具备一些潜在的阐释力:我们的宇宙遵循相对简单的法则,原因在于它以前就是这样被编程的。随着程序的运转,模拟器会做出相应的改变。这可以用来解释2011年的“超光速中微子”:这个模拟程序中有一个错误,我们在这个错误的基础上测得了这一数据,这个错误后来被更正过来(现在,我们没有理由相信中微子的速度超过光速的结论是正确的,因为对它的解释是平淡无奇的,没有任何激动人心的想法)。

我们生活在模拟时代中,但是,这一事实对我们如何生活毫无影响

然而,宇宙中没有什么规律能让我们明白38飞碟探索/2014.12生命UnusualStories我们是否处在模拟时代之中。如果模拟程序足够好,程序设计者没有留下任何隐含的信息,那么我们做任何实验都会回到同样的问题:我们有没有生活在模拟时代之中?在这种情况下,无论哲学家对这一问题的见解多么具有说服力,我们都没法辨别我们是否生活在一个虚拟世界中。事情的真相可能是:我们生活在模拟时代中,但是,这一事实对我们如何生活毫无影响。

我们也应该考虑这样的可能性,那就是我们生活在模拟时代,但是,支配这一时代的法则与编程者制定的世界法则不同。毕竟,科学家总是创造一些并不直接与现实世界相符合的模型,但它们能够帮助我们改善理论。如果这样的模拟不完美,那么计算机编码可能会在其他领域发挥作用。如果宇宙类似于现代核物理学家进行的数值模拟,那么可能会出现这种情况:程序不可避免的简化与基础物理学的预测不一致。

考虑一下原子核,原子核是由质子和中子构成的,质子和中子是由夸克构成的。要想弄明白这些“小东西”,就必须了解将它们结合在一起的核力。但是在复杂的相互作用中,没有与自由微粒——比如电子——相一致的处理方法。然而,对物理学家来说,计算超过两个微粒之间的相互作用,特别是在原子核内部的高能状态下,通常是很困难的。

核物理学家不是让这些微粒随便移动,而是将它们控制在一个类似三维格点的环境内进行操作,就像原子在固体晶体内一样。当夸克紧密地靠在一起时,能量就会增加,这就迫使它们保持固定距离,确保数量在可控范围内,计算结果就会与我们在实验中看到的现象相吻合。这种数数值计算就是我们所说的格点量子色动力学。

虽然格点量子色动力学的简化原理是核物理学家计算出的能够详细描述夸克的唯一方法,但这一原理违背了爱因斯坦的相对论。在相对论中,时空是一个连续区,没有特定的方向限制。而另一方面,比如在格点量子色动力学中,格点就有特定的点粒子以及特定的方向(沿着节点之间的连接处)。如果宇宙射线引发的高能碰撞更符合格点量子色动力学的预测,而非相对论中预测的那样,就很可能意味着我们处于一个模拟时代中。

然而,在几种可能的情况下,这样的偏差同样可能出现在高能状态下,而我们在可预见的将来不会发现。最后,由于种种原因,时空也许会像格点一样运动,与在模仿环境中运动不同。

客观地说,核物理学家比恩、达沃迪和萨维奇提出了一种检验模拟假说的方法,但这并不是他们毕生事业的重点。尽管他们非常认真地对待宇宙模拟研究,但他们只是对这些问题很感兴趣,而不会倾尽毕生精力研究解决方案。

在一定程度上,这是很务实的:问题本身难以捉摸,致使研究这些问题的科学家得不到实质性的回报。尽管人们能够通过阅读科普读物获得一些印象,但是仅靠这些印象来倾尽一生研究有关生命、宇宙、一切事物等这些最大的问题,成功的概率微乎其微。重大突破(像20世纪20年代的量子力学革命这样的突破)是非常罕见的,科学通常是一个循序渐进的过程。这并不是一件坏事,即使它看起来单调乏味。

探究宇宙模拟的困难在于提出恰当的科学问题,这些问题要能够把我们引向可测试的推论中。如果我们无法获得实验证据作为理论支撑,那么认为我们生活在模拟当中的令人信服的哲学观点,就会毫无意义。

科学的魅力往往在于它的概念化、抽象化,甚至它的简单化。即使构成这一模拟程序的基本准则很简单,但要想模拟足够详尽的整个宇宙,包括神志清醒的人,都会非常复杂。当你完全能够从一些简单的事情中学到东西的时候,编制那么复杂的程序就有点过于精致华丽了,这是没有必要的。

不过,这些都是直观的沉思,它们也许对也许错。好的规避方法就是经验主义,尽管听起来没有情调。从科学的角度来说,如果我们不可能分辨模拟的宇宙和真实的宇宙,那么“我们是否生活在模拟时代”这一问题就变得没有意义:这一现实是我们的,并且是我们的全部。

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