现实是虚拟的(下)

2020-05-28 02:34
奇闻怪事 2020年2期
关键词:程序员虚拟世界常数

你有没有想过?我们这个世界也许并不是真实的存在——我们的出生、爱情、死亡都不是真实的,各种痛苦与欢乐都不是真实的……甚至,我们的地球、太阳系、银河系乃至整个宇宙全是一个虚幻的存在,一个虚拟的产物。

为某些科学难题提供终极解释

其实,科学家们早已感到,无论科学怎么发达,都无法解决一些有关宇宙世界的终极问题,而一旦假设我们的世界是一个虚拟世界,这些问题就迎刃而解了。

第一,宇宙的原始存在问题。

大爆炸理论说,我们的宇宙源于138亿年前的一场大爆炸,空间、时间、物质和能量都是由一个体积无限小、密度无限大的奇点爆炸产生的。但爱寻根究底的人不免要问,为什么会发生这么一场爆炸?大爆炸之前宇宙又是什么样子的?虽然也有人说,宇宙诞生于无,或者干脆说,问这样的问题是没有意义的,但这样的回答总是不能让人心服。而要是有人告诉你,我们这个世界是虚拟的,那事情似乎就都好理解多了:为什么会有这样一场爆炸?——因为那个创造了虚拟世界的“大程序员”设置成这样的。大爆炸之前宇宙又是什么样子的?——这个问题就好比电脑游戏里的一个人物问,“在玩游戏前,电脑桌面是什么样子的?”这种问题也只有那个“大程序员”才能回答。

第二,为什么统治我们宇宙的基本物理规律如此简单?

我们这个世界虽然从现象上看,是错综复杂的,但所遵从的基本规律却相对简单,充满了对称的美,无怪乎很多科学家坚信,“大自然爱简洁和美”。但为什么会如此呢?一般来说,这种问题是没法回答的。但要是我们的世界是虚拟的,就好回答了:因为简单和美的东西人人爱,也最容易让人想到,那个“大程序员”在编程创造虚拟世界的时候,必定也为它设置了这样几条简洁优美的规则。

第三,基本物理常数问题。

统治我们宇宙的基本规律不仅简洁,而且有些物理常数非常微妙,只要变化一点点,就会导致分子、原子乃至宇宙的解体。最著名的就是那个光速299792458m/s。可为什么光速非取这个值?凑个整,取300000000m/s岂不更好?过去的解释是,既然这些物理常数哪怕变化一点点,就可能导致生命和宇宙的解体,现在既然宇宙没解体,甚至还允许生命存在,那它们自然就只能取现在的值。这种回答诚然不错,但总让人感觉是在倒果为因。我们也可用“虚拟世界假说”来回答这个问题:因为那个“大程序员”在调试程序的时候,发现只有当把这些物理常数设成现在这些值,才能产生一个有生命的宇宙,于是在模拟的时候,都采用了这些值。

第四,“虚拟世界假说”或许还能解答“大统一理论为何难产”的问题。

统治宇宙的4种基本作用力中,目前电磁力、强核力和弱核力基本已经统一,唯有引力还“桀骜难驯”。考虑到前三种力是在非常小的空间尺度上实现统一的,有人猜测,要想把引力也统一进来,空间尺度必须还要小得多。在一个虚拟世界,最小的空间尺度相当于电脑像素;我们知道,像素是不能无限小下去的,否则太耗内存了,打开一张高清晰度的图片往往非常慢,就是这个道理。如果假设在我们的虚拟世界里,空间最小尺度还没小到足够统一引力,那就可以解释大统一理论为何至今难产了。

最后,“虚拟世界假说”甚至还能解答“外星人为何至今没找到”的难题。

按天文学的看法,宇宙中存在很多行星,具备类似地球的适宜生命诞生的条件;但为何至今外星人还只是一个“神话”?这让人很困惑。现在我们用“虚拟世界假说”可以这样来回答:模拟生命活动的方方面面毕竟太耗内存了,那个“大程序员”或许觉得,在一个虚拟世界中,只安排一种智慧生命——即地球上的人类——就够了。所以,我们找不到外星人也是情理之中的。

不难看出,这些解释中统统都离不开一个假设——存在一个“大程序员”,他扮演着“创世纪”中上帝的角色。

“大程序员”只设了几个简单规则

一些科学家相信,假如我们生活在一个虚拟世界里,那么这个“大程序员”跟《圣经》里的上帝并不一样,倒是跟自然神论中上帝的行为有些暗合。自然神论是西方历史上的一种上帝观,曾为牛顿、笛卡尔等科学家所信仰。自然神论说,上帝创造出宇宙萬物,立下几条简单规则之后,就“度假”去了,对于他所创造的世界再也不管不问,任其演化。

对照我们宇宙的演化史,这样的说法不无道理。我们的宇宙在大爆炸之后,一直按照自己的规则不断演化,从光子到原子、分子,然后一直演化到星云、星系,再然后太阳系诞生、地球诞生,生命出现、人类诞生……所有这一切演变都是按照几个基本的物理规则来进行,所谓“大道至简”,宇宙规律的简洁性令人叹为观止。

这个“大程序员”也许知道,事无巨细地模拟现实,既无可能也没必要。早在2001年,美国一位科学家就做过估算,试图看看模拟一个宇宙规模的虚拟世界需要多少资源。他估算了自大爆炸以来,我们的世界经历过的所有所谓的“操作”数(在电脑科学上,事物的任何一个变化可视作一个“操作”)。他发现,要还原这些事件,构建一个完美、精确到原子的虚拟宇宙,需要消耗的能量会超出宇宙的总能量;模拟现实世界的电脑必须比我们的宇宙还要大。所以他最后下结论,没有一个高级的智慧生命会愚蠢到花费力气来做这样的模拟。

但是,如果把模拟限制在某一层面上,对模拟物以及环境做适当的简化,那么消耗的能量就会少得多,这样的模拟应该还是可行的。这类简化在生活中并不鲜见。例如,没有哪位电脑游戏的设计者会去模拟游戏中每个人肠胃的蠕动;还有,在计算两个天体的引力时,为了降低计算量,我们通常忽略它们的形状,直接当作两个质点来处理。那么,如果确实有个“大程序员”创造了我们这个虚拟世界,他也一定尽可能简化操作程序。

“大程序员”会露馅吗?

那么,在这样一种对现实“简化版”的模拟中,虚拟世界中的人能否发觉自己生活在虚拟中呢?

英国剑桥大学的数学家约翰·巴罗认为,在这样一种“简化版”的模拟中,如果虚拟世界中的人仔细探究周遭的环境,他们应该会发现某些粗制滥造的痕迹,根据这些痕迹,他们就可以了解到真相。

更有甚者,计算机程序中必定包含某种不可预知的逻辑漏洞。这些漏洞虽然不会妨碍模拟系统长时间运行,但慢慢地会显现出一些缺陷。要是不加修补,最终这些缺陷产生的效应如同一场雪崩,导致“死机”。遇到这种情况,唯一的解决方案就是让程序员每发现一个缺陷,就立刻打上一个补丁。

玩过电脑的人早已对这种解决方案习以为常。譬如,我们会定期收到系统的更新提示,以便修复程序设计者原先没有预料到的漏洞,或者防止新型电脑病毒入侵。模拟开始以后,模拟者也会采取这样的临时防护措施,虚拟世界的运行状态和法则都会时不时地被修正一下,或者添加一些新东西。那么,在我们的宇宙世界里,譬如说,某个物理学常数过去很长时间都是恒常不变的,可是突然之间被改动了一下,被科学家观测到,那说明,真可能有个“大程序员”在操纵着我们。

有趣的是,就在1999年《黑客帝国》上映几周之前,有天文学家分析了来自遥远星系的光束,声称发现宇宙的一些“常数”可能并不是恒定不变的,特别值得一提的是一個叫“精细结构”的基本物理学常数,比100亿年前增大了大约十万分之一——这是否暗示我们的宇宙真是一个“大程序员”设计的?

有趣,但不能太当真

但是,这里又有一个问题:“大程序员”露陷是一回事,虚拟世界中的人会不会往这方面想又是另一回事。

举个例子。2011年有人宣布,他们在做中微子实验的时候,发现中微子的速度竟然比宇宙中的速度极限光速还快。可是过了几个月,他们承认是自己的实验出了差错。

再举个例子。爱因斯坦没提出来相对论之前,在牛顿力学里,速度是可以简单相加的。比如,水流相对岸的速度是1m/s,顺流而行的船相对水流的速度是0.1m/s,那么船相对岸的速度就是1.1m/s。可是人们后来发现,这个速度简单相加的原理,用到光上,就失效了。直到相对论提出之后,人们才知道原来速度叠加遵循另一个更复杂的公式,此前的速度简单相加原理只是远低于光速情况下的一个近似。

遇到这些情况,那些相信“我们生活在虚拟世界里”的人,或许就会简单地以为“存在一个大程序员”,就不再深究了,这为我们偷懒提供了好借口。但如果当时科学家们不抵制这种想法,从自身找原因,科学恐怕就停滞不前,错误就永远发现不了了。这也是当前主流科学界虽认为“我们或许生活在一个虚拟世界里”这个想法很有趣,但又认为我们不能太当真的原因。

不仅于此。如果我们真的是被虚拟出来的,我们不过是模拟者的玩具,或者我们所致力探索的“自然法则”只不过是模拟者自己的一些奇思妙想,那这就动摇了科学的基础,即相信“自然法则”是大自然自身所固有的;这对于人类也是一个沉重的打击,因为谁都禁不住要问:生活在这样的世界里有什么意思?

奇怪的构想还远未止息:虚拟出我们的人也可能是其他人的模拟产物——这可能是一系列环环相扣的宇宙,而每个宇宙都有着各自不同的基本物理法则……事情似乎越想越麻烦。

在《黑客帝国》里,领导人类反抗母体控制的基地首领莫菲斯拿起一枚电池,对尼奥说:“母体是电脑生成的梦幻世界,其目的在于使我们处于控制之下,以此将我们变成这个。”尼奥喊道:“不!我不相信!这不可能!”

那么,你相信吗?假如你生活在一个虚拟的世界里,给你一片蓝药丸和一片红药丸,你会选择吞下哪一片呢?

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