Мистерии и загадкиПроф. Герайнт Луис* / 25 октомври 2022

Защо не можем да разберем дали сме в Матрицата само по бъговете?

Космолог обяснява как хората биха могли да живеят в симулирана Вселена отвъд възприятието

Кадър от "Матрицата", 1999, реж. братя/сестри Уашовски

Като космолог често нося в джоба си една или две вселени. Не целите безкрайно големи вселени, но може би с диаметър от няколко милиарда светлинни години. Достатъчно, за да е интересно. Разбира се, това не са "истински" вселени. Те са вселени, които съм симулирал на компютър.

Основната идея за симулиране на вселена е доста проста. Имате нужда от "първоначални условия", което за мен е състоянието на Вселената точно след Големия взрив. Към това добавяте няколко закони на физиката - как гравитацията привлича масата, как се държи газът в галактиктическото пространство и как звездите се раждат, живеят и умират. Натискате GO и след това се отпускате, докато компютърът изчислява всички сложни взаимодействия и развива Вселената през космическото време.

По-забавно е докато чакате да играете Master of the Universe и да претъркулвате законите на физиката, като промяна на свойствата на гравитацията или как черните дупки поглъщат материята. Винаги е интересно докато чакаме да видим резултата от тези мутирали вселени.

В сърцето си знам, че тези вселени не са нищо повече от единици и нули, заровени в компютъра ми, но във филмите, които правя за моите развиващи се галактики и клъстери, мога да видя масата, която се движи наоколо. Всичко изглежда истинско! Компютърните симулации на сложни явления са навсякъде в науката и космолозите не са единствените, които се възхищават на синтетичните части от истинската Вселена.

Също толкова вдъхновяващо е да наблюдавате потока въздух около новопроектирано крило или как отделни молекули си проправят път през биологична мембрана. Подобни симулации революционизираха науката. Разбира се, този напредък се случи едва с нарастването на компютърната мощност през последните няколко десетилетия и тласъкът винаги е към включването на по-сложна физика в огромен диапазон от мащаби - от космологични до квантови. Винаги сме ограничени от мощността на изчисленията, но тъй като компютрите стават все по-бързи, нараства и детайлът в нашите синтетични вселени.

Но нека си представим бъдещето. Време, когато компютрите са достатъчно мощни, за да симулират напълно човешки мозък с неговия огромен набор от взаимосвързани неврони. Тези неврони се подчиняват на законите на физиката и се задействат, когато техните химически баланси се променят. Мислите щяха да кънтят около този синтетичен мозък с електрически сигнали, които се движат назад и напред.

Тъй като не съм философ, ще пренебрегна (привидно безкрайните) дебати за свободната воля и съзнанието. Нека погледнем чисто механично на човешкия мозък - синтетичният ще бъде толкова "жив", колкото и органичният мозък, който го е създал. При хранено със стимула от синтетично тяло, взаимодействащо със синтетична Вселена, той ще изпита болка и страх, щастие и любов, дори скука и сънливост.

Всъщност има някои, които вярват, че всички ще се преродим в едно славно бъдеще, където компютрите са достатъчно мощни, за да пресъздадат всеки, който някога е живял и след това да го поддържат за вечността. Докато тази визия за рая се рекламира като окончателния антропен принцип, някои по-откровено го нарекоха "нелепо смешен антропен принцип" или просто "Глупости!". Но може би е нелепо да чакаме далечното бъдеще, когато това ще се случи.

Ще цитирам покойния, велик Дъглас Адамс: "Има друга теория, която твърди, че това вече се е случило". Не че някой на Земята или дори в нашата Вселена е създал наистина синтетична Вселена, пълна със същества, които нямат представа за факта, че не са нищо друго освен част от компютърен експеримент. Не, стряскащото осъзнаване е, че ние — самото ни съществуване, всичко, което сме видели, преживели или някога ще преживеем — може да не е нищо друго освен пърхане на битове в невъобразим суперкомпютър.

Докато пиша това на лаптоп и се взирам през прозореца на влака, минаващ покрай малка гара, в хората, дърветата, мръсотията по земята, дали със сигурност щях да разбера част ли съм от компютърна програма? Но от друга страна, мозъкът ми просто обработва входни данни и ако симулираните входни данни, подавани в моя симулиран мозък, са достатъчно добри, как бих могъл да знам?

Важно е да запомните, че тази картина е различна от "мозъка във вана", представен във филмите за Матрицата. Там органичен мозък се захранва с информация, пресъздаваща синтетичния свят, в който се намират героите. В нашия реален филм няма органичен мозък. Ние сме част от самата матрица.

И така, как можем да разберем дали сме част от компютърна симулация?

Важно е да запомните, че нашите земни компютри са ограничени в начина, по който могат да представят реални числа, те съдържат само краен брой цифри за типични изчисления. Това означава, че моите симулирани вселени са квантувани, в известен смисъл, с ограничена разделителна способност, отпечатана в детайлите на структурата, която се произвежда. Ако живеем в компютърна симулация, тогава може би такива ефекти на резолюция ще са очевидни за нас. Нашият свят не изглежда като вселената на Minecraft и затова очакваме мащабът на разделителната способност да бъде по-малък от мащаба на отделните атоми, а не големи кубични блокове с размерите на футболни топки.

През миналия месец изследователи от университета в Бон, Германия, предположиха, че можем да открием такава "тромавост" в малък мащаб, като наблюдаваме как високоенергийните частици, известни като космически лъчи, преминават огромни разстояния във вселената. Докато тези лъчи скачат през това пространство, енергийните им свойства се променят и като гледаме какво пристига на Земята, можем да определим размера на парчетата. Но има проблеми с тази идея.

Първо, ние работим с предположението, че компютърът, в който живеем, работи като всекидневен компютър. Но тези ежедневни компютри се управляват от законите на физиката на синтетичната Вселена, в която живеем. Невъобразимо мощният компютър, който е домакин на нашата Вселена, може да работи по начини, за които дори не можем да си помислим. Мащабът на разделителна способност на нашата вселена е значително по-малък, отколкото в "тромавата" Вселена на Minecraft .

Друг проблем е, че онези, които се опитват да разберат природата на много малкото, вече са предложили квантован фон на пространството и времето, в които живеем.

Съществуването на такова "пространство-време" просто свойство на реална вселена ли е, или издайнически знак за синтетична? Как можем някога да ги различим? Искаме ли изобщо?

Един от начините за потенциално откриване на истинската природа на вселената е да се търсят необикновените - или, по думите на моите деца, които играят видеоигри - "бъгове" - където програмата не се справя според очакванията.

Може би някои от необяснимите неща, на които все още не можем да дадем отговор, са просто проблеми в програмата (въпреки че съм фен на илюзиониста Дерън Браун и смятам, че човешкият ум може лесно да бъде измамен).

Другата алтернатива е по-драстична.

Когато моите синтетични вселени работят, те могат внезапно да спрат по различни причини, като например запълване на дисковото пространство, грешки в паметта или нещо толкова просто като чистачката да изключи компютъра от контакта, за да почисти пода с прахосмукачка.

Ако моята синтетична Вселена е "жива", когато токът спре, тя просто престава да съществува.

Надявам се, че чистачите на нашите господари, симулиращи потенциална хиперизмерна Вселена, са по-внимателни.

* Герайнт Луис e професор по астрофизика в университета в Сидни

The Conversation