Физики высказали новый аргумент, почему Вселенная не может быть компьютерной симуляцией
На модерации
Отложенный
Художественное представление искажения пространства-времени в кристалле
Каков шанс, что наша Вселенная представляет собой результат компьютерной симуляции? Эта идея давно обсуждается учёными и специалистами, и они расходятся во мнениях. Ясно, что наши далёкие потомки будут обладать практически неограниченными вычислительными ресурсами и смогут создавать виртуальные миры, подобные нашему. Учитывая большое количество таких миров, остаются небольшие шансы, что именно нам повезло жить в реальном мире, а не в симуляции. Например, Илон Маск оценивает наши шансы в 0,1%, а астрофизик Нил Деграсс Тайсон — в 50%. В общем, вопрос спорный.
Сейчас двое теоретических физиков из Израиля и России выдвинули новый аргумент в пользу того, что наш мир не может быть компьютерной симуляцией. Некоторые свойства пространства-времени слишком сложно рассчитать на компьютере любой производительности.
Идею того, что наш мир представляет собой компьютерную симуляцию, аргументировал профессор Оксфордского университета Ник Бостром, сооснователь Всемирной ассоциации трансгуманистов и директор Института будущего человечества. В своей статье 2003 года он рассуждает о возможностях постчеловеческой цивилизации и исторических симуляциях, которые они будут создавать:
Представим себе историков будущего, моделирующих различные сценарии исторического развития. Это будут не сегодняшние упрощённые модели. С учётом огромных вычислительных возможностей, которыми будут располагать эти историки, в их распоряжении могут оказаться очень подробные симуляции, в которых будет различимо каждое здание, каждая географическая деталь, каждая личность. И каждый из этих индивидуумов будет наделен тем же уровнем вычислительных мощностей, сложности и интеллекта, как живой человек. Как и агент Смит, они будут созданы на основе программного обеспечения, но при этом будут обладать психическими характеристиками человека. Конечно, они могут так никогда и не осознать, что являются программой. Чтобы создать точную модель, нужно будет сделать восприятие смоделированных личностей неотличимым от восприятия людей, живущих в реальном мире.
Подобно жителям Матрицы, эти люди будут существовать в искусственном мире, считая его реальным. В отличие от сценария с Матрицей эти люди будут полностью состоять из компьютерных программ…
Эти предположения очень любопытны. Располагая достаточными вычислительными мощностями, постлюди могут создать модели исторических личностей, у которых будет полноценное сознание и которые будут считать себя биологическими людьми, живущими в более раннем времени…
Сейчас, в 2003 году, на планете живет примерно шесть миллиардов биологических людей. Очень даже возможно, что в постчеловеческую эпоху триллионы созданных на основе компьютерных программ людей будут жить в смоделированном для них 2003 году, убеждённые в том, что они биологического происхождения — точно такие же, как вы и я. Математика здесь проста, как дважды два: подавляющее большинство этих людей ошибаются; они считают, что они из плоти и крови, но на самом деле они таковыми не являются. Нет причин исключать нашу цивилизацию из этих подсчетов. Почти все шансы сводятся к тому, что мы живем в смоделированном 2003 году и что наши физические тела являются компьютерной иллюзией.
Хотя всё это больше напоминает мысленный эксперимент, но теоретические физики Зохар Рингель из Центра теоретической физики Рудольфа Пайерлса при Оксфордском университете и Рака Института физики в Еврейском университете Иерусалима, а также Дмитрий Коврижин из Центра теоретической физики Рудольфа Пайерлса при Оксфордском университете и Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» выдвинули аргумент, который может доказывать невозможность создания компьютерной симуляции вроде нашего мира.
Ключевой тезис аргументации Рингеля и Коврижина — это то, что науке неизвестны способы эффективно симулировать квантовые эффекты, такие как тепловая проводимость Холла (эффект Риги — Ледюка). Это так называемые гравитационные аномалии, которые исключительно трудно наблюдать напрямую. Они отражают искажения пространства-времени в малых масштабах и проявляются при достаточно низких температурах в сильных магнитных полях.
Термомагнитный эффект Риги — Ледюка состоит в том, что при помещении проводника с градиентом температур в постоянное магнитное поле, перпендикулярное тепловому потоку, возникает вторичная разность температур, перпендикулярная магнитному полю и тепловому потоку.
Для моделирования квантовых систем используется метод Монте-Карло, но Рингель и Коврижин объясняют, что гравитационные аномалии представляют собой слишком сложный феномен, который когда-либо можно будет рассчитать. Грубо говоря, существует бесконечное количество вариантов, что делает невозможной симуляцию методом Монте-Карло из-за проблемы знака — появления формально отрицательных вероятностей. По мнению большинства физиков, проблема знака в принципе нерешаемая, поэтому более-менее сложную неравновесную систему не удастся рассчитать на компьютере любой мощности за конечное время.
С другой стороны, если решить проблему знака, то моделирование методом Монте-Карло, теоретически, станет возможным. Но Рингель и Коврижин не верят, что такие алгоритмы появятся в будущем.
Учёные говорят, что по мере увеличения размера симуляции объём необходимых вычислений будет расти линейно или экспоненциально. В случае экспоненциального роста симуляция даже нескольких сотен электронов потребует наличия компьютера, который состоит из большего числа атомов, чем содержит Вселенная. Учитывая количество атомов во Вселенной (1080) создание такого компьютера станет непостижимой и крайне невероятной задачей, пишут авторы.
Сам термин «вычислимость» предполагает, что задачу можно решить на компьютере за конечное время с использованием конечного объёма памяти. В этом смысле физики предоставили убедительную аргументацию, что наша Вселенная всё-таки невычислима. Хотя дискуссия среди учёных наверняка не прекратится на этом. Вполне возможно, что создатели симуляции — наши потомки или представители инопланетного разума — всё-таки нашли способ обойти трудности с объёмом вычислений. В конце концов, учёные ведь доказали только, что Вселенная невычислима для нас с использованием известных нам методов. То есть мы сами не может сделат аналогичную симуляцию, но это вовсе не означает, что такую симуляцию не может сделать кто-то другой, используя приближения, изменив в симуляции законы физики соответствующим образом для упрощения вычислений и используя квантовые компьютеры.
«Наша работа показывает интригующую связь между двумя на первый взгляд не связанными областями: гравитационными аномалиями и вычислительной сложностью, — говорит Зохар Рингель, соавтор научной работы. — Она также показывает, что тепловая проводимость Холла — настоящий квантовый эффект: один из таких, для которых не существует аналогов в классической физике».
Научная статья опубликована 27 сентября 2017 года в журнале Science Advances (doi: 10.1126/sciadv.1701758).
Комментарии
Когда-то, не так давно, во всём мире было всего четыре университета, в которых учили четырём действиям с числами.. а в остальных деление не преподавали - просто некому было..
А сегодня ты глянь до чего дошла наука !
Мне кажется более убедительным аргументом против "искусственников" причинность нашего мира. Компьютерный мир мог бы обойтиться и без причинности.
Но чтобы не перекосило моё мнение весы Фемиды - я прокашляю, что очень редкие случаи предсказаний - была такая дама у Наполеона, был мужик в США, вообще ни разу не ошибшийся, во времена Великой Депрессии, наконец бабушка Ванга.. это всё аргументы в пользу симуляжа.
Как раз в теории мира как компьютерного симуляжа это объяснить было бы просто - сбои, очень редкие, в работе программы, вывод будущего в метапроцессоры этих "людей".
Кстати, эта теория - компьютерного симуляжа - может быть парой-тройкой шагов сведена к богу-креатору и т.д. и т.п.
..Мне она не нравится.. Хотя бы исходя из принципов монаха Оккама..
..Не подумайте чего - я от монашества далёк..
А доказывать является или нет наш мир симуляцией должны не физики, а те, кто программирует компьютерные игры.
Я не программист игр, но на мой взгляд симулировать вселенную и тем более любые физические законы - это самая простая часть симуляции. Ведь нет никакой необходимости симулировать эти законы - достаточно симулировать нашу реакцию на них. Так нет никакой нужды симулировать кипяток, чтобы убедить в его существовании ИИ - достаточно симулировать реакцию на кипяток.
Законы симулировать проще всего, так как они выражаются простыми формулами. А для симулирования нескольких электронов достаточно самого слабого компьютера, точнее компьютер не нужен вовсе - достаточно запоминающего устройства - типа таблиц Брадиса.
Так же нет необходимости симулировать для нас вселенную - достаточно точек, изображающих звезды. Не нужны ни телескопы, ни микроскопы - достаточно тех картинок, что мы в них видим.
И вселенная не нужна ни для кого, кто на нее не смотрит. Зачем усложнять если всё можно сделать проще?
Предполагать что нас не существует скучно, но можно.
А предполагать, что симуляции быть не может из-за того, что полная симуляция слишком сложна (а не полная типа не интересна) - просто глупо.
Любая симуляция имеет какую-то глубину. Например, такая симуляция как картина или фотография имеет минимальную глубину - она передает только вид симулируемого объекта с одного ракурса и имеет ограниченное разрешение (деталировку). Кино позволяет менять ракурсы, а отражение в зеркале имеет и неограниченное разрешение. Скульптура дозволяет ощупывание формы, формула - не ограничивает в пространстве, времени и точности.
То есть говорить просто о симуляции вообще - не имеет смысла. Требуются уточнения ее глубины, смысла и целей.
Если целью является изучение реакции человека на раздражители, то нет смысла моделировать вселенную иначе чем визуально.
Если целью является изучение вселенной, то нет смысла моделировать человека.
Картина не является копией - пейзаж сделан не из деревьев, а натюрморт не из цветов и фруктов.
Такое впечатление, что нет. Тогда напомню, что Земля в этом фильме абсолютно реальная, но сильно покалеченная в результате тотальных атомных бомбардировок. А вот человечество на ней находится в капсулах и каждый человек подключен к матрице, которая имитирует для него обычную жизнь 80-х годов.
В обсуждении как и у вас происходит путаница той матрицы с глобальной цифровой вселенной, которая развивается строго (или не строго) по тем законам, которые в ней запрограммированы.
Здесь ключевое слово "не строго", которое в данном контексте означает, что законы можно запускать не с нуля, а с любого наперед заданного состояния, например, с сегодняшнего утра. :)
Мы привыкли считать, что время абсолютно. Но скажите пожалуйста, какая разница программе с какой частотой выполняются такты ее вычислений? Абсолютно никакой! Запущу я программу с частотой тактов 1 Герц или 1 Гигагерц, ее результат будет один и тот же, а ее внутреннее время определится только числом тактов прошедших от одного состояния до другого, которое никак не зависит от частоты процессора.
Если мы живем в симуляции, то для нас частота процессора, который выполняют ту программу в которой мы живем, не играет никакой роли и не может быть определена.
Даже если процессор то работает с огромной частотой, то останавливается на несколько суток, мы не сможет заметить разницу и остановки.
Только я наоборот - считаю тему не интересной в силу очевидной неразрешимости и неясности целей симуляции.
Это означает, что что все может управляться макро-законами, а атомы, электроны, кварки и т.п. появляются локально только тогда, когда на них смотрят. То есть чтобы посмотреть на танец чаинок в стакане чая вовсе не требуется пересчитывать кварки в ядре Млечного Пути и даже кварки в чаинках - достаточно уравнений гидродинамики в этом конкретном стакане.