مصفوفة في الحياة الواقعية: هل المحاكاة المثالية ممكنة؟

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

بعد 20 عامًا من إصدار أول فيلم "ماتريكس" ، قرر المخرجون تصوير الفيلم الرابع. خلال هذا الوقت ، تغير الكثير: أصبح الأخوان واتشوسكي أخوات ، وأخذ العلماء الفكرة الرئيسية للفيلم على محمل الجد: تخيل ، يناقش العديد من الفيزيائيين بجدية النظرية القائلة بأن عالمنا مجرد مصفوفة ، ونحن رقميين نماذج فيه.

لماذا يحتاج العلماء لاختبار النظرية من السينما؟

عند ترجمتها إلى واقع ، تبدو فكرة "المصفوفة" سخيفة: لماذا يمكن لأي شخص إنشاء عالم افتراضي ضخم - من الواضح أنه شاق - ويملأه بالناس ، نحن؟ علاوة على ذلك ، فإن تنفيذ هذه الفكرة من فيلم الأخوات Wachowski لا يصمد أمام النقد: يعرف أي تلميذ أن الكفاءة لا يمكن أن تتجاوز 100٪ ، مما يعني أنه لا معنى للحصول على الطاقة للآلات من الأشخاص في كبسولات - المزيد من الطاقة سيتم إنفاقها على إطعامها وتسخينها ، مما يمكن أن تقدمه للآلات.

كان نيك بوستروم أول من أجاب في الأوساط الأكاديمية على سؤال عما إذا كان شخص ما قد يحتاج إلى عالم محاكاة كامل في عام 2001. بحلول ذلك الوقت ، كان العلماء قد بدأوا بالفعل في استخدام المحاكاة الحاسوبية ، واقترح بوستروم أنه عاجلاً أم آجلاً ، سيتم استخدام مثل هذه المحاكاة الحاسوبية لدراسة الماضي. في إطار مثل هذه المحاكاة ، سيكون من الممكن إنشاء نماذج مفصلة للكوكب والأشخاص الذين يعيشون عليه وعلاقاتهم الاجتماعية والاقتصادية والثقافية.

لا يمكن دراسة التاريخ بشكل تجريبي ، ولكن في النماذج يمكنك تشغيل سيناريوهات لا حصر لها ، وإعداد أعنف التجارب - من هتلر إلى عالم ما بعد الحداثة الذي نعيش فيه الآن. هذه التجارب مفيدة ليس فقط للتاريخ: سيكون من الجيد أيضًا فهم الاقتصاد العالمي بشكل أفضل ، ولكن من الذي سيعطي التجارب التي سيتم إجراؤها على ثمانية مليارات شخص حقيقي يعيشون في وقت واحد؟ يلفت بوستروم الانتباه إلى نقطة مهمة. إن إنشاء نموذج أسهل وأرخص بكثير من إنشاء شخص جديد حقيقي بيولوجيًا. وهذا جيد ، لأن المؤرخ يريد أن يخلق نموذجًا واحدًا للمجتمع ، عالم الاجتماع - آخر ، الاقتصادي - الثالث ، وهكذا. يوجد الكثير من العلماء في العالم ، لذا فإن عدد "الأشخاص" الرقميين الذين سيتم إنشاؤهم في العديد من عمليات المحاكاة هذه يمكن أن يكون كبيرًا جدًا. على سبيل المثال ، مائة ألف ، أو مليون ، أو عشرة ملايين مرة أكثر من عدد الأشخاص الحقيقيين "البيولوجيين".

إذا افترضنا أن النظرية صحيحة ، فمن الناحية الإحصائية البحتة ، ليس لدينا أي فرصة تقريبًا لأن نكون ليسوا نماذج رقمية ، بل أناسًا حقيقيين. لنفترض أن العدد الإجمالي لأناس "المصفوفة" الذين خلقتهم أي حضارة في أي مكان وفي أي وقت يزيد بمئة ألف مرة فقط عن عدد ممثلي هذه الحضارة. ثم يكون احتمال أن يكون المخلوق الذكي المختار عشوائيًا بيولوجيًا وليس "رقميًا" أقل من مائة ألف. بمعنى ، إذا تم تنفيذ مثل هذه المحاكاة حقًا ، فأنت ، قارئ هذه السطور ، من شبه المؤكد أن تكون مجرد مجموعة من الأرقام في كمبيوتر عملاق متقدم للغاية.

استنتاجات بوستروم موصوفة جيدًا في عنوان إحدى مقالاته: "… احتمال عيشك في المصفوفة مرتفع جدًا." تحظى فرضيته بشعبية كبيرة: فقد صرح Elon Musk ، أحد مؤيديها ، ذات مرة أن احتمال عيشنا ليس في المصفوفة ، ولكن في العالم الحقيقي هو واحد بالمليارات. يعتقد عالم الفيزياء الفلكية والحائز على جائزة نوبل جورج سموت أن الاحتمال أعلى من ذلك ، ويقدر إجمالي عدد الأوراق العلمية حول هذا الموضوع على مدى العشرين عامًا الماضية بالعشرات.

كيف تصنع "ماتريكس" في الحياة الواقعية ، إذا كنت تريد ذلك حقًا؟

في عام 2012 ، كتبت مجموعة من الفيزيائيين الألمان والأمريكيين ورقة علمية حول هذا الموضوع ، نُشرت لاحقًا في المجلة الفيزيائية الأوروبية أ.من وجهة نظر تقنية بحتة ، أين يجب أن تبدأ في تصميم عالم كبير؟ في رأيهم ، فإن نماذج تكوين النوى الذرية القائمة على المفاهيم الحديثة للديناميكا اللونية الكمومية (التي تؤدي إلى تفاعل نووي قوي يحمل البروتونات والنيوترونات في شكل كامل) هي الأنسب لهذا الغرض. تساءل الباحثون عن مدى صعوبة إنشاء كون محاكاة على شكل نموذج كبير جدًا ، قادم من أصغر الجسيمات والكواركات المكونة لها. وفقًا لحساباتهم ، تتطلب المحاكاة التفصيلية لكون كبير حقًا قدرًا كبيرًا من القوة الحاسوبية - وهي مكلفة للغاية حتى بالنسبة لحضارة افتراضية من المستقبل البعيد. ونظرًا لأن المحاكاة التفصيلية لا يمكن أن تكون كبيرة جدًا ، فهذا يعني أن المساحات البعيدة حقًا من الفضاء تشبه المشهد المسرحي ، حيث لم تكن هناك ببساطة سعة إنتاجية كافية لرسمها الدقيق. مثل هذه المناطق من الفضاء هي شيء يشبه النجوم والمجرات البعيدة فقط ، وينظر بتفاصيل كافية بحيث لا تستطيع تلسكوبات اليوم تمييز هذه "السماء المطلية" عن الحاضر. لكن هناك فارق بسيط.

العالم المحاكي ، بسبب القوة المعتدلة لأجهزة الكمبيوتر المستخدمة في حساباته ، لا يمكن ببساطة أن يكون له نفس الدقة مثل العالم الحقيقي. إذا وجدنا أن "حل" الواقع المحيط بنا أسوأ مما ينبغي أن يعتمد على الفيزياء الأساسية ، فإننا نعيش في مصفوفة بحث.

خلص العلماء إلى أنه "بالنسبة لمخلوق محاكى ، هناك دائمًا إمكانية اكتشاف أنه تمت محاكاته".

هل يجب أن أتناول الحبة الحمراء؟

في عام 2019 ، نشر الفيلسوف بريستون جرين مقالًا حث فيه علنًا على عدم محاولة اكتشاف ما إذا كنا نعيش في العالم الحقيقي أم لا. كما يقول ، إذا أظهرت الدراسات طويلة المدى أن عالمنا يتمتع بـ "دقة" عالية بشكل غير محدود حتى في أبعد أركان الفضاء ، فقد اتضح أننا نعيش في كون حقيقي - ومن ثم لن يضيع العلماء سوى الوقت في محاولة العثور على الجواب على هذا السؤال …

لكن هذا هو أفضل خيار ممكن. أسوأ بكثير إذا اتضح أن "دقة" الكون المرئي أقل من المتوقع - أي إذا كنا جميعًا موجودين فقط كمجموعة من الأرقام. النقطة المهمة هي أن عوالم المحاكاة ستكون ذات قيمة للعلماء المبدعين فقط طالما أنهم يصممون عالمهم الخاص بدقة. ولكن إذا أدرك سكان العالم المُحاكى فجأة ظاهرتهم الافتراضية ، فسيتوقفون بالتأكيد عن التصرف "بشكل طبيعي". بإدراكهم أنهم مقيمون في المصفوفة ، يمكن للكثيرين التوقف عن الذهاب إلى العمل ، والامتثال لقواعد الأخلاق العامة ، وما إلى ذلك. ما فائدة النموذج الذي لا يعمل؟

يعتقد جرين أنه لا توجد فائدة - وأن علماء حضارة النمذجة سيفصلون ببساطة مثل هذا النموذج من مصدر الطاقة. لحسن الحظ ، حتى مع "الدقة" المحدودة لمحاكاة العالم بأسره ، ليست المتعة الأرخص. إذا أخذت البشرية حقًا الحبة الحمراء ، فيمكن ببساطة فصلها عن مصدر الطاقة - وهذا هو سبب موتنا جميعًا بطريقة غير خادعة.

ماذا لو عشنا في محاكاة محاكاة؟

ومع ذلك ، فإن بريستون جرين ليس على حق تمامًا. من الناحية النظرية ، من المنطقي محاكاة نموذج أدرك سكانه فجأة أنه افتراضي. يمكن أن يكون هذا مفيدًا للحضارة ، التي أدركت نفسها في مرحلة ما أنه يتم تشكيلها. في الوقت نفسه ، نسي منشئوه لسبب ما أو لم يرغبوا في تعطيل النموذج.

قد يجد هؤلاء "الرجال الصغار" أنه من المفيد محاكاة الموقف الذي يجد مجتمعهم نفسه فيه. ثم يمكنهم بناء نموذج لدراسة كيف يتصرف الأشخاص الذين تمت محاكاتهم عندما يدركون أنهم مجرد محاكاة. إذا كان الأمر كذلك ، فلا داعي للخوف من أن يتم إيقافنا في الوقت الذي ندرك فيه أننا نعيش في المصفوفة: في هذه اللحظة ، تم إطلاق نموذجنا.

هل يمكنك إنشاء محاكاة مثالية؟

أي محاكاة مفصلة حتى لكوكب واحد حتى مستوى الذرات والجسيمات دون الذرية تتطلب موارد كثيرة.يمكن أن يؤدي تقليل الدقة إلى تقليل واقعية السلوك البشري في النموذج ، مما يعني أن الحسابات القائمة على ذلك قد لا تكون دقيقة بما يكفي لنقل استنتاجات المحاكاة إلى العالم الحقيقي.

بالإضافة إلى ذلك ، كما أشرنا أعلاه ، يمكن للمحاكاة دائمًا العثور على دليل على أنه يتم محاكاتها. هل هناك طريقة للتغلب على هذا القيد وإنشاء نماذج تتطلب عددًا أقل من أجهزة الكمبيوتر العملاقة القوية ، ولكن في نفس الوقت دقة عالية بلا حدود ، كما هو الحال في العالم الحقيقي؟

ظهرت إجابة غير عادية إلى حد ما على هذا السؤال في 2012-2013. أظهر الفيزيائيون ، من وجهة نظر نظرية ، أن كوننا أثناء الانفجار العظيم لا يمكن أن ينشأ من نقطة صغيرة بكمية لا نهائية من المادة وكثافة لانهائية ، ولكن من مساحة محدودة للغاية من الفضاء ، حيث كان هناك تقريبًا لا يهم. اتضح أنه في إطار آليات "تضخم" الكون في مرحلة مبكرة من تطوره ، يمكن أن تنشأ كمية هائلة من المادة من الفراغ.

كما يلاحظ الأكاديمي فاليري روباكوف ، إذا كان بإمكان الفيزيائيين إنشاء منطقة من الفضاء بخصائص الكون المبكر في المختبر ، فإن مثل هذا "الكون في المختبر" سوف يتحول ببساطة إلى نظير لكوننا وفقًا لقوانين الفيزياء.

بالنسبة لمثل هذا "الكون المختبري" ، سيكون القرار كبيرًا بشكل لا نهائي ، لأنه ، بالمعنى الدقيق للكلمة ، هو بطبيعته مادي وليس "رقميًا". بالإضافة إلى ذلك ، فإن عملها في الكون "الأم" لا يتطلب إنفاقًا ثابتًا للطاقة: يكفي ضخها هناك مرة واحدة ، أثناء الخلق. علاوة على ذلك ، يجب أن يكون مضغوطًا جدًا - ليس أكثر من جزء الإعداد التجريبي الذي "تم تصميمه" فيه.

قد تشير الملاحظات الفلكية من الناحية النظرية إلى أن مثل هذا السيناريو ممكن تقنيًا. في الوقت الحالي ، مع أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا اليوم ، هذه نظرية خالصة. لوضعها موضع التنفيذ ، تحتاج إلى إعادة مجموعة كاملة من العمل: أولاً ، ابحث في الطبيعة عن المجالات الفيزيائية التي تنبأت بها نظرية "الأكوان المختبرية" ثم حاول تعلم كيفية العمل معها (بعناية حتى لا تدمر لنا على طول الطريق).

في هذا الصدد ، يسأل فاليري روباكوف السؤال: أليس كوننا واحدًا من هذه "المختبرات"؟ لسوء الحظ ، من المستحيل اليوم الإجابة بشكل موثوق على هذا السؤال. يجب على مبتكري "لعبة الكون" ترك "البوابة" لنموذج سطح المكتب الخاص بهم ، وإلا فسيكون من الصعب عليهم ملاحظتها. لكن من الصعب العثور على مثل هذه الأبواب ، خاصة أنه يمكن وضعها في أي وقت في الزمكان.

شيء واحد مؤكد. باتباع منطق بوستروم ، إذا قرر أحد الأنواع الذكية يومًا ما إنشاء أكوان معملية ، فيمكن لسكان هذه الأكوان اتخاذ نفس الخطوة: إنشاء "كون الجيب" الخاص بهم (تذكر أن حجمه الحقيقي سيكون مثل عالمنا ، صغير ومضغوط هناك لن يكون إلا مدخل إليه من معمل المبدعين).

وفقًا لذلك ، ستبدأ العوالم الاصطناعية في التكاثر ، واحتمال أن نكون سكان عالم من صنع الإنسان أعلى من الناحية الرياضية مما نعيشه في الكون البدائي.