Ma trận trong đời thực: Có thể mô phỏng hoàn hảo không?

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

20 năm sau khi phát hành phần đầu tiên "Matrix", các đạo diễn quyết định quay phần thứ tư. Trong thời gian này, rất nhiều điều đã thay đổi: anh em nhà Wachowski trở thành chị em, và các nhà khoa học lấy ý tưởng chính của bộ phim làm tâm điểm: hãy tưởng tượng, nhiều nhà vật lý đang thảo luận nghiêm túc về lý thuyết rằng thế giới của chúng ta chỉ là một ma trận, và chúng ta là kỹ thuật số. các mô hình trong đó.

Tại sao các nhà khoa học cần kiểm tra lý thuyết từ điện ảnh?

Khi được chuyển thành hiện thực, ý tưởng về "Ma trận" có vẻ vô lý: tại sao lại có người tạo ra một thế giới ảo khổng lồ - rõ ràng là tốn nhiều công sức - và đưa nó đến với con người, chúng ta? Hơn nữa, việc thực hiện ý tưởng này từ bộ phim của chị em nhà Wachowski không bị chỉ trích: bất kỳ đứa trẻ nào cũng biết rằng hiệu suất không thể vượt quá 100%, có nghĩa là không có ý nghĩa gì khi lấy năng lượng cho máy móc từ những người trong viên nang - nhiều năng lượng hơn sẽ được chi cho việc cho ăn và sưởi ấm chúng, số tiền mà chúng có thể cung cấp cho máy móc.

Nick Bostrom là người đầu tiên trong giới học thuật trả lời câu hỏi liệu ai đó có thể cần toàn bộ thế giới giả lập vào năm 2001 hay không. Vào thời điểm đó, các nhà khoa học đã bắt đầu sử dụng các mô phỏng máy tính, và Bostrom cho rằng sớm hay muộn, những mô phỏng máy tính như vậy sẽ được sử dụng để nghiên cứu quá khứ. Trong khuôn khổ của mô phỏng như vậy, có thể tạo ra các mô hình chi tiết về hành tinh, những người sống trên đó và các mối quan hệ của họ - xã hội, kinh tế, văn hóa.

Lịch sử không thể được nghiên cứu bằng thực nghiệm, nhưng trong các mô hình, bạn có thể chạy vô số kịch bản, thiết lập các thí nghiệm hoang dã nhất - từ thời Hitler đến thế giới hậu hiện đại mà chúng ta đang sống. Những thí nghiệm như vậy không chỉ hữu ích cho lịch sử: cũng sẽ rất tốt nếu hiểu rõ hơn về nền kinh tế thế giới, nhưng ai sẽ là người đưa ra các thí nghiệm được thực hiện trên tám tỷ người thật, sống cùng một lúc? Bostrom thu hút sự chú ý đến một điểm quan trọng. Việc tạo ra một mô hình sẽ dễ dàng và rẻ hơn nhiều so với việc tạo ra một người mới, về mặt sinh học. Và điều này là tốt, bởi vì nhà sử học muốn tạo ra một mô hình xã hội, nhà xã hội học - một nhà kinh tế học - thứ ba, v.v. Có rất nhiều nhà khoa học trên thế giới, vì vậy số lượng "người" kỹ thuật số sẽ được tạo ra trong nhiều mô phỏng như vậy có thể rất lớn. Ví dụ, một trăm nghìn, hoặc một triệu, hoặc mười triệu lần so với số người thật "sinh học".

Nếu chúng ta giả định rằng lý thuyết là đúng, thì về mặt thống kê, chúng ta hầu như không có cơ hội không phải là các mô hình kỹ thuật số, mà là người thật. Giả sử tổng số "ma trận" con người được tạo ra ở bất cứ đâu và từ trước đến nay bởi bất kỳ nền văn minh nào chỉ nhiều hơn một trăm nghìn lần so với số đại diện của nền văn minh này. Khi đó xác suất để một sinh vật thông minh được chọn ngẫu nhiên là sinh vật và không phải là "kỹ thuật số" là nhỏ hơn một phần trăm nghìn. Có nghĩa là, nếu một mô phỏng như vậy thực sự được thực hiện, thì bạn, người đọc những dòng này, gần như chắc chắn chỉ là một loạt các con số trong một siêu máy tính cực kỳ tiên tiến.

Kết luận của Bostrom được mô tả rất rõ qua tiêu đề một trong những bài báo của ông: "… khả năng bạn sống trong Ma trận là rất cao." Giả thuyết của ông khá phổ biến: Elon Musk, một trong những người ủng hộ bà, từng tuyên bố rằng xác suất chúng ta sống không phải trong ma trận mà ở thế giới thực là một phần tỷ. Nhà vật lý thiên văn và người đoạt giải Nobel George Smoot tin rằng xác suất này thậm chí còn cao hơn, và tổng số bài báo khoa học về chủ đề này trong hai mươi năm qua ước tính lên đến hàng chục.

Làm thế nào để xây dựng một "Ma trận" trong cuộc sống thực, nếu bạn thực sự muốn?

Năm 2012, một nhóm các nhà vật lý người Đức và Mỹ đã viết một bài báo khoa học về chủ đề này, sau đó được đăng trên Tạp chí Vật lý Châu Âu A. Theo quan điểm kỹ thuật thuần túy, bạn nên bắt đầu mô hình hóa một thế giới rộng lớn từ đâu? Theo ý kiến của họ, các mô hình về sự hình thành hạt nhân nguyên tử dựa trên các khái niệm hiện đại về sắc động lực học lượng tử (làm phát sinh tương tác hạt nhân mạnh giữ proton và neutron ở dạng toàn phần) là phù hợp nhất cho việc này. Các nhà nghiên cứu tự hỏi sẽ khó khăn như thế nào để tạo ra một vũ trụ mô phỏng dưới dạng một mô hình rất lớn, đến từ các hạt nhỏ nhất và các hạt quark cấu thành của chúng. Theo tính toán của họ, việc mô phỏng chi tiết một Vũ trụ thực sự lớn sẽ đòi hỏi quá nhiều sức mạnh tính toán - khá tốn kém ngay cả đối với một nền văn minh giả định đến từ tương lai xa. Và vì một mô phỏng chi tiết không thể quá lớn, điều đó có nghĩa là những khu vực không gian thực sự xa xôi giống như khung cảnh sân khấu, vì đơn giản là không có đủ năng lực sản xuất cho bản vẽ tỉ mỉ của chúng. Những vùng không gian như vậy chỉ trông giống như những ngôi sao và thiên hà xa xôi, và nhìn chi tiết đến mức các kính viễn vọng ngày nay không thể phân biệt được "bầu trời sơn" này với hiện tại. Nhưng có một sắc thái.

Thế giới mô phỏng, do công suất vừa phải của các máy tính dùng để tính toán, đơn giản là không thể có độ phân giải giống như thế giới thực. Nếu chúng ta nhận thấy rằng "độ phân giải" của thực tế xung quanh chúng ta kém hơn so với thực tế dựa trên vật lý cơ bản, thì chúng ta đang sống trong một ma trận nghiên cứu.

Các nhà khoa học kết luận: “Đối với một sinh vật mô phỏng, luôn có khả năng phát hiện ra rằng nó được mô phỏng.

Tôi có nên uống viên thuốc màu đỏ không?

Vào năm 2019, nhà triết học Preston Greene đã xuất bản một bài báo trong đó ông công khai kêu gọi đừng cố gắng tìm hiểu xem liệu chúng ta có đang sống trong thế giới thực hay không. Như ông nói, nếu các nghiên cứu dài hạn cho thấy thế giới của chúng ta có "độ phân giải" cao không giới hạn ngay cả ở những góc xa nhất của không gian, thì hóa ra chúng ta đang sống trong một Vũ trụ thực - và khi đó các nhà khoa học sẽ chỉ lãng phí thời gian để cố gắng tìm ra. câu trả lời cho câu hỏi này …

Nhưng đây thậm chí còn là lựa chọn tốt nhất có thể. Tệ hơn nhiều nếu hóa ra "độ phân giải" của Vũ trụ hữu hình thấp hơn mong đợi - nghĩa là nếu tất cả chúng ta chỉ tồn tại dưới dạng một tập hợp các con số. Vấn đề là các thế giới mô phỏng sẽ chỉ có giá trị đối với các nhà khoa học tạo ra chúng miễn là chúng mô hình chính xác thế giới của chính chúng. Nhưng nếu dân số của thế giới mô phỏng đột nhiên nhận ra tính ảo của nó, thì nó chắc chắn sẽ ngừng cư xử "bình thường". Nhận ra rằng họ là cư dân của ma trận, nhiều người có thể ngừng đi làm, tuân theo các chuẩn mực đạo đức công vụ, v.v. Việc sử dụng một mô hình không hoạt động là gì?

Green tin rằng không có lợi ích gì - và các nhà khoa học của một nền văn minh mô hình sẽ chỉ cần rút một mô hình như vậy ra khỏi nguồn điện. May mắn thay, ngay cả với "độ phân giải" hạn chế của nó để mô phỏng toàn bộ thế giới không phải là niềm vui rẻ nhất. Nếu nhân loại thực sự uống viên thuốc màu đỏ, nó có thể đơn giản là bị ngắt nguồn điện - đó là lý do tại sao tất cả chúng ta đều chết một cách không ảo tưởng.

Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta sống trong một mô phỏng mô phỏng?

Tuy nhiên, Preston Green không hoàn toàn đúng. Về lý thuyết, sẽ hợp lý nếu mô phỏng một mô hình mà cư dân đột nhiên nhận ra rằng chúng là ảo. Điều này có thể hữu ích cho một nền văn minh, mà tại một thời điểm nào đó, bản thân nó nhận ra rằng nó đang được mô hình hóa. Đồng thời, những người tạo ra nó vì một lý do nào đó đã quên hoặc không muốn vô hiệu hóa mô hình.

Những "người đàn ông nhỏ bé" như vậy có thể thấy hữu ích khi mô phỏng tình huống mà xã hội của họ tự tìm thấy. Sau đó, họ có thể xây dựng một mô hình để nghiên cứu cách những người được mô phỏng hành xử khi họ nhận ra rằng họ chỉ là một mô phỏng. Nếu đúng như vậy, thì không cần phải lo sợ rằng chúng ta sẽ bị tắt ngay khi nhận ra rằng chúng ta đang sống trong ma trận: vào thời điểm này, mô hình của chúng ta đã được đưa ra.

Bạn có thể tạo ra một mô phỏng hoàn hảo?

Bất kỳ mô phỏng chi tiết nào của ngay cả một hành tinh ở cấp độ nguyên tử và các hạt hạ nguyên tử đều rất tốn tài nguyên. Giảm độ phân giải có thể làm giảm tính chân thực của hành vi con người trong mô hình, có nghĩa là các tính toán dựa trên nó có thể không đủ chính xác để chuyển các kết luận mô phỏng sang thế giới thực.

Ngoài ra, như chúng tôi đã lưu ý ở trên, mô phỏng luôn có thể tìm thấy bằng chứng cho thấy chúng đang được mô phỏng. Có cách nào để khắc phục hạn chế này và tạo ra các mô hình yêu cầu ít siêu máy tính hơn, nhưng đồng thời có độ phân giải cao vô hạn, giống như trong thế giới thực?

Một câu trả lời khá bất thường cho câu hỏi này đã xuất hiện vào năm 2012-2013. Các nhà vật lý đã chỉ ra rằng, từ quan điểm lý thuyết, Vũ trụ của chúng ta trong Vụ nổ lớn không thể hình thành từ một điểm nhỏ nào đó với vô số vật chất và mật độ vô hạn, mà từ một khu vực không gian rất hạn chế, nơi hầu như có không vấn đề. Hóa ra trong khuôn khổ của các cơ chế "lạm phát" của Vũ trụ ở giai đoạn đầu phát triển của nó, một lượng vật chất khổng lồ có thể phát sinh từ chân không.

Như Viện sĩ Valery Rubakov lưu ý, nếu các nhà vật lý có thể tạo ra một vùng không gian với các đặc tính của Vũ trụ sơ khai trong phòng thí nghiệm, thì một “Vũ trụ trong phòng thí nghiệm” như vậy sẽ đơn giản biến thành một dạng tương tự của Vũ trụ của chúng ta theo các quy luật vật lý.

Đối với một "vũ trụ phòng thí nghiệm" như vậy, độ phân giải sẽ lớn vô cùng, vì, nói đúng ra, về bản chất, nó là vật chất, chứ không phải "kỹ thuật số". Thêm vào đó, hoạt động của nó trong Vũ trụ "mẹ" không yêu cầu tiêu tốn năng lượng liên tục: chỉ cần một lần bơm nó vào đó một lần trong quá trình sáng tạo là đủ. Hơn nữa, nó phải rất nhỏ gọn - không hơn một phần của thiết lập thử nghiệm mà nó đã được "hình thành".

Các quan sát thiên văn trên lý thuyết có thể chỉ ra rằng một kịch bản như vậy là có thể xảy ra về mặt kỹ thuật. Tại thời điểm hiện tại, với tình trạng kỹ thuật ngày nay, đây là lý thuyết thuần túy. Để đưa nó vào thực tế, bạn cần phải thực hiện lại toàn bộ công việc: trước tiên, tìm trong tự nhiên các trường vật lý được dự đoán bởi lý thuyết của "các trường đại học trong phòng thí nghiệm" và sau đó cố gắng học cách làm việc với chúng (cẩn thận để không bị phá hủy của chúng tôi trên đường đi).

Về vấn đề này, Valery Rubakov đặt câu hỏi: không phải Vũ trụ của chúng ta là một trong những "phòng thí nghiệm" như vậy sao? Thật không may, ngày nay không thể trả lời một cách đáng tin cậy câu hỏi này. Những người sáng tạo ra "vũ trụ đồ chơi" phải để "cổng" vào mô hình máy tính để bàn của họ, nếu không sẽ rất khó để họ quan sát nó. Nhưng rất khó để tìm thấy những cánh cửa như vậy, đặc biệt là vì chúng có thể được đặt ở bất kỳ thời điểm nào trong không-thời gian.

Có một điều chắc chắn là. Theo logic của Bostrom, nếu một trong những loài thông minh quyết định tạo ra các trường Đại học trong phòng thí nghiệm, thì cư dân của các trường Đại học này có thể thực hiện cùng một bước: tạo ra "vũ trụ bỏ túi" của riêng họ (nhớ lại rằng kích thước thực của nó sẽ giống như của chúng ta, nhỏ và gọn ở đó sẽ chỉ là một lối vào nó từ phòng thí nghiệm của những người sáng tạo).

Theo đó, các thế giới nhân tạo sẽ bắt đầu sinh sôi nảy nở, và khả năng chúng ta là cư dân của một vũ trụ nhân tạo cao hơn về mặt toán học so với khả năng chúng ta sống trong vũ trụ nguyên thủy.