20 lat po premierze pierwszego „Matrixa” reżyserzy zdecydowali się nakręcić czwartą. W tym czasie wiele się zmieniło: bracia Wachowscy zostali siostrami, a naukowcy wzięli sobie do serca główną ideę filmu: wyobraźcie sobie, wielu fizyków poważnie dyskutuje nad teorią, że nasz świat to tylko matryca, a my jesteśmy w nim modelami cyfrowymi.
Dlaczego naukowcy mieliby testować teorię z kina?
Po przełożeniu na rzeczywistość idea „Matrixa” wydaje się absurdalna: po co ktoś miałby tworzyć ogromny wirtualny świat - który jest wyraźnie pracochłonny - i wypełniać go ludźmi, nami? Co więcej, realizacja tego pomysłu z filmu sióstr Wachowskich nie wytrzymuje krytyki: każdy uczeń wie, że sprawność nie może przekraczać 100%, co oznacza, że nie ma sensu czerpać energii dla maszyn od ludzi w kapsułkach - więcej energii zostanie wydane na ich karmienie i ogrzewanie, niż mogą dać maszynom.
W 2001 roku Nick Bostrom jako pierwszy odpowiedział na pytanie, czy ktoś może potrzebować całego symulowanego świata w środowisku akademickim. W tym czasie naukowcy zaczęli już używać symulacji komputerowych, a Bostrom zasugerował, że prędzej czy później takie symulacje komputerowe zostaną wykorzystane do badania przeszłości. W ramach takiej symulacji możliwe będzie stworzenie szczegółowych modeli planety, żyjących na niej ludzi oraz ich relacji - społecznych, ekonomicznych, kulturowych.
Historii nie można badać eksperymentalnie, ale w modelach można przeprowadzić niezliczone scenariusze, przygotowując najdziksze eksperymenty - od Hitlera po postmodernistyczny świat, w którym teraz żyjemy. Takie eksperymenty są przydatne nie tylko dla historii: dobrze byłoby też lepiej zrozumieć gospodarkę światową, ale kto da eksperymenty do przeprowadzenia od razu na ośmiu miliardach prawdziwych, żywych ludzi? Bostrom zwraca uwagę na ważny punkt. Stworzenie modelu jest dużo łatwiejsze i tańsze niż stworzenie nowej, prawdziwej biologicznie osoby. I to dobrze, bo historyk chce stworzyć jeden model społeczeństwa, socjolog - inny, ekonomista - trzeci i tak dalej. Na świecie jest wielu naukowców, więc liczba cyfrowych „ludzi”, które powstaną w wielu takich symulacjach, może być bardzo duża. Na przykład sto tysięcy, milion lub dziesięć milionów razy więcej,niż liczba „biologicznych”, prawdziwych ludzi.
Jeśli przyjmiemy, że teoria jest poprawna, to czysto statystycznie, prawie nie mamy szans, abyśmy nie byli modelami cyfrowymi, ale prawdziwymi ludźmi. Powiedzmy, że łączna liczba „matrycowych” ludzi stworzonych gdziekolwiek i kiedykolwiek przez jakąkolwiek cywilizację jest tylko sto tysięcy razy większa niż liczba przedstawicieli tej cywilizacji. Wówczas prawdopodobieństwo, że przypadkowo wybrana inteligentna istota jest biologiczna, a nie „cyfrowa”, wynosi mniej niż sto tysięczna. Oznacza to, że jeśli taka symulacja jest naprawdę wykonywana, ty, czytelnik tych wierszy, prawie na pewno jesteś tylko zbiorem liczb w niezwykle zaawansowanym superkomputerze.
Film promocyjny:
Wnioski Bostroma dobrze opisuje tytuł jednego z jego artykułów: „… prawdopodobieństwo, że żyjesz w„ Matrixie”jest bardzo wysokie”. Jego hipoteza jest dość popularna: Elon Musk, jeden z jej zwolenników, stwierdził kiedyś, że prawdopodobieństwo naszego życia nie w matrycy, ale w prawdziwym świecie wynosi miliardy. Astrofizyk i laureat Nagrody Nobla George Smoot uważa, że prawdopodobieństwo jest jeszcze większe, a łączną liczbę prac naukowych na ten temat w ciągu ostatnich dwudziestu lat szacuje się na kilkadziesiąt.
Jak zbudować „Matrix” w prawdziwym życiu, jeśli naprawdę chcesz?
W 2012 roku grupa niemieckich i amerykańskich fizyków napisała pracę naukową na ten temat, opublikowaną później w The European Physical Journal A. Czy z czysto technicznego punktu widzenia powinniśmy zacząć modelować duży świat? Ich zdaniem najlepiej nadają się do tego modele powstawania jąder atomowych oparte na współczesnych koncepcjach chromodynamiki kwantowej (dającej początek silnemu oddziaływaniu jądrowemu, które utrzymuje protony i neutrony w całości). Badacze zastanawiali się, jak trudne byłoby stworzenie symulowanego wszechświata w postaci bardzo dużego modelu, składającego się z najmniejszych cząstek i składowych ich kwarków. Zgodnie z ich obliczeniami szczegółowa symulacja naprawdę dużego Wszechświata będzie wymagała zbyt dużej mocy obliczeniowej - dość kosztownej nawet dla hipotetycznej cywilizacji z odległej przyszłości. A ponieważ szczegółowa symulacja nie może być zbyt duża, oznacza to, że naprawdę odległe obszary przestrzeni są czymś w rodzaju scenerii teatralnej, ponieważ po prostu nie było wystarczających mocy produkcyjnych, aby ich skrupulatnie rysować. Takie rejony przestrzeni są czymś, co tylko wygląda jak odległe gwiazdy i galaktyki i wygląda na tyle szczegółowo, że dzisiejsze teleskopy nie są w stanie odróżnić tego „malowanego nieba” od teraźniejszości. Ale jest niuans.
Symulowany świat, ze względu na umiarkowaną moc komputerów używanych do jego obliczeń, po prostu nie może mieć takiej samej rozdzielczości jak świat rzeczywisty. Jeśli stwierdzimy, że „rozdzielczość” otaczającej nas rzeczywistości jest gorsza niż powinna, w oparciu o podstawową fizykę, to żyjemy w matrycy badawczej.
„W przypadku istoty symulowanej zawsze istnieje możliwość odkrycia, że jest symulowana” - podsumowują naukowcy.
Powinienem wziąć czerwoną pigułkę?
W 2019 roku filozof Preston Greene opublikował artykuł, w którym publicznie wezwał, aby nawet nie próbować dowiedzieć się, czy żyjemy w prawdziwym świecie, czy nie. Jak sam twierdzi, jeśli wieloletnie badania pokażą, że nasz świat ma nieskończenie wysoką „rozdzielczość” nawet w najdalszych zakątkach kosmosu, to okazuje się, że żyjemy w prawdziwym Wszechświecie, a wtedy naukowcy będą tracić czas tylko na szukanie odpowiedzi na to pytanie. …
Ale to nawet najlepsza możliwa opcja. Znacznie gorzej, jeśli okaże się, że „rozdzielczość” widzialnego Wszechświata jest niższa niż oczekiwano - to znaczy, gdybyśmy wszyscy istnieli tylko jako zbiór liczb. Chodzi o to, że symulowane światy będą wartościowe dla ich twórców, tylko wtedy, gdy będą dokładnie modelować swój własny świat. Jeśli jednak populacja symulowanego świata nagle zda sobie sprawę ze swojej wirtualności, to na pewno przestanie zachowywać się „normalnie”. Zdając sobie sprawę, że są mieszkańcami matrycy, wielu może przestać chodzić do pracy, przestrzegać norm moralności publicznej i tak dalej. Jaki jest pożytek z modelu, który nie działa?
Green uważa, że korzyści nie ma - a naukowcy zajmujący się modelowaniem cywilizacji po prostu odłączą taki model od zasilania. Na szczęście nawet przy ograniczonej „rozdzielczości” modelowanie całego świata nie należy do najtańszej przyjemności. Jeśli ludzkość naprawdę weźmie czerwoną pigułkę, można ją po prostu odciąć od zasilania - co sprawia, że wszyscy umieramy w iluzji.
A co, jeśli żyjemy w symulacji?
Jednak Preston Green nie ma całkowitej racji. W teorii sensowne jest symulowanie modelu, którego mieszkańcy nagle zorientowali się, że są wirtualni. Może to być przydatne dla cywilizacji, która w pewnym momencie sama zdała sobie sprawę, że jest modelowana. Jednocześnie jego twórcy z jakiegoś powodu zapomnieli lub nie chcieli wyłączyć modelu.
Tacy „mali ludzie” mogą uznać za przydatne modelowanie sytuacji, w jakiej znajduje się ich społeczeństwo. Następnie mogą zbudować model, aby zbadać, jak zachowują się symulowani ludzie, gdy zdają sobie sprawę, że są tylko symulacją. Jeśli tak jest, to nie ma co się bać, że wyłączymy się w momencie, gdy zdamy sobie sprawę, że żyjemy w matrycy: na ten moment nasz model został uruchomiony.
Czy potrafisz stworzyć idealną symulację?
Każda szczegółowa symulacja nawet jednej planety aż do poziomu atomów i cząstek subatomowych wymaga dużych nakładów zasobów. Zmniejszenie rozdzielczości może zmniejszyć realizm ludzkich zachowań w modelu, co oznacza, że obliczenia na nim oparte mogą nie być wystarczająco dokładne, aby przenieść wnioski z symulacji do świata rzeczywistego.
Ponadto, jak zauważyliśmy powyżej, symulowane zawsze mogą znaleźć dowód, że są symulowane. Czy jest sposób na obejście tego ograniczenia i stworzenie modeli, które wymagają mniej zasobów od potężnych superkomputerów, ale jednocześnie są nieskończenie wysokiej rozdzielczości, jak w prawdziwym świecie?
Dość nietypowa odpowiedź na to pytanie pojawiła się w latach 2012-2013. Fizycy wykazali, że z teoretycznego punktu widzenia nasz Wszechświat podczas Wielkiego Wybuchu mógł powstać nie z jakiegoś małego punktu o nieskończonej ilości materii i nieskończonej gęstości, ale z bardzo ograniczonego obszaru przestrzeni, w którym materii prawie nie było. Okazało się, że w ramach mechanizmów „inflacji” Wszechświata na wczesnym etapie jego rozwoju z próżni może powstać ogromna ilość materii.
Jak zauważa akademik Valery Rubakov, jeśli fizycy mogą stworzyć w laboratorium obszar przestrzeni o właściwościach wczesnego Wszechświata, wówczas taki „Wszechświat w laboratorium” zmieni się po prostu w analog naszego Wszechświata zgodnie z prawami fizyki.
Dla takiego „laboratoryjnego wszechświata” rozdzielczość będzie nieskończenie duża, ponieważ ściśle mówiąc, ze swej natury jest materialna, a nie „cyfrowa”. Poza tym jego praca we Wszechświecie „macierzystym” nie wymaga ciągłego wydatkowania energii: wystarczy ją tam wpompować raz, podczas tworzenia. Ponadto powinien być bardzo zwarty - nie więcej niż część układu eksperymentalnego, w którym został „poczęty”.
Obserwacje astronomiczne w teorii mogą wskazywać, że taki scenariusz jest technicznie możliwy. W chwili obecnej, przy dzisiejszym stanie techniki, jest to czysta teoria. Aby to wprowadzić w życie, trzeba przerobić cały stos pracy: najpierw znaleźć w przyrodzie pola fizyczne przewidziane przez teorię „laboratoryjnych wszechświatów”, a następnie spróbować nauczyć się z nimi pracować (ostrożnie, aby nie zniszczyć naszego po drodze).
W związku z tym Valery Rubakov zadaje pytanie: czy nasz Wszechświat nie jest jednym z takich „laboratoryjnych”? Niestety, dziś nie sposób rzetelnie odpowiedzieć na to pytanie. Twórcy „zabawkowego wszechświata” muszą zostawić „bramę” do swojego modelu pulpitu, inaczej będzie im trudno go obserwować. Ale trudno jest znaleźć takie drzwi, zwłaszcza że można je umieścić w dowolnym punkcie czasoprzestrzeni.
Jedno jest pewne. Zgodnie z logiką Bostroma, gdyby którykolwiek z inteligentnych gatunków zdecydował się kiedykolwiek stworzyć laboratoryjne Wszechświaty, mieszkańcy tych Wszechświatów mogą zrobić ten sam krok: stworzyć swój własny „kieszonkowy Wszechświat” (pamiętajmy, że jego rzeczywisty rozmiar będzie podobny do naszego, mały i zwarty będzie do niej wejście tylko z laboratorium twórców).
W związku z tym sztuczne światy zaczną się mnożyć, a prawdopodobieństwo, że jesteśmy mieszkańcami wszechświata stworzonego przez człowieka, jest matematycznie wyższe niż to, że żyjemy we wszechświecie pierwotnym.
