Ми живемо в симуляції?

В науково-фантастичних творах, наприклад «Матриці» або «Симулякроні», ми всі живемо в моделі життя. Але чи це взагалі можливо з технічного погляду, – детальніше дослідили канадські вчені. Їхній висновок: для того, щоб переконливо симулювати так багато розумних істот та їхню взаємодію із середовищем, потрібні неймовірні ресурси, гігантські навіть для прогресивної цивілізації, а результат все одно буде не бездоганний.

Зображення: Design Cells/ iStock​.

Наскільки реальний наш світ, космос і все, що в ньому? Чи наш Всесвіт – всього лиш голограма, проєкція двовимірних полів і параметрів? Чи живемо ми в комп’ютерній симуляції якоїсь вищої цивілізації? З приводу цього питання люди сперечаються століттями, а наукова фантастика знаходить безліч варіантів втілення такого сценарію.

Філософ Нік Бостром (Nick Bostrom) вважає неминучим, що прогресивні цивілізації створюватимуть симуляції світів – якщо самі не занепадуть до моменту досягнення необхідних технологій. Засновник «Space-X» Ілон Маск на щорічній конференції заявив: шанс, що ми – реальні, становить один до мільярда.

Нові обчислення цієї ймовірності запропонували Александ Бібо-Деліль (Alexandre Bibeau-Delisle) та Жіль Брасар (Gilles Brassard) з Монреальського університету. На відміну від попередніх підходів, у своїй математичній моделі вони дослідили можливість того, що квантові комп’ютери та квантові операції симулюють i наші мисленнєві процеси та взаємодію з середовищем.

«Як і багато речей у галузі інформатики, ідею про те, що наш світ може бути симуляцією, слід переглянути з огляду на досягнення в сфері квантових обчислень, – констатували науковці. – Навряд чи можливо зобразити всю нашу фізику лише за допомогою класичних ресурсів». Вчені перевірили, які енергозатрати будуть необхідні для створення світової моделі і чи змодельовані істоти, зі свого боку, зможуть здійснювати симуляції.

Першим важливим запитанням для науковців було, скільки потрібно обчислювальної потужності, щоб зімітувати роботу людського мозку. Обчислювальна потужність мозку, який важить 1,4 кг, коливається в діапазоні від 10¹⁴ до 10¹⁶ операцій за секунду, пояснили науковці. Суто теоретично – за умови відповідних технологій – можна досягнути потужності до 10⁵⁰ операцій на секунду на кілограм. Якщо якась цивілізація розвинена в такій мірі, щоб перетворити принаймні мільярдну частинку збереженої в матерії енергії в обчислювальну потужність, тоді лише з комп’ютером, який важить, як один мозок, їй би вдалося імітувати розвиток 1,4×10²⁵ віртуальних мізків, пояснили вчені.

Проте лише віртуального мозку для цього недостатньо: симуляція мусить також охоплювати всі взаємодії змодельованих істот із середовищем і всі процеси, що виникають у результаті штучно створених законів природи. «Якщо ви хочете творити тільки світи, в яких живуть розумні істоти, було би добре вибирати закони природи, що хоч і дають змогу існувати інтелектові, але мінімізують витрати на симуляцію середовища», – написали Бібо-Деліль та Брасард.

Але якщо цивілізація хоче створити віртуальний світ, фізичні закони якого відповідають тим, що панують у реальності, тоді зусилля, спрямовані на це, мали б бути колосальними. «Було б надзвичайно затратно контролювати таке середовище на всіх рівнях – аж до мікроскопічного», – пояснили науковці. Вчені з’ясували: в такому випадку обчислювальна потужність була б настільки високою, що навіть максимальної обчислювальної щільності не буде достатньо, аби проконтролювати більшість індивідів до таких деталей.

В принципі, можна припустити, що симулятори можуть змінювати точність: якщо люди здійснюють експерименти, що вимагають високої деталізації, зокрема за квантовофізичних тестувань або астрономічних розвідок, тоді «роздільча здатність» мало б ставати кращою. Натоміть коли увага симуляцій не зосереджена на складних процесах, деталізація може послаблюватися.

Наступний чинник суттєво підвищить потреби в обчислювальній потужності: якщо змодельовані істоти самі починають користуватися комп’ютерами та здійснювати власну симуляцію, тоді комп’ютери в реальності повинні здійснювати симуляцію і першого рівня, і всіх наступних. Таке рекурсивне моделювання експоненціально збільшує необхідну обчислювальну спроможність.

«Ще драматичніше це виглядало б, якби симульовані цивілізації значну кількість обчислювальної спроможності використовували на інші цілі – крім власного моделювання», – пояснили Бібо-Деліль та Брассар. Тоді обчислювальної спроможності реальної цивілізації не вистачило б, щоб моделювати значну кількість віртуальних індивідів. «За відсутності додаткових доказів кількість модельованих істот – це добрий орієнтир при вираховуванні ймовірності того, що ми живемо в симуляцій», – сказали вчені.

Як у знаменитому рівнянні Дрейка, за допомогою якого можна вираховувати ймовірність існування позаземних цивілізацій, ці всі чинники можна узагальнити. При обчисленні вчені дійшли висновку: шанси того, що ми живемо в віртуальному світі, незначні і в усякому разі становлять значно менше як 50%. «Основний чинник цього незначного показника – гігантські затрати на переконливе моделювання середовища, неминучі вади в ефективності кожного комп’ютера та факт, що симуляції можуть бути рекурсивними», – написали вчені.

Але є один чинник, який все-таки може зіграти на користь теорії, згідно з якою ми живемо в симуляції: факт того, що досі ми не знайшли позаземної цивілізації чи її супутників. «Якщо ми живемо в симуляції зі спрощеною фізикою, ми ніколи не знайдемо таких супутників», – сказали Бібо-Деліль та Брассар. Адже така симуляція буде економити зусилля і не створюватиме інших істот, сильно віддалених від симульованої Землі. «Те, що досі ми не знайшли жодних вказівок позаземного життя, може бути переконливим аргументом на користь теорії про симуляцію нашого життя», – констатували вчені.

Nadja Podbregar
Leben wir in einer Simulation? 
Proceedings of the Royal Society A: Mathematical and Physical Sciences, 8/03/2021
Зреферувала С.К.