Matrix στην πραγματική ζωή: Είναι δυνατή η τέλεια προσομοίωση;

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

20 χρόνια μετά την κυκλοφορία του πρώτου «Matrix», οι σκηνοθέτες αποφάσισαν να γυρίσουν το τέταρτο. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, πολλά έχουν αλλάξει: οι αδερφοί Wachowski έγιναν αδερφές και οι επιστήμονες πήραν την κύρια ιδέα της ταινίας στην καρδιά: φανταστείτε, πολλοί φυσικοί συζητούν σοβαρά τη θεωρία ότι ο κόσμος μας είναι απλώς μια μήτρα και είμαστε ψηφιακοί μοντέλα σε αυτό.

Γιατί θα έπρεπε οι επιστήμονες να δοκιμάσουν τη θεωρία από τον κινηματογράφο;

Όταν μεταφράζεται στην πραγματικότητα, η ιδέα του "Matrix" φαίνεται παράλογη: γιατί κάποιος να δημιουργήσει έναν τεράστιο εικονικό κόσμο - ο οποίος είναι σαφώς επίπονος - και να τον γεμίσει με ανθρώπους, εμάς; Επιπλέον, η εφαρμογή αυτής της ιδέας από την ταινία των αδερφών Wachowski δεν αντέχει σε κριτική: κάθε μαθητής γνωρίζει ότι η απόδοση δεν μπορεί να υπερβαίνει το 100%, πράγμα που σημαίνει ότι δεν έχει νόημα να παίρνει ενέργεια για μηχανές από ανθρώπους σε κάψουλες - περισσότερη ενέργεια θα δαπανηθούν για τη σίτιση και τη θέρμανση τους, από ό,τι μπορούν να δώσουν στις μηχανές.

Ο Nick Bostrom ήταν ο πρώτος στον ακαδημαϊκό χώρο που απάντησε στο ερώτημα εάν κάποιος μπορεί να χρειαστεί έναν ολόκληρο κόσμο προσομοίωσης το 2001. Μέχρι εκείνη την εποχή, οι επιστήμονες είχαν ήδη αρχίσει να χρησιμοποιούν προσομοιώσεις υπολογιστή και ο Bostrom πρότεινε ότι αργά ή γρήγορα, τέτοιες προσομοιώσεις υπολογιστή θα χρησιμοποιούνταν για τη μελέτη του παρελθόντος. Στο πλαίσιο μιας τέτοιας προσομοίωσης, θα είναι δυνατή η δημιουργία λεπτομερών μοντέλων του πλανήτη, των ανθρώπων που ζουν σε αυτόν και των σχέσεών τους - κοινωνικές, οικονομικές, πολιτιστικές.

Η ιστορία δεν μπορεί να μελετηθεί πειραματικά, αλλά σε μοντέλα μπορείτε να εκτελέσετε αμέτρητα σενάρια, στήνοντας τα πιο άγρια πειράματα - από τον Χίτλερ μέχρι τον μεταμοντέρνο κόσμο στον οποίο ζούμε τώρα. Τέτοια πειράματα είναι χρήσιμα όχι μόνο για την ιστορία: θα ήταν επίσης καλό να κατανοήσουμε καλύτερα την παγκόσμια οικονομία, αλλά ποιος θα δώσει πειράματα που θα γίνουν σε οκτώ δισεκατομμύρια πραγματικούς, ζωντανούς ανθρώπους ταυτόχρονα; Ο Bostrom εφιστά την προσοχή σε ένα σημαντικό σημείο. Είναι πολύ πιο εύκολο και φθηνότερο να δημιουργήσεις ένα μοντέλο παρά να δημιουργήσεις ένα νέο, βιολογικά πραγματικό άτομο. Και αυτό είναι καλό, γιατί ο ιστορικός θέλει να δημιουργήσει ένα μοντέλο κοινωνίας, ο κοινωνιολόγος - άλλο, ο οικονομολόγος - το τρίτο κ.ο.κ. Υπάρχουν πολλοί επιστήμονες στον κόσμο, επομένως ο αριθμός των ψηφιακών «ανθρώπων» που θα δημιουργηθούν σε πολλές τέτοιες προσομοιώσεις μπορεί να είναι πολύ μεγάλος. Για παράδειγμα, εκατό χιλιάδες, ή ένα εκατομμύριο, ή δέκα εκατομμύρια φορές περισσότεροι από τον αριθμό των «βιολογικών», πραγματικών ανθρώπων.

Αν υποθέσουμε ότι η θεωρία είναι σωστή, τότε καθαρά στατιστικά, δεν έχουμε σχεδόν καμία πιθανότητα να μην είμαστε ψηφιακά μοντέλα, αλλά πραγματικοί άνθρωποι. Ας υποθέσουμε ότι ο συνολικός αριθμός των ανθρώπων "μήτρας" που δημιουργήθηκαν οπουδήποτε και από οποιονδήποτε πολιτισμό είναι μόνο εκατό χιλιάδες φορές μεγαλύτερος από τον αριθμό των εκπροσώπων αυτού του πολιτισμού. Τότε η πιθανότητα ότι ένα τυχαία επιλεγμένο έξυπνο πλάσμα είναι βιολογικό και όχι «ψηφιακό» είναι μικρότερη από το εκατό χιλιοστό. Δηλαδή, εάν μια τέτοια προσομοίωση πραγματοποιείται πραγματικά, εσείς, ο αναγνώστης αυτών των γραμμών, είστε σχεδόν σίγουρα μόνο ένα σωρό αριθμοί σε έναν εξαιρετικά προηγμένο υπερυπολογιστή.

Τα συμπεράσματα του Bostrom περιγράφονται καλά από τον τίτλο ενός από τα άρθρα του: "… η πιθανότητα να ζείτε στο Matrix είναι πολύ υψηλή." Η υπόθεσή του είναι αρκετά δημοφιλής: ο Έλον Μασκ, ένας από τους υποστηρικτές της, δήλωσε κάποτε ότι η πιθανότητα να ζήσουμε όχι στη μήτρα, αλλά στον πραγματικό κόσμο είναι μία στα δισεκατομμύρια. Ο αστροφυσικός και βραβευμένος με Νόμπελ George Smoot πιστεύει ότι η πιθανότητα είναι ακόμη μεγαλύτερη και ο συνολικός αριθμός επιστημονικών εργασιών για αυτό το θέμα τα τελευταία είκοσι χρόνια υπολογίζεται σε δεκάδες.

Πώς να φτιάξετε ένα "Matrix" στην πραγματική ζωή, αν το θέλετε πραγματικά;

Το 2012, μια ομάδα Γερμανών και Αμερικανών φυσικών έγραψε μια επιστημονική εργασία σχετικά με αυτό το θέμα, η οποία δημοσιεύθηκε αργότερα στο The European Physical Journal A. Από που, από καθαρά τεχνικής άποψης, πρέπει να ξεκινήσετε να διαμορφώνετε ένα μεγάλο κόσμο; Κατά τη γνώμη τους, τα μοντέλα σχηματισμού ατομικών πυρήνων που βασίζονται σε σύγχρονες έννοιες της κβαντικής χρωμοδυναμικής (η οποία οδηγεί σε μια ισχυρή πυρηνική αλληλεπίδραση που συγκρατεί πρωτόνια και νετρόνια σε ολόκληρη τη μορφή) είναι τα καλύτερα κατάλληλα για αυτό. Οι ερευνητές αναρωτήθηκαν πόσο δύσκολο θα ήταν να δημιουργηθεί ένα προσομοιωμένο σύμπαν με τη μορφή ενός πολύ μεγάλου μοντέλου, που θα προέρχεται από τα μικρότερα σωματίδια και τα κουάρκ που τα αποτελούν. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς τους, μια λεπτομερής προσομοίωση ενός πραγματικά μεγάλου Σύμπαντος θα απαιτήσει υπερβολική υπολογιστική ισχύ - αρκετά ακριβή ακόμη και για έναν υποθετικό πολιτισμό από το μακρινό μέλλον. Και επειδή μια λεπτομερής προσομοίωση δεν μπορεί να είναι πολύ μεγάλη, σημαίνει ότι οι πραγματικά μακρινές περιοχές του χώρου είναι κάτι σαν θεατρικό σκηνικό, αφού απλά δεν υπήρχε αρκετή ικανότητα παραγωγής για το σχολαστικό σχέδιο τους. Τέτοιες περιοχές του διαστήματος είναι κάτι που μοιάζει μόνο με μακρινά αστέρια και γαλαξίες και φαίνεται με αρκετή λεπτομέρεια που τα σημερινά τηλεσκόπια δεν μπορούν να διακρίνουν αυτόν τον «ζωγραφισμένο ουρανό» από τον παρόντα. Αλλά υπάρχει μια απόχρωση.

Ο προσομοιωμένος κόσμος, λόγω της μέτριας ισχύος των υπολογιστών που χρησιμοποιούνται για τους υπολογισμούς του, απλά δεν μπορεί να έχει την ίδια ανάλυση με τον πραγματικό κόσμο. Αν διαπιστώσουμε ότι η «ανάλυση» της πραγματικότητας που μας περιβάλλει είναι χειρότερη από ό,τι θα έπρεπε να βασίζεται στη βασική φυσική, τότε ζούμε σε μια ερευνητική μήτρα.

«Για ένα προσομοιωμένο πλάσμα, υπάρχει πάντα η πιθανότητα να ανακαλύψουμε ότι είναι προσομοιωμένο», καταλήγουν οι επιστήμονες.

Πρέπει να πάρω το κόκκινο χάπι;

Το 2019, ο φιλόσοφος Πρέστον Γκριν δημοσίευσε ένα άρθρο στο οποίο προέτρεπε δημόσια να μην προσπαθήσουμε καν να μάθουμε αν ζούμε στον πραγματικό κόσμο ή όχι. Όπως αναφέρει, εάν μακροχρόνιες μελέτες δείξουν ότι ο κόσμος μας έχει απεριόριστα υψηλή «ανάλυση» ακόμη και στις πιο απομακρυσμένες γωνιές του διαστήματος, τότε αποδεικνύεται ότι ζούμε σε ένα πραγματικό Σύμπαν - και τότε οι επιστήμονες θα σπαταλήσουν μόνο χρόνο προσπαθώντας να βρουν η απάντηση σε αυτό το ερώτημα…

Αλλά αυτή είναι ακόμη και η καλύτερη δυνατή επιλογή. Πολύ χειρότερα αν αποδειχτεί ότι η «ανάλυση» του ορατού Σύμπαντος είναι χαμηλότερη από την αναμενόμενη - δηλαδή αν όλοι υπάρχουμε μόνο ως σύνολο αριθμών. Το θέμα είναι ότι οι προσομοιωμένοι κόσμοι θα έχουν αξία για τους δημιουργούς τους επιστήμονες μόνο εφόσον διαμορφώνουν με ακρίβεια τον δικό τους κόσμο. Αν όμως ο πληθυσμός του προσομοιωμένου κόσμου συνειδητοποιήσει ξαφνικά την εικονικότητά του, τότε σίγουρα θα σταματήσει να συμπεριφέρεται «κανονικά». Συνειδητοποιώντας ότι είναι κάτοικος της μήτρας, πολλοί μπορούν να σταματήσουν να πηγαίνουν στη δουλειά, να υπακούουν στους κανόνες της δημόσιας ηθικής και ούτω καθεξής. Σε τι χρησιμεύει ένα μοντέλο που δεν λειτουργεί;

Ο Γκριν πιστεύει ότι δεν υπάρχει κανένα όφελος - και ότι οι επιστήμονες ενός πολιτισμού μοντελοποίησης απλά θα αποσυνδέσουν ένα τέτοιο μοντέλο από το τροφοδοτικό. Ευτυχώς, ακόμη και με την περιορισμένη «ανάλυση» του να προσομοιώνει ολόκληρο τον κόσμο δεν είναι η πιο φθηνή απόλαυση. Αν η ανθρωπότητα πάρει πραγματικά το κόκκινο χάπι, μπορεί απλά να αποσυνδεθεί από την παροχή ρεύματος - γι' αυτό όλοι πεθαίνουμε με μη απατηλό τρόπο.

Τι γίνεται αν ζούμε σε μια προσομοίωση προσομοίωσης;

Ωστόσο, ο Πρέστον Γκριν δεν έχει απόλυτο δίκιο. Θεωρητικά, είναι λογικό να προσομοιάζουμε ένα μοντέλο του οποίου οι κάτοικοι συνειδητοποίησαν ξαφνικά ότι είναι εικονικοί. Αυτό μπορεί να είναι χρήσιμο για έναν πολιτισμό, ο οποίος κάποια στιγμή ο ίδιος κατάλαβε ότι διαμορφώνεται. Ταυτόχρονα, οι δημιουργοί του για κάποιο λόγο ξέχασαν ή δεν ήθελαν να απενεργοποιήσουν το μοντέλο.

Τέτοια «ανθρωπάκια» μπορεί να θεωρήσουν χρήσιμο να προσομοιώσουν την κατάσταση στην οποία βρίσκεται η κοινωνία τους. Στη συνέχεια, μπορούν να δημιουργήσουν ένα μοντέλο για να μελετήσουν πώς συμπεριφέρονται οι προσομοιωμένοι άνθρωποι όταν συνειδητοποιούν ότι είναι απλώς μια προσομοίωση. Αν είναι έτσι, τότε δεν υπάρχει λόγος να φοβόμαστε ότι θα σβήσουμε τη στιγμή που θα συνειδητοποιήσουμε ότι ζούμε στη μήτρα: για αυτήν τη στιγμή, το μοντέλο μας κυκλοφόρησε.

Μπορείτε να δημιουργήσετε μια τέλεια προσομοίωση;

Οποιαδήποτε λεπτομερής προσομοίωση έστω και ενός πλανήτη μέχρι το επίπεδο των ατόμων και των υποατομικών σωματιδίων απαιτεί μεγάλη ένταση πόρων. Η μείωση της ανάλυσης μπορεί να μειώσει τον ρεαλισμό της ανθρώπινης συμπεριφοράς στο μοντέλο, πράγμα που σημαίνει ότι οι υπολογισμοί που βασίζονται σε αυτό μπορεί να μην είναι αρκετά ακριβείς για να μεταφέρουν τα συμπεράσματα της προσομοίωσης στον πραγματικό κόσμο.

Επιπλέον, όπως σημειώσαμε παραπάνω, οι προσομοιωμένοι μπορούν πάντα να βρουν στοιχεία ότι προσομοιώνονται. Υπάρχει τρόπος να ξεπεράσουμε αυτόν τον περιορισμό και να δημιουργήσουμε μοντέλα που απαιτούν λιγότερους ισχυρούς υπερυπολογιστές, αλλά ταυτόχρονα απείρως υψηλή ανάλυση, όπως στον πραγματικό κόσμο;

Μια μάλλον ασυνήθιστη απάντηση σε αυτή την ερώτηση εμφανίστηκε το 2012-2013. Οι φυσικοί έχουν δείξει ότι, από θεωρητική άποψη, το Σύμπαν μας κατά τη Μεγάλη Έκρηξη θα μπορούσε να προκύψει όχι από κάποιο μικρό σημείο με άπειρη ποσότητα ύλης και άπειρη πυκνότητα, αλλά από μια πολύ περιορισμένη περιοχή χώρου, όπου υπήρχε σχεδόν δεν πειράζει. Αποδείχθηκε ότι στο πλαίσιο των μηχανισμών «φουσκώματος» του Σύμπαντος σε πρώιμο στάδιο της ανάπτυξής του, μπορεί να προκύψει τεράστια ποσότητα ύλης από το κενό.

Όπως σημειώνει ο ακαδημαϊκός Valery Rubakov, εάν οι φυσικοί μπορούν να δημιουργήσουν μια περιοχή του χώρου με τις ιδιότητες του πρώιμου Σύμπαντος σε ένα εργαστήριο, τότε ένα τέτοιο «Σύμπαν σε ένα εργαστήριο» θα μετατραπεί απλώς σε ανάλογο του δικού μας Σύμπαντος σύμφωνα με τους φυσικούς νόμους.

Για ένα τέτοιο «εργαστηριακό σύμπαν» η ανάλυση θα είναι απείρως μεγάλη, αφού, αυστηρά μιλώντας, από τη φύση του είναι υλικό, και όχι «ψηφιακό». Επιπλέον, το έργο του στο «γονικό» Σύμπαν δεν απαιτεί συνεχή δαπάνη ενέργειας: αρκεί να το αντλήσετε εκεί μία φορά, κατά τη δημιουργία. Επιπλέον, πρέπει να είναι πολύ συμπαγής - όχι περισσότερο από το μέρος του πειραματικού στήσιμου στο οποίο "επινοήθηκε".

Οι αστρονομικές παρατηρήσεις στη θεωρία μπορεί να υποδεικνύουν ότι ένα τέτοιο σενάριο είναι τεχνικά δυνατό. Αυτή τη στιγμή, με τη σημερινή κατάσταση της τέχνης, αυτό είναι καθαρή θεωρία. Για να το εφαρμόσετε, πρέπει να κάνετε ξανά μια ολόκληρη δουλειά: πρώτα, βρείτε στη φύση τα φυσικά πεδία που προβλέπονται από τη θεωρία των «εργαστηριακών συμπάντων» και μετά προσπαθήστε να μάθετε πώς να εργάζεστε μαζί τους (προσεκτικά για να μην καταστρέψετε δικό μας στην πορεία).

Από αυτή την άποψη, ο Valery Rubakov θέτει το ερώτημα: δεν είναι το Σύμπαν μας ένα από αυτά τα "εργαστηριακά"; Δυστυχώς, σήμερα είναι αδύνατο να απαντηθεί αξιόπιστα αυτή η ερώτηση. Οι δημιουργοί του «σύμπαντος παιχνιδιών» πρέπει να αφήσουν την «πύλη» στο μοντέλο επιφάνειας εργασίας τους, διαφορετικά θα δυσκολευτούν να το παρατηρήσουν. Όμως είναι δύσκολο να βρεις τέτοιες πόρτες, ειδικά αφού μπορούν να τοποθετηθούν σε οποιοδήποτε σημείο του χωροχρόνου.

Ένα πράγμα είναι σίγουρο. Ακολουθώντας τη λογική του Bostrom, εάν ένα από τα νοήμονα είδη αποφάσιζε ποτέ να δημιουργήσει εργαστηριακά Σύμπαντα, οι κάτοικοι αυτών των Συμπάντων μπορούν να κάνουν το ίδιο βήμα: να δημιουργήσουν το δικό τους «σύμπαν τσέπης» (θυμηθείτε ότι το πραγματικό του μέγεθος θα είναι σαν το δικό μας, μικρό και συμπαγές εκεί θα είναι μόνο μια είσοδος σε αυτό από το εργαστήριο των δημιουργών).

Αντίστοιχα, οι τεχνητοί κόσμοι θα αρχίσουν να πολλαπλασιάζονται και η πιθανότητα να είμαστε οι κάτοικοι ενός ανθρωπογενούς σύμπαντος είναι μαθηματικά υψηλότερη από ότι ζούμε στο αρχέγονο σύμπαν.