Czy żyjemy w Matrixie?

Informacyjny.kim

Testy mogą ujawnić, czy jesteśmy częścią gigantycznej symulacji komputerowej – ale prawdziwe pytanie brzmi, czy chcemy wiedzieć …

W klasycznym filmie science-fiction z 1999 roku Matrix, główny bohater, Neo, jest oszołomiony, widząc ludzi przeciwstawiających się prawom fizyki, biegnących po ścianach i nagle znikających. Te nadludzkie naruszenia reguł wszechświata są możliwe, ponieważ, bez jego wiedzy, świadomość Neo jest osadzona w Matrixie, symulacji wirtualnej rzeczywistości stworzonej przez czujące maszyny.

Akcja naprawdę zaczyna się, gdy Neo dostaje brzemienny w skutki wybór: weź niebieską pigułkę i wróć do swojej nieświadomej, wirtualnej egzystencji lub weź czerwoną pigułkę, aby poznać prawdę o Matriksie i dowiedzieć się, „jak głęboko sięga królicza nora”.

Fizycy mogą teraz zaoferować nam ten sam wybór, możliwość sprawdzenia, czy żyjemy w naszej własnej wirtualnej Matrycy, badając promieniowanie z kosmosu. Choć brzmi to fantazyjnie, niektórzy filozofowie od dawna twierdzą, że w rzeczywistości jesteśmy bardziej skłonni do bycia sztucznymi inteligencjami uwięzionymi w fałszywym wszechświecie niż organicznymi umysłami w „prawdziwym”.

Ale gdyby to była prawda, te same prawa fizyki, które pozwalają nam opracować taką technologię sprawdzania rzeczywistości, mogą mieć niewiele wspólnego z podstawowymi zasadami rządzącymi meta-wszechświatem zamieszkałym przez nasze symulatory. Dla nas ci programiści byliby bogami, zdolnymi do przekręcania rzeczywistości dla kaprysu.

Czy powinniśmy więc powiedzieć „tak” propozycji zażycia czerwonej pigułki i poznania prawdy – czy też implikacje są zbyt niepokojące?

Światy w naszym zasięgu

Pierwsza poważna próba znalezienia prawdy o naszym wszechświecie miała miejsce w 2001 roku, kiedy wysiłek obliczenia zasobów potrzebnych do symulacji wielkości wszechświata sprawił, że perspektywa wydawała się niemożliwa.

Seth Lloyd, inżynier mechanik kwantowy z MIT, oszacował liczbę „operacji komputerowych”, które nasz wszechświat wykonał od czasu Wielkiego Wybuchu – w zasadzie każde wydarzenie, które kiedykolwiek miało miejsce. Powtórzenie ich i wygenerowanie idealnego faksymile rzeczywistości aż do ostatniego atomu wymagałoby więcej energii niż wszechświat.

„Komputer musiałby być większy niż wszechświat, a czas tykałby wolniej w programie niż w rzeczywistości” – mówi Lloyd. „Więc po co w ogóle zawracać sobie głowę budowaniem?”

Ale inni wkrótce zdali sobie sprawę, że stworzenie niedoskonałej kopii wszechświata, która jest wystarczająco dobra, aby oszukać jego mieszkańców, wymagałoby znacznie mniejszej mocy obliczeniowej. W tak prowizorycznym kosmosie drobne szczegóły mikroskopijnego świata i najdalszych gwiazd mogą być wypełniane przez programistów tylko w rzadkich przypadkach, gdy ludzie badają je za pomocą sprzętu naukowego. Gdy tylko nikt nie patrzył, po prostu znikały.

Teoretycznie jednak nigdy nie wykrylibyśmy tych znikających struktur, ponieważ za każdym razem, gdy symulatory zauważyły, że obserwujemy je ponownie, naszkicowały je z powrotem.

Ta świadomość sprawia, że tworzenie wirtualnych wszechświatów jest niesamowicie możliwe, nawet dla nas. Dzisiejsze superkomputery już w prosty sposób modelują wczesny wszechświat, symulując jak młode galaktyki rosły i zmieniały się. Biorąc pod uwagę szybki postęp technologiczny, którego byliśmy świadkami w ciągu ostatnich dziesięcioleci – twój telefon komórkowy ma większą moc obliczeniową niż komputery NASA podczas lądowania na Księżycu – nie jest wielkim skokiem, aby wyobrazić sobie, że takie symulacje ostatecznie obejmą inteligentne życie.

„Być może będziemy w stanie dopasować ludzi do naszych pudełek symulacyjnych w ciągu stulecia” – mówi Silas Beane, fizyk jądrowy z University of Washington w Seattle. Beane opracowuje symulacje, które odtwarzają, w jaki sposób elementarne protony i neutrony łączyły się, tworząc coraz większe atomy w naszym młodym wszechświecie.

Prawodawstwo i obyczaje społeczne mogą wkrótce stać się wszystkim, co powstrzymuje nas przed stworzeniem wszechświata sztucznych, ale wciąż czujących ludzi – ale nasi obeznani technologicznie potomkowie mogą uznać moc odgrywania roli Boga za zbyt kuszącą, by się jej oprzeć.

Jeśli promienie kosmiczne nie mają przypadkowego pochodzenia, może to być znak, że wszechświat jest symulacją. (Źródło: J. Yang / NSF)

Mogli stworzyć mnóstwo domowych wszechświatów, znacznie przewyższających liczebnie prawdziwy kosmos. Ta myśl doprowadziła filozofa Nicka Bostroma z Uniwersytetu Oksfordzkiego do wniosku w 2003 roku, że bardziej sensowne jest założenie, że jesteśmy sztucznymi inteligencjami opartymi na urojeniach krzemu w jednym z tych wielu fałszerstw, a nie organizmami opartymi na węglu w prawdziwym wszechświecie. Ponieważ jednak wydawało się, że nie ma sposobu, aby odróżnić te dwie możliwości, bukmacherzy nie musieli spędzać snu z powiek, opracowując dokładne kursy.

Poznawanie prawdy

Zmieniło się to w 2007 roku, kiedy John D. Barrow, profesor nauk matematycznych na Uniwersytecie Cambridge, zasugerował, że niedoskonała symulacja rzeczywistości może zawierać wykrywalne usterki. Podobnie jak twój komputer, system operacyjny wszechświata potrzebowałby aktualizacji, aby nadal działać.

Gdy symulacja ulega degradacji, zasugerował Barrow, możemy zobaczyć, że aspekty natury, które powinny być statyczne – takie jak prędkość światła lub stała struktury subtelnej, która opisuje siłę siły elektromagnetycznej – w niewytłumaczalny sposób odchodzą od swoich „stałych” wartości.

Jakiś czas temu Beane i współpracownicy zasugerowali bardziej konkretny test hipotezy symulacji. Większość fizyków zakłada, że przestrzeń jest gładka i rozciąga się w nieskończoność. Ale fizycy modelujący wczesny wszechświat nie mogą łatwo odtworzyć idealnie gładkiego tła, w którym znajdą się ich atomy, gwiazdy i galaktyki. Zamiast tego budują swoją symulowaną przestrzeń z sieci lub siatki, tak jak obrazy telewizyjne składają się z wielu pikseli.

Zespół obliczył, że ruch cząstek w ich symulacji, a tym samym ich energia, jest związany z odległością między punktami sieci: im mniejszy rozmiar siatki, tym wyższa może być energia cząstek. Oznacza to, że jeśli nasz wszechświat jest symulacją, zaobserwujemy maksymalną ilość energii dla najszybszych cząstek. Tak się składa, że astronomowie zauważyli, że promienie kosmiczne, szybkie cząstki, które pochodzą z odległych galaktyk, zawsze docierają do Ziemi z określoną maksymalną energią około 1020 elektronowoltów.

Sieć symulacji ma jeszcze jeden obserwowalny efekt, który astronomowie mogą wychwycić. Jeśli przestrzeń jest ciągła, to nie ma podstawowej siatki, która kieruje kierunkiem promieni kosmicznych – powinny one nadchodzić z każdego kierunku jednakowo. Jeśli jednak żyjemy w symulacji opartej na siatce, zespół obliczył, że nie zobaczymy tego równomiernego rozkładu. Jeśli fizycy widzą nierównomierny rozkład, trudno byłoby wyjaśnić, czy kosmos jest prawdziwy.

Astronomowie potrzebują znacznie więcej danych promieniowania kosmicznego, aby odpowiedzieć na to pytanie w taki czy inny sposób. Dla Beane’a każdy wynik byłby w porządku. „Dowiedzenie się, że żyjemy w symulacji, nie zrobiłoby większej różnicy w moim życiu niż wiara, że wszechświat został zapoczątkowany w Wielkim Wybuchu” – mówi. Ale to dlatego, że Beane wyobraża sobie symulatory jako napędzane wyłącznie do zrozumienia kosmosu, bez chęci ingerowania w ich symulacje.

Niestety, nasze wszechmocne symulatory mogły zamiast tego zaprogramować nas w reality show wielkości wszechświata – i są w stanie manipulować zasadami gry, wyłącznie dla rozrywki. W takim przypadku być może naszą najlepszą strategią jest prowadzenie życia, które bawi naszą publiczność, w nadziei, że nasi bogowie symulatorów wskrzeszą nas w życiu pozagrobowym symulacji nowej generacji.

Dziwne konsekwencje nie skończą się na tym. Nasze symulatory mogą być symulacjami same w sobie – tylko jedną króliczą norą w powiązanej serii, z których każda ma inne podstawowe prawa fizyczne. „Jeśli rzeczywiście jesteśmy symulacją, to byłaby to logiczna możliwość, że to, co mierzymy, nie jest tak naprawdę prawami natury, jest pewnego rodzaju próbą jakiegoś sztucznego prawa, które wymyśliły symulatory. To przygnębiająca myśl!” mówi Beane.

Ten test promieniowania kosmicznego może pomóc ujawnić, czy jesteśmy tylko liniami kodu w sztucznej matrycy, gdzie ustalone zasady fizyki mogą zostać nagięte, a nawet złamane. Ale jeśli poznanie tej prawdy oznacza zaakceptowanie, że możesz nigdy nie wiedzieć na pewno, co jest prawdziwe – w tym ty sam – czy chciałbyś wiedzieć?

Nie ma odwrotu, Neo: Czy bierzesz niebieską pigułkę, czy czerwoną pigułkę?

Matrix ujawniony

Co ciekawe, zaledwie kilka tygodni przed wydaniem Matrixa w 1999 roku, astronomowie analizujący światło z odległych galaktyk opublikowali wskazówki, że „stałe” wszechświata mogą nie być tak stałe. W szczególności odkryli, że wartość stałej o drobnej strukturze – która określa, jak powinno wyglądać światło galaktyk – jest dziś o jedną tysięczną procenta większa niż 10 miliardów lat temu.

Usterki spowodowane łataniem naszej symulacji mogą być również przyczyną naprawdę dziwacznych wyników, które przeczą normalnym zasadom fizyki. Jeden z takich możliwych efektów pojawił się w 2011 roku, kiedy fizycy pracujący nad eksperymentem OPERA w Europie trafili na pierwsze strony gazet, twierdząc, że mierzyli cząstki subatomowe zwane neutrinami poruszające się szybciej niż prędkość światła, uważane za uniwersalne ograniczenie prędkości.

Niestety, żaden z tych przypadków nie okazał się strzałem w dziesiątkę dla wirtualnego wszechświata. Niezależne testy nie mogły potwierdzić danych stałej struktury precyzyjnej, a szybkie neutrina okazały się być spowodowane wadliwą konfiguracją eksperymentalną. Istnieje jednak bardziej fantastyczne wyjaśnienie: te niestałe mogły być usterkami symulacyjnymi, dostrzeżonymi tuż przed tym, jak nasi programiści je naprawili.