Блог компании ГК ITGLOBAL.COM. Гипотеза симуляции — это теория, в рамках которой предполагается, что наша реальность может быть продвинутой компьютерной симуляцией. Гипотеза уже много лет становится темой дебатов среди ученых, философов и исследователей. В этом материале разбираемся, можем ли мы сами быть обитателями сверхпродвинутой симуляции или это невозможно.

В чем суть теории симуляции

Теория симуляции предполагает, что наша реальность может быть симуляцией или виртуальной реальностью. Эта идея уходит корнями в различные философские и научные традиции, но в начале 21 века о ней многие узнали благодаря работам философа из Оксфордского университета Ника Бострома.

Ник Бостром предложил гипотезу симуляции в работе «Доказательство симуляции», которую опубликовали в 2003 году в журнале «Philosophical Quarterly». Его аргументы были основаны на двух ключевых предпосылках:

1. он предположил, что технологически зрелая «постчеловеческая» цивилизация будет обладать огромной вычислительной мощностью;
2. такая цивилизация будет заинтересована в проведении детального моделирования своих предков или «симуляции предков».

Учитывая эти предпосылки, Бостром пришел к выводу, что одно из следующих положений должно быть истинным:

• люди вымрут до того, как достигнут «постчеловеческой» стадии;
• постчеловеческие цивилизации крайне маловероятно запустят значительное количество симуляций предков;
• человечество почти наверняка живет в компьютерной симуляции.

Суть гипотезы симуляции заключается как раз в третьем выводе, что человечество, скорее всего, живет в компьютерной симуляции. Эта идея стала предметом многочисленных дебатов и спекуляций как в научном сообществе, так и за его пределами.

Наработки специалистов по гипотезе симуляции широко используются с начала 1990-х годов в массовой культуре, например, в трилогии фильмов «Матрица». Источник: Кинопоиск

Гипотеза симуляции поднимает ряд философских и научных вопросов. Например, если мы находимся в симуляции, то кто такие симуляторы и какова их цель? Можем ли мы когда нибудь узнать, что мы находимся в симуляции, и если да, то как? Что бы это значило для нашего понимания реальности и нашего места во Вселенной?

Несмотря на свою интригующую природу, гипотеза симуляции остается гипотезой. Она не подтверждена эмпирическими данными, и многие ученые и философы относятся к ней скептически. Но гипотеза продолжает оставаться увлекательной темой для обсуждения и источником вдохновения для мыслительных экспериментов и спекулятивной фантастики.

Сколько нужно мощности для создания виртуальной вселенной

По состоянию на 2022 год самый быстрый в мире компьютер Frontier работает с производительностью в 1102 петафлопса. Такой уровень вычислительной мощности говорит о том, как далеко продвинулись технологии. Кажется, что в ближайшем будущем симуляции станут настолько совершенными, что смогут имитировать человеческое сознание, но это не так.

Компьютер Frontier находится в Ок-Риджской национальной лаборатории в Ок-Ридже, штат Теннесси, США. Источник: Oak Ridge National Laboratory

В человеческом мозгу примерно 100 миллиардов нейронов и 100 триллионов синапсов. Это одна из самых сложных систем, которую ученые пытаются смоделировать. По их оценкам, для его моделирования в реальном времени может потребоваться до эксафлопа (10¹⁸ FLOP) вычислительной мощности.

Вселенная устроена гораздо сложнее мозга. Она содержит примерно 10⁸⁰ атомов, каждый из которых взаимодействует с другими посредством многочисленных сил. Моделирование даже небольшой части вселенной на атомном уровне в режиме реального времени потребует вычислительной мощности, превышающей технические возможности, которые есть сейчас у исследователей.

Если предположить, что вычислительные требования для моделирования вселенной линейно зависят от количества частиц (что является значительным упрощением), то для моделирования всей вселенной может потребоваться порядка 10⁶⁰ exaFLOPs вычислительной мощности.

Учитывая, что самый быстрый в мире суперкомпьютер по состоянию на 2022 год работает на скоростью около 1 exaFLOP и содержит около 310 миллиардов транзисторов, можно сделать грубую оценку, что для достижения 10⁶⁰ exaFLOPs может потребоваться устройство с порядка 10⁶⁸ транзисторами.

На самом деле 10⁶⁸ — огромное число, гораздо больше, чем количество атомов в нашей вселенной. Это грубая оценка, и реальные вычислительные требования могут быть выше или ниже в зависимости от многих факторов, например, уровня детализации моделирования и эффективности используемых алгоритмов.

Более того, оценка не учитывает технологические, практические и этические проблемы, которые будут связаны с созданием такой симуляции. Поэтому создать полностью детальную симуляцию всей вселенной, скорее всего, в обозримом будущем не получится.

Альтернативная идея Ричарда Готта

В 2020 году Нил Деграсс Тайсон и комик Чак Найс встретились на шоу астрофизика Star Talk, чтобы выяснить, живем ли мы в настоящей вселенной или в ее симуляции. В видео Чак задается вопросом, не связана ли симуляционная вселенная с тем, что мы не можем путешествовать со скоростью света. А Нил рассказывает, как он был готов принять гипотезу симуляции, пока не наткнулся на идею своего коллеги Ричарда Готта, которая изменила его мнение.

Обложка книги «Welcome to the Universe: An Astrophysical Tour», которая вышла в 2016 году. Ее написал Нил Деграсс Тайсон вместе с двумя астрофизиками Майклом А. Строссом и Джоном Ричардом Готтом. В основу книги лег вводный курс астрофизики, который авторы преподавали в Принстонском университете. Источник: Princeton University Press

Астрофизик Ричард Готт выдвинул идею о том, что любая вселенная, которая способна моделировать другую вселенную, сможет наделить свои моделируемые вселенные такой же способностью. Другими словами, если мы живем в симулированной вселенной, то теоретически мы должны обладать способностью создавать свои собственные симуляции.

Идея Готта вытекает из принципа рекурсивной симуляции. Его суть в том, что если цивилизация обладает технологией создания симулированной вселенной, то существа внутри этой симуляции, при наличии достаточного времени и технологического прогресса, смогут создать свои собственные симулированные вселенные. Этот процесс может повторяться бесконечно, что приведет к потенциально бесконечной цепи симулированных вселенных внутри симулированных вселенных.

Ричард отмечает, что нынешние технологические возможности человечества пока не позволяют создавать такие симуляции. Можно создавать виртуальные реальности и компьютерные модели, которые имитируют определенные аспекты вселенной, но технологии пока далеки от создания полностью функциональной симуляции всей вселенной с сознательными существами, которые воспринимают эту симуляцию как свою реальность.

Какая идея более реалистична

Ричард Готт предполагает две возможности. Первая заключается в том, что мы живем в настоящей первоначальной вселенной, которая начала цепочку, но еще не разработала технологию для создания симулированных вселенных. Вторая возможность заключается в том, что мы живем в симулированной вселенной, но находимся на той стадии технологического развития, когда еще не приобрели способность создавать собственные симуляции.

Этот аргумент не обязательно опровергает гипотезу симуляции, но вместо почти полной уверенности, которую предполагала первоначальная гипотеза, аргумент Готта оставляет большую вариативность. Это как бросок монеты между тем, живем ли мы в реальной вселенной или смоделированной. Как в случае с любой научной теорией, понимание исследователей и ученых может меняться по мере того, как человечество будет продолжать исследовать и расширять границы своих знаний.