Мы находимся не в «Матрице», а в базовой реальности: говорит новое исследование

Идея о том, что мы живем в симуляции, популяризованная такими фильмами, как "Матрица", достаточно проста для понимания. Вместо пребывания в "реальной реальности" мы являемся смоделированными сущностями, населяющими смоделированный мир, созданный другими формами жизни, возможно, продвинутыми цивилизациями, воссоздающими своих предков в далеком будущем.

В одной из влиятельных работ философ Ник Бостром выдвинул теорию, что одно из трех утверждений должно быть истинным: либо человечество исчезнет до того, как сможет запустить "симуляции предков", либо мы потеряем интерес к созданию таких симуляций, либо человечество создаст огромное количество симуляций своих предков. Согласно аргументу Бострома о симуляции, если верен третий вариант, то каждое разумное существо должно предполагать, что оно является частью симуляции, поскольку количество симулированных существ намного превысит число существ в базовой реальности.

Но насколько обоснована эта концепция? Новое исследование утверждает, что не очень. Фактически, определенные типы моделирования были признаны невозможными или настолько маловероятными, что их можно исключить.

В своей работе астрофизик Франко Вацца, адъюнкт-профессор физики Болонского университета, проанализировал различные виды симуляций, которые может создать высокоразвитый интеллект, и оценил, осуществимы ли эти симуляции во Вселенной, которую мы наблюдаем.

"Наша предпосылка заключается в том, что "информация материальна", и, следовательно, любые численные вычисления требуют определенного количества энергии, мощности и вычислительного времени, а законы физики могут четко указать нам, что можно смоделировать и при каких условиях", - пишет Вацца. "Мы можем использовать эти простые концепции для оценки физической обоснованности - или невозможности - моделирования Вселенной, в которой мы существуем, и даже ее версий с более низким разрешением". Результаты исследования опубликованы в журнале "Границы физики".

Первый рассмотренный им сценарий - это когда вся Вселенная является симуляцией. Неудивительно, что он приходит к выводу, что наша наблюдаемая Вселенная не может быть полностью воссоздана в пределах нашей наблюдаемой Вселенной, поскольку для этого потребуется невообразимое количество энергии.

Затем он задался вопросом, возможно ли смоделировать Землю целиком, что было бы гораздо менее амбициозной задачей для развитой цивилизации. Но и в этом случае он обнаружил, что требуемая энергия нереальна.

"Для инициализации полной симуляции такой планеты, как Земля, требуется либо преобразовать всю звездную массу типичного шарового скопления в энергию, либо использовать энергию, эквивалентную высвобождению всех звезд и компонентов материи в Млечном Пути", - поясняет Вацца.

"Объяснить неправдоподобность такой симуляции, исходя из энергозатрат, довольно просто: хотя это действительно необходимо для запуска симуляции, примерно такое же количество энергии должно рассеиваться на каждом временном шаге симуляции. Это означает, что уже после ∼ 106 временных шагов требуемая энергия эквивалентна всей энергии покоя Млечного Пути или примерно равна общей потенциальной энергии самых массивных скоплений галактик во Вселенной".

Он отвергает этот вариант на том основании, что для запуска подобной симуляции на уровне Планка потребовались бы целые галактики.

Затем он рассмотрел возможность создания продвинутым интеллектом версии Земли с "низким разрешением", где моделируются только масштабы, изученные в ходе экспериментов и наблюдений человека, с "подсетью" физики для тех случаев, когда мы пытаемся исследовать более глубокие слои. Представьте, что в игре Super Mario World не прилагаются усилия для моделирования атомов, из которых состоят все Гумбы.

Вацца проанализировал данные об обнаружении нейтрино, чтобы определить минимальный масштаб, который должны охватывать симуляторы для соответствия нашим наблюдениям. Мы постоянно обнаруживаем нейтрино, поэтому любое моделирование должно охватывать как минимум этот уровень детализации, чтобы создать целостную картину мира.

На первый взгляд это кажется более правдоподобным, поскольку для запуска симуляции требуется примерно столько же энергии, сколько излучает Солнце в течение примерно двух минут. Однако для получения информации из симуляции - предположительно, развитые цивилизации хотели бы чему-то у нее научиться - снова потребуется огромное количество вычислительных мощностей.

Чтобы это сработало, симуляторам нужно было бы получать информацию от симуляции в геологических масштабах времени или пытаться ускорить ее. Для этого потребовалась бы энергия "всех звезд во всех галактиках в пределах видимой Вселенной", что также исключает Вацца.

"Все правдоподобные подходы, опробованные в этой работе (для воспроизведения хотя бы части реальности, которую мы, люди, воспринимаем), требуют доступа к невероятно большим объемам энергии или вычислительных мощностей", - заключает он.

"Мы уверены, что это убедительно доказывает невозможность сценария "Матрицы" для [гипотезы симуляции], согласно которой наша реальность - это симуляция, созданная будущими потомками, машинами или любым другим разумным существом во Вселенной, которая в точности такая же, как та, в которой мы (думаем, что мы) живем. Этот сценарий, как и многие другие, был показан в фильме "Матрица" в 1999 году. Мы показали, что эта гипотеза просто несовместима со всем, что мы знаем о физике, вплоть до масштабов, которые уже были тщательно изучены с помощью телескопов, коллайдеров высокоэнергетических частиц и других прямых экспериментов на Земле.

Конечно, это противоречит идее о том, что симулятор может создать симуляцию вселенной/планеты с законами физики, похожими на его собственные. Возможно, существует вселенная, где законы физики другие, а энергия дешевая, и именно там происходит симуляция. Но будут ли в такой вселенной с другими законами физики существа, похожие на нас? Если эта статья что-то и исключает, так это симуляцию-предок, где существа симулируют миры, похожие на их собственные или невероятно похожие на них.

Для тех, кто надеется, что Вселенная - это просто симуляция, управляемая людьми из будущего (мы это понимаем), Вацца оставляет надежду.

"К счастью, даже при самом вероятном сценарии (Вселенная не является симуляцией) количество загадок, которые предстоит разгадать физикам, настолько огромно, что даже отказ от этой увлекательной темы не может сделать науку менее интересной".