Ζούμε σε Μια Προσομοίωση; Ένα Πείραμα Μπορεί να μας Αποκαλύψει την Αλήθεια
Thomas Anderson – γνωστός και ως Neo – ανεβαίνει μια σκάλα όταν βλέπει μια μαύρη γάτα να τινάζεται και να περνάει από μια πόρτα. Στη συνέχεια, η στιγμή φαίνεται να επαναλαμβάνεται μπροστά στα μάτια του. Μια απλή περίπτωση déjà vu, σκέφτεται. Όμως, οι σύντροφοί του επιμένουν: ζει μέσα σε ένα πρόγραμμα υπολογιστή και μόλις είδε ένα σφάλμα.
Αυτή είναι μια σκηνή από την ταινία The Matrix, που κυκλοφόρησε το 1999, αλλά εδώ και αιώνες μας συναρπάζει και μας ανησυχεί η πιθανότητα να ζούμε μέσα σε μια προσομοιωμένη πραγματικότητα. Η ιδέα αυτή είναι τόσο βαθιά ριζωμένη, εν μέρει επειδή είναι τόσο δύσκολο να διαψευσθεί: αν είμαστε βυθισμένοι σε έναν ψεύτικο κόσμο, πώς θα μπορούσαμε να το γνωρίζουμε;
Κάποιοι φυσικοί παίρνουν αυτή την ιδέα στα σοβαρά. “Ολόκληρο το σύμπαν μπορεί να λειτουργεί σαν ένας γιγάντιος υπολογιστής”, λέει ο Melvin Vopson στο Πανεπιστήμιο του Portsmouth στο Ηνωμένο Βασίλειο, ο οποίος ενδιαφέρεται εδώ και καιρό για την υπόθεση της προσομοίωσης. Πιστεύει ότι υπάρχουν ήδη σημαντικές ενδείξεις που υποδηλώνουν ότι είναι σωστή – και έχει ακόμη προτείνει πώς θα μπορούσαμε να μάθουμε την αλήθεια με ένα πείραμα.
Η ιδέα της ζωής σε μια ψεύτικη πραγματικότητα ανάγεται τουλάχιστον στον αρχαίο Έλληνα φιλόσοφο Πλάτωνα. Στον μύθο του σπηλαίου, ο Πλάτωνας φαντάστηκε ανθρώπους κλειδωμένους σε μια σπηλιά, έτσι ώστε να έβλεπαν μόνο σκιές αντικειμένων που περνούσαν έξω. Ο Πλάτωνας πίστευε ότι οι φυλακισμένοι δεν θα είχαν καμία επιθυμία να δραπετεύσουν – δεν μπορούσαν να συλλάβουν τίποτα πέρα από το σπήλαιο και δεν ήξεραν ότι ήταν παγιδευμένοι.
Το 2003, ο φιλόσοφος Nick Bostrom δημοσίευσε μια εργασία υποστηρίζοντας ότι είναι πιο πιθανό να ζούμε σε μια προσομοίωση παρά όχι. Το επιχείρημα υποστηρίζεται, μεταξύ άλλων, από τον Έλον Μασκ. Ωστόσο, αξίζει να γνωρίζουμε ποιος κάνει τέτοιους ισχυρισμούς. “Το μεγαλύτερο μέρος αυτού προέρχεται από τον κόσμο της τεχνολογίας – είναι προς το συμφέρον τους να λένε ότι μπορούμε να κατασκευάσουμε κάτι τόσο πλούσιο όσο η πραγματικότητα”, λέει ο αστροφυσικός Franco Vazza στο Πανεπιστήμιο της Μπολόνια στην Ιταλία, ο οποίος δημοσίευσε μια εργασία νωρίτερα φέτος υποδηλώνοντας ότι είναι σχεδόν αδύνατο να ζούμε σε μια προσομοίωση.
Τούτου λεχθέντος, υπάρχουν λόγοι για να σκεφτούμε την υπόθεση της προσομοίωσης. Πάρτε την ίδια την κβαντική μηχανική, η οποία λέει ότι τα σωματίδια βρίσκονται σε μια υπέρθεση – ένα σύννεφο ασαφών πιθανοτήτων – πριν τα μετρήσουμε. Έχουμε παλέψει με το πώς να το ερμηνεύσουμε αυτό για έναν αιώνα. Αλλά αν το σύμπαν είναι πραγματικά μια προσομοίωση, θα είχε νόημα. Σε ένα παιχνίδι υπολογιστή, τα αντικείμενα δεν αποδίδονται μέχρι να τα συναντήσει ο παίκτης. Ίσως είναι το ίδιο για τα μη παρατηρούμενα σωματίδια;
Αυτό ισοδυναμεί με έμμεσες αποδείξεις στην καλύτερη περίπτωση, όμως. “Ακούγεται λίγο τραβηγμένο”, λέει ο Vazza. Αλλά θα μπορούσαμε να επινοήσουμε ένα σωστό τεστ;
Εισάγετε τον Vopson. Ξεκινά υποθέτοντας ότι αν το σύμπαν είναι μια προσομοίωση, είναι θεμελιωδώς φτιαγμένο από πληροφορίες. Αυτό έχει ορισμένες συνέπειες. Πάρτε την ισοδυναμία μεταξύ μάζας και ενέργειας, που κατοχυρώνεται στην εξίσωση του Άλμπερτ Αϊνστάιν E = mc2. Το 2019, ο Vopson προχώρησε ένα βήμα παραπέρα, υποθέτοντας ότι αυτή η ισοδυναμία επεκτείνεται στις πληροφορίες. Με βάση αυτή την αρχή, υπολόγισε στη συνέχεια την αναμενόμενη περιεκτικότητα πληροφοριών ανά στοιχειώδες σωματίδιο. Αυτή θα ήταν η ποσότητα πληροφοριών που χρειάζεται για να κωδικοποιηθεί ένα σωματίδιο στο προσομοιωμένο μας σύμπαν.
Αλλά πώς να μάθουμε πόσες πληροφορίες περιέχει ένα σωματίδιο; Το 2022, ο Vopson πρότεινε ένα πείραμα που περιλαμβάνει τη λήψη ενός ζεύγους σωματιδίου-αντίστοιχου σωματιδίου, όπως ένα ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρόνιο, και την αμοιβαία εξόντωσή τους. Αυτή είναι μια καλά εδραιωμένη διαδικασία που παράγει ενέργεια με τη μορφή φωτονίων. Ο Vopson υποψιάζεται ότι η διαδικασία θα πρέπει επίσης να διαγράψει τις πληροφορίες που κατέχονται από τα δύο αρχικά σωματίδια και αυτές οι ελλείπουσες πληροφορίες θα αφήσουν ένα ίχνος. Εάν τέτοιες συγκρούσεις παράγουν την ακριβή περιοχή συχνοτήτων που έχει προβλέψει, πιστεύει ότι θα ήταν απόδειξη ότι το σύμπαν αποτελείται πράγματι από bits πληροφοριών.
Ο Vopson προσπάθησε να χρηματοδοτήσει αυτό το πείραμα μέσω crowdfunding, αλλά μέχρι στιγμής δεν κατάφερε να συγκεντρώσει τα χρήματα. Δεν πειράζει, όμως, επειδή έκτοτε ανέπτυξε έναν άλλο τρόπο για να επιτεθεί στην υπόθεση της προσομοίωσης. Εξαρτάται από τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, έναν απαράβατο νόμο της φυσικής που λέει ότι η αταξία, ή εντροπία, αυξάνεται πάντα σε ένα κλειστό σύστημα. Εξηγεί γιατί οι παγοκύβοι λιώνουν και τα φλιτζάνια τσαγιού κρυώνουν.
Εάν το σύμπαν είναι απλώς πληροφορίες σε κάποιον εξωγήινο σκληρό δίσκο, αρχές όπως αυτή θα πρέπει να επεκταθούν στις ίδιες τις πληροφορίες, λέει ο Vopson. Έτσι, το 2022, πρότεινε αυτό που ονομάζει δεύτερο νόμο της πληροφορμικής. Αυτός δηλώνει ότι η μέση ποσότητα πληροφοριών που μπορεί να περιέχει ένα σύστημα πρέπει να παραμείνει σταθερή ή να μειωθεί, εξισορροπώντας την αύξηση της φυσικής εντροπίας. “Οι πληροφορίες δεν μπορούν ποτέ να γραφτούν μόνες τους, αλλά μπορούν να διαγραφούν”, λέει ο Vopson. “Με την πάροδο του χρόνου, τα αρχεία σε ένα στικάκι μνήμης θα υποβαθμιστούν και ορισμένα αρχεία μπορούν να εξαφανιστούν. Αλλά ποτέ δεν θα έχετε ένα έγγραφο ή ένα βιβλίο ή μια εικόνα που να εμφανίζεται από μόνη της σε ένα άδειο στικάκι μνήμης.”
Ο Vopson ισχυρίζεται ότι ο νόμος του ισχύει στην πραγματικότητα, τουλάχιστον σε κάποιο βαθμό, με βάση τις μελέτες του για τον τρόπο με τον οποίο αλλάζουν οι πληροφορίες στα ιικά γονιδιώματα με την πάροδο του χρόνου. Αλλά η βασική του ιδέα ήρθε όταν εφάρμοσε τον νέο του νόμο σε ολόκληρο το σύμπαν. Εδώ, ο νόμος καταρρέει επειδή, με την πάροδο του χρόνου, η επιρροή της βαρύτητας έχει τακτοποιήσει την ύλη σε σχέδια που φέρουν πληροφορίες – αστέρια, πλανήτες, γαλαξίες και τον κοσμικό ιστό.
Τι σημαίνει αυτό? Ο Vopson λέει ότι η βαρύτητα πρέπει να είναι ένας μηχανισμός που εμποδίζει την πληροφορική εντροπία του σύμπαντος να ξεφύγει από τον έλεγχο. Αυτό, υπολογίζει, θα ήταν ακριβώς το είδος του πράγματος που θα ήθελε ο καθένας που προσομοιώνει ένα σύμπαν – ένας τρόπος για να διασφαλιστεί ότι το μέγεθος του προγράμματος δεν γίνεται πολύ μεγάλο. “Η βαρύτητα δεν είναι μια δύναμη αλλά ένας μηχανισμός συμπίεσης, που μειώνει την πληροφορική εντροπία συσσωρεύοντας την ύλη μαζί”, λέει.
“Η εφαρμογή της θεωρίας πληροφοριών για να έχει μια διαφορετική άποψη για τη φυσική είναι κάτι που εκτιμώ”, λέει ο Vazza. Αλλά τελικά, δεν πιστεύει ότι η δουλειά του Vopson υποστηρίζει την υπόθεση της προσομοίωσης. Στην πραγματικότητα, έχει υπολογίσει ότι θα χρειαζόταν αδύνατες ποσότητες ενέργειας για να προσομοιωθεί πραγματικά το σύμπαν μας.
Ωστόσο, μπορεί να έχουμε άλλους τρόπους για να εντοπίσουμε δυσλειτουργίες στο Matrix. Το 2007, ο αείμνηστος κοσμολόγος John Barrow πρότεινε ότι οποιαδήποτε προσομοίωση θα δημιουργούσε μικρά υπολογιστικά σφάλματα που ένας προγραμματιστής θα έπρεπε να διορθώσει. Θα παρατηρούσαμε τέτοιες παρεμβάσεις; Ο Barrow πρότεινε ότι ένα λεπτό σημάδι θα ήταν η αλλαγή των σταθερών της φύσης. Και, ενδιαφέρον, μια από τις πιο έντονες συζητήσεις στη φυσική σήμερα είναι σχετικά με στοιχεία ότι ο ρυθμός με τον οποίο διαστέλλεται το σύμπαν έχει μειωθεί τα τελευταία 3 δισεκατομμύρια χρόνια. Ύποπτο; Ίσως. Αλλά το χρονικό πλαίσιο είναι πολύ μεγάλο για να είναι το αποτέλεσμα της διόρθωσης σφαλμάτων, λέει ο επιστήμονας υπολογιστών Roman Yampolskiy στο Πανεπιστήμιο του Louisville, Kentucky. “Πρέπει να είναι ξαφνικό”, λέει.
Εάν ζούμε σε μια προσομοίωση, αυτό αναπόφευκτα εγείρει το ερώτημα αν θα μπορούσαμε ποτέ να ξεφύγουμε. Ο Yampolskiy εξέτασε τις επιλογές μας σε μια εργασία του 2023. Μια πιθανότητα, προτείνει, θα ήταν να δημιουργήσουμε τη δική μας προσομοίωση και στη συνέχεια να ζητήσουμε από μια τεχνητή νοημοσύνη να ξεφύγει. Ίσως θα μπορούσαμε στη συνέχεια να αντιγράψουμε τη στρατηγική της τεχνητής νοημοσύνης. Εναλλακτικά, θα μπορούσαμε να προσπαθήσουμε να προσελκύσουμε την προσοχή από έξω από το πρόγραμμα – ίσως μιλώντας πολύ για την προσομοίωση. “Η καλύτερη επιλογή είναι πάντα η υποβοηθούμενη απόδραση, κάποιος από έξω να μας δίνει πληροφορίες”, λέει.
Τότε πάλι, όποιος εκτελεί την προσομοίωση μπορεί να μην θέλει να ξεφύγουμε. Μπορεί να μην μπορέσουμε καν να επιβιώσουμε εκτός των ορίων του μηχανογραφημένου μας σύμπαντος. Όλα αυτά είναι αρκετά για να σε κάνουν να αναρωτηθείς: αν ζούμε σε μια προσομοίωση, θα θέλαμε πραγματικά να το γνωρίζουμε;