Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

Początki

Termin symulacja pochodzi od  łacińskiego słowa simulatio, które oznacza udawanie lub naśladowanie. Hipoteza symulacji, choć zyskała dużą popularność w ostatnich dekadach dzięki pracy filozofa Nicka Bostroma, ma swoje korzenie w znacznie wcześniejszych myślach filozoficznych i literackich. Jej korzeni możemy doszukać się już u Platona (ok. 427–347 p.n.e.). W swoim dialogu Politea Platon przedstawił alegorię jaskini, w której ludzie są więźniami oglądającymi cienie rzucane na ścianę przez przedmioty i osoby przechodzące przed ogniem. Te cienie są jedyną rzeczywistością, jaką znają, podczas gdy prawdziwy świat istnieje poza jaskinią. Platońska jaskinia jest wczesnym przykładem idei, że to, co postrzegamy jako rzeczywistość, może być tylko iluzją lub zniekształconą reprezentacją prawdziwej rzeczywistości. Oczywiście interpretacji idei Platona było wiele. Na przestrzeni wieków filozofowie mierzyli się z próbą odczytania wizji wielkiego greckiego myśliciela.

W XVII wieku René Descartes, zwany Kartezjuszem, zastanawiał się, czy nasze zmysły są całkowicie zwodnicze, a rzeczywistość może być iluzją. Przedstawił hipotezę, że zły demon może nas oszukiwać, sprawiając, że wierzymy w istnienie zewnętrznego świata, który nie istnieje. Nawet jednak w takim przypadku, demon nie może nas zwodzić co do tego, czy istnieje „ja” które wątpi w istnienie świata. Możemy zatem wątpić we wszystko, ale nie można zwątpić w istnienie podmiotu wątpiącego. Możemy nie mieć pewności co do tego, kim jesteśmy i jaki jest świat, ale z faktu, że myślimy, wynika, że jest ktoś kto myśli. To doprowadziło go do słynnego wniosku „Cogito, ergo sum” („Myślę, więc jestem”), który zawarł w swojej Rozprawie o metodzie (1637).

Symulary i symulacje

W XX wieku idea symulacji została rozwinięta przez francuskiego filozofa Jeana Baudrillarda, który był jednym z inicjatorów nurtu postmodernistycznego w teorii społecznej oraz radykalnym krytykiem globalizacji, współczesnego społeczeństwa i kultury. Interesował się społeczeństwem postindustrialnym i kulturowymi skutkami rozwoju technik rzeczywistości wirtualnej oraz autorem teorii symulakrów. Symulakr lub symulakrum pozoruje lub tworzy własną rzeczywistość (hiperrzeczywistość). Słowo to zostało po raz pierwszy zapisane w języku angielskim już pod koniec XVI wieku i było używane do opisania przedstawienia wizerunku, takiego jak posąg lub obraz, często bóg. Pod koniec XIX wieku termin zaczął być kojarzony z niższością, jako obraz pozbawiony istoty lub cech oryginału. Symulakry wykorzystywane są w celach religijnych, magicznych, naukowych, praktycznych, rozrywkowych, wszędzie tam, gdzie korzystamy z wyobrażenia obiektu, do którego się odwołujemy. Niekiedy są wyposażone w atrybuty, stwarzające złudzenie życia, na przykład zdolności motoryczne czy wydawanie dźwięków. Termin ten został spopularyzowany przez Jeana Baudrillarda w książce Simulakra i symulacja (1981). Filozof badał, jak symbole i obrazy mogą zastępować rzeczywistość i jak nasze społeczeństwo może żyć w świecie hiperrealności, gdzie symulacje są bardziej „realne” niż sama rzeczywistość. Według niego wraz z rozwojem systemów znakowych (obserwowalnych elementów rzeczywistości) granica między światem rzeczywistym a jego przedstawieniami stopniowo zaciera się, prowadząc do wzrastającego uniezależnienia znaku. W książce wprowadził tezę, że nie żyjemy już w rzeczywistości, a w hiperrzeczywistości.

Szczególnym propagatorem idei symulacji był amerykański pisarz science fiction Philip K. Dick. W swoich książkach często poruszał tematykę alternatywnej rzeczywistości i sztucznych światów. Motywy symulacji stały się głównym motywem książki Simulakra (1964). Książka przedstawia dystopijną przyszłość, w której technologia, polityka i społeczeństwo są głęboko ze sobą powiązane w sposób, który podważa granice między prawdą a fikcją. Zaawansowane technologie, w tym roboty i androidy, są powszechne i odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu kontroli nad społeczeństwem. Powieść pokazuje, jak granice między rzeczywistością a symulacją mogą się zacierać, prowadząc do sytuacji, w której ludzie nie są w stanie odróżnić prawdziwych doświadczeń od sztucznych. Dick używa pojęcia symulakrów do pokazania, jak technologia i media mogą tworzyć iluzje, które zastępują prawdziwą rzeczywistość. Władze używają symulakrów do manipulowania społeczeństwem, tworząc sztuczne postacie i wydarzenia, które kształtują opinię publiczną. Dick zastanawia się, co to znaczy być autentycznym człowiekiem w świecie zdominowanym przez symulacje – jego bohaterowie zmagają się z pytaniami o własną tożsamość i rzeczywistość, w której żyją. Granice między człowiekiem a maszyną, prawdą a iluzją, są celowo rozmywane, co prowadzi do głębokich refleksji nad naturą świadomości i rzeczywistości. Motywy związane z tematem symulacji pojawiają się także w innych książkach Dicka. W Czy androidy śnią o elektrycznych owcach pisarz zadaje pytania o  granice między człowiekiem a maszyną, co oznacza być świadomym i prawdziwym oraz o to, co czyni nas ludźmi i jak możemy być pewni rzeczywistości, w której żyjemy. Androidy są symulacjami ludzi, co prowadzi do refleksji nad tym, czy nasze doświadczenia mogą być również symulowane. W powieści Ubik główny bohater odkrywa, że rzeczywistość wokół niego zaczyna się rozpadać, a on sam znajduje się w coraz bardziej surrealistycznym świecie. Autor zastanawia się, czy rzeczywistość może być kontrolowana i manipulowana. Trzy Stygmaty Palmera Eldritcha to powieść, w której pojawia się substancja halucynogenna pozwalająca ludziom doświadczać alternatywnych rzeczywistości. Dick zastanawia się, jak te wirtualne doświadczenia mogą wpływać na tożsamość i percepcję rzeczywistości. Powieść Człowiek z Wysokiego Zamku przedstawia alternatywną historię – państwa osi wygrały II wojnę światową, a Stany Zjednoczone zostały podzielone między nazistowskie Niemcy a Japonię. W książce pojawia się także fikcyjna powieść, która opisuje alternatywną rzeczywistość, w której alianci wygrali wojnę. Dick pokazuje, że różne wersje rzeczywistości mogą być symulowane w naszych umysłach, a nasza rzeczywistość może być jedną z wielu możliwych symulacji.

Szwedzki filozof Nick Bostrom znany jest z publikacji dotyczących zasady antropicznej i transhumanizmu. Jest też autorem współczesnej wersji hipotezy symulacji. W artykule Are You Living in a Computer Simulation? opublikowanym w 2003 roku w czasopiśmie „Philosophical Quarterly” zasugerował, że co najmniej jedno z następujących twierdzeń jest prawdziwe: 1) gatunek ludzki najprawdopodobniej wymrze przed osiągnięciem etapu postludzkiego; 2) jest bardzo mało prawdopodobne, aby jakakolwiek cywilizacja postludzka przeprowadziła znaczną liczbę symulacji swojej historii ewolucyjnej (lub jej odmian); 3) prawie na pewno żyjemy w symulacji komputerowej. Wynika z tego, że przekonanie, iż istnieje znacząca szansa, że pewnego dnia staniemy się postludźmi, którzy przeprowadzają symulacje przodków, jest fałszywe, chyba że obecnie żyjemy w symulacji. W artykule przeprowadził eksperyment myślowy. Założył, że pierwsze ze zdań jest fałszywe. W takim przypadku, znacząca liczba cywilizacji na naszym poziomie rozwoju po upływie długiego czasu stała się technologicznie dojrzała. Jeśli przyjmie się, że drugie zdanie również nie jest prawdziwe, to znacząca liczba takich cywilizacji dokonuje symulacji przodków. A zatem, jeśli możliwe jest stworzenie wiernej symulacji całej cywilizacji albo nawet całego Wszechświata przy pomocy wystarczająco potężnego komputera, a symulowani ludzie mogą doświadczać świadomości, to duża liczba takich symulacji stworzonych przez zaawansowane cywilizacje sprawia, że jest bardzo prawdopodobne, że my żyjemy w jednej z nich.

Tematowi symulowanej rzeczywistości przyjrzał się również fizyk Thomas Campbell. Zadał sobie pytanie, czy można przetestować teorię, że rzeczywistość jest symulacją? Przeprowadził badania w oparciu o założenie, że jeśli system wykonujący symulację jest skończony (tj. ma ograniczone zasoby), to aby osiągnąć niską złożoność obliczeniową, taki system, podobnie jak w grze wideo, renderowałby treść (rzeczywistość) tylko w momencie, gdy informacje stają się dostępne do obserwacji przez gracza, a nie w momencie wykrycia przez maszynę (która byłaby częścią symulacji i której wykrycie byłoby również częścią wewnętrznych obliczeń wykonywanych przez serwer wirtualnej rzeczywistości przed renderowaniem treści dla gracza). Campbell opracował kilka eksperymentów, które szczegółowo opisał w artykule z 2017 roku opublikowanym w czasopiśmie „The International Journal of Quantum Foundations”. Mają one na celu wykrycie, czy coś renderuje otaczający nas świat jak grę wideo. Mówiąc prościej, fizyk uznał, że jeśli symulacja istnieje, ma ograniczone zasoby, a więc nie symuluje wszystkiego we Wszechświecie równocześnie. Podobnie jak w grach komputerowych „wczytuje” tylko te fragmenty świata, na które właśnie patrzy „gracz”. Kluczem jest więc ustalenie, kiedy informacja staje się dostępna dla obserwatorów, a następnie wychwycenie momentu, w którym się „wczytuje”. Campbell sądzi, że można to udowodnić za pomocą nowego podejścia do eksperymentu z podwójną szczeliną, pokazującego dwoistą naturę światła (falowo-korpuskularną). Campbell uważa, że poprzez usunięcie obserwatora, rzeczywiste zarejestrowane informacje nigdy nie istniały. To przeciwieństwo obecnej fizyki kwantowej sugerującej istnienie splątania, które łączy cząstki na odległość.

Mechanika kwantowa, dziwna fizyka a rzeczywistość symulowana

Wielu naukowców i szaleńców od lat zastanawia się, gdzie szukać dowodów na to, że żyjemy w rzeczywistości symulowanej. Poszukiwano ich m.in. w mechanice kwantowej, która jest pełna dziwnych i trudnych do wyjaśnienia zjawisk. Przykładowo zasada nieoznaczoności Heisenberga i splątanie kwantowe sugerują, że rzeczywistość na poziomie subatomowym jest nieintuicyjna i może działać jak program komputerowy optymalizujący zasoby.

Niektórzy fizycy sugerują, że czasoprzestrzeń może być ziarnista, podobnie jak piksele w grafice komputerowej – a jeśli rzeczywistość nie jest ciągła, może to świadczyć o tym, że jest symulowana. Inni badacze zajmujący się mikrofalowym promieniowaniem tła (inaczej promieniowaniem reliktowym, ang. cosmic microwave background, CMB), które jest pozostałością po Wielkim Wybuchu, zauważyli pewne wzorce, które mogą sugerować, że rzeczywistość jest generowana cyfrowo. Takim przykładem są anomalie w rozkładzie temperatury (fluktuacje) we Wszechświecie, takie jak asymetrie lub zimne plamy, które mogą być trudne do wyjaśnienia w standardowym modelu kosmologicznym. Zwolennicy hipotezy symulacji tłumaczą je jako potencjalne ingerencje lub artefakty wynikające z renderowania Wszechświata w symulacji. Innym przykładem może być problem dotyczący teorii, że Wszechświat w skali kosmologicznej jest izotropowy, co oznacza, że powinien wyglądać tak samo we wszystkich kierunkach. Niektóre badania wskazują jednak na niewielkie odchylenia od izotropowości w CMB. Takie odchylenia mogłyby być interpretowane jako wyniki błędów w symulacji lub ograniczeń w mocy obliczeniowej symulacji, która mogłaby wprowadzać niewielkie, systematyczne fluktuacje.

Inteligentny projekt

Idea, że Wszechświat jest zaprojektowany przez wysoce zaawansowaną inteligencję nie jest nowa. W kontekście hipotezy symulacji, można by założyć, że potencjalny bóg jest programistą, który stworzył nasz Wszechświat jako zaawansowaną symulację. To podejście jest zgodne z pewnymi aspektami koncepcji inteligentnego projektu (wielu naukowców odrzuca tę koncepcję lub traktuje jako pseudonaukę), która sugeruje, że Wszechświat jest zbyt złożony, by powstać przypadkowo, a zatem musiał zostać zaprojektowany przez wyższą inteligencję.

Prawa fizyki mogłyby być postrzegane jako zasady zapisane w kodzie symulacji. Stałe fizyczne, takie jak prędkość światła czy stała grawitacyjna mogłyby być parametrami w tym kodzie. Zasada nieoznaczoności mogłaby być zakodowana jako ograniczenie precyzji, z jaką można jednocześnie znać pozycję i pęd cząstki, zaś splątanie kwantowe mogłoby być funkcją, która łączy stany dwóch cząstek niezależnie od odległości między nimi. Równania Newtona mogłyby być używane do obliczania ruchu obiektów makroskopowych, a równania Schrödingera mogłyby określać zachowanie cząstek na poziomie kwantowym. Algorytmy genetyczne mogłyby natomiast symulować procesy ewolucyjne, w których mutacje i selekcja naturalna optymalizują populacje organizmów.

Reasumując, wszystko, co obserwujemy, mogłoby być wynikiem złożonych algorytmów napisanych przez boga-programistę. Na koniec wypada tylko zadać pytanie: w jakim celu bóg-programista miałby zaprojektować taką rzeczywistość?

Opracowano na podstawie:
Are You Living in a Computer Simulation?
Former NASA Scientist Doing Experiment to Prove We Live in a Simulation. Did we really take the red pill?
On Testing the Simulation Theory