Четвертая часть знаменитой франшизы со вчерашнего дня уже в кинотеатрах, а Naked Science тем временем решил вспомнить, как выглядит главная идея этого фильма с точки зрения науки. Возможно ли, что все мы живем в полностью симулированной реальности, которую нельзя отличить от реальности подлинной? И для чего кому-то могло бы понадобиться создать такое? Попробуем разобраться.
Исходный сюжет «Матрицы» таков: в начале XXI века возник искусственный интеллект, который возглавил борьбу машин за господство над человечеством. Люди как-то закрыли небо постоянной облачностью, и солнечные панели, питавшие машины, перестали работать. Компьютеры тем не менее сумели победить, и теперь, чтобы добывать энергию, они помещают тела живых людей в залитые жидкостью ячейки — там те грезят о том, что живут в реальном мире, а хитроумные машины тем временем качают энергию из ничего не подозревающих «батареек».
Вообще, такая идея выглядит абсурдно: человека для выживания нужно обеспечивать сложной смесью питательных веществ, на производство которых всегда будет уходить больше энергии, чем тело может выработать в любой форме. Но целый ряд философов и ученых после выхода фильма (в 1999 году) вполне живо его комментировали. Они предпочли не обращать внимания на очевидно слабую сторону этой истории, заинтересовавшись сильной: вопросом о самой возможности существования симулированной реальности.
Да кому вы нужны, чтобы вас еще симулировать?
Философ шведского происхождения Ник Бостром начал с самого сложного вопроса: зачем? Очевидно, что создавать «Матрицу» ради получения энергии из тел людей глупо — по описанным выше, чисто энергетическим причинам. Кроме того, само по себе существование сложного симулированного мира должно требовать серьезных вычислительных мощностей (то есть еще энергии). Бостром, однако, предположил, что у «Матрицы» есть смысл: ее создали в целях «лабораторного» воспроизведения реальности для изучения истории или каких-то иных параметров человеческого общества.
Например, создатели условной Матрицы хотят узнать, какими будут последствия какой-то кардинальной реформы экономики или любой другой стороны человеческой жизни. Они проводят симуляцию условной «шоковой терапии» и обнаруживают, что негативные последствия шока слишком велики, а позитивные — малы. Тогда они могут остановить симуляцию, поменять в ней часть исходных параметров, и так до тех пор, пока не получится что-то с положительным исходом. Да, «цена» симуляции с высоким разрешением будет значительной, но все равно явно меньше, чем при экспериментах на живом обществе. Точно такие же эксперименты захотят провести не только экономисты, но и социологи, историки, да и в итоге биологи.
Как отмечает Бостром, поскольку ученых много и экспериментов им потребуется тоже немало, то после начала запуска «матриц» их число станет громадным, и каждая будет воспроизводить население планеты в целом (иначе результаты моделирования не учтут воздействия глобальных факторов). Значит, общее население «матриц» достигнет величин в миллионы раз больших, чем население реальной Земли. Поскольку симулируемые реальности будут полезны, только если их население имеет сознание и свободную волю, число «матричных людей» (не существующих в реальном мире) будет миллионократно большим, чем людей реальных.
Из этого автоматически следует, что мы сами практически наверняка относимся к «матричным людям». Вероятность того, что мы реальны, а не иллюзорны, сильно ниже, чем одна на миллион.
Следующий вопрос: но как?
Что ж, гипотеза Бострома определенно придает созданию Матрицы смысл — в отличие от сюжета той самой первой «Матрицы». Но насколько технически реально создать симулированную реальность?
Чтобы «проводить эксперименты на людях» в Матрице, симулируемый мир должен быть совершенно как наш. Матрицестроители не могут, например, создать цифровую копию одной только Земли и развесить над ней светящиеся точки звезд. Астрономы из симуляции быстро выяснят, что звезды — это не далекие солнца с планетами, а не пойми что, какие-то светящиеся пятнышки. Мир, в котором нет представления о далеких мирах, не сможет развиваться так же, как реальный. В нем постепенно начнут накапливаться отличия в науке, потом в культуре, постепенно он далеко уйдет от настоящего. Симуляция должна быть полной, иначе она бессмысленна.
А это значит, что она должна быть чудовищно сложной. Только в наблюдаемой Вселенной — больше ста миллиардов галактик, не менее 200 секстиллионов звезд (секстиллион — миллиард триллионов). Планет, определенно, еще больше, чем звезд. Разумеется, если Матрица обслуживает интересы исследователя из XXI века, ей не нужно детально «прорисовывать» поверхности всех секстиллионов существующих планет: наши телескопы большинство из них все равно не различат. Но чем дальше в будущее, тем совершеннее наблюдательные средства людей. Известные расчеты по скорости колонизации Вселенной даже на околосветовой скорости расселения показывают, что рано или поздно заселить можно ее всю.
Иными словами, на определенном этапе может возникнуть необходимость детальной «прорисовки» немыслимого числа объектов. Напомним: с физической точки зрения сложно хранить в одном атоме заметно больше одного байта информации (на самом деле, даже бита, но дадим фору и постараемся учесть возможные трюки с энергетическими состояниями атомов). А чтобы описать состояние одного атома в деталях (количество нейтронов, протонов, электронов, энергетический уровень), одного бита не хватит наверняка — и даже байтом обойтись будет трудновато. Обсчитывать придется столько, что компьютеры для подобных задач по числу атомов начнут быть сравнимыми с общим числом атомов в наблюдаемой Вселенной.
Не слишком ли дорого будет ставить такие эксперименты?
Наконец, помимо моделирования, есть проблема обработки информации. Даже если смоделировать условную вселенскую экспансию можно будет бесплатно, сколько ученых потребуется, чтобы пронаблюдать и затем интерпретировать симуляцию столь безумных размеров?
На подобные вопросы сторонники идей Бострома — а среди них не только философы, но и астрофизики, и даже Илон Маск (как он только все успевает?) — стараются не отвечать. Они ограничиваются утверждениями о полезности симуляции современной истории. А для нее не нужно симулировать каждый атом на каждой из септиллионов планет Вселенной. Даже, строго говоря, на нашей Земле это не требуется: достаточно ввести в программу Матрицы указание на «подгрузку» реалистичного описания только для тех атомов, которые ученые исследуют в лаборатории. Остальные «атомы» могут быть просто муляжами, каждый из которых не симулируется отдельно. В таком случае достаточно симулировать лишь свойства тех скоплений атомов, которые имеют какое-то значение в жизни человеческих обществ, — что резко снижает вычислительные требования к Матрице.
Тем не менее сложности останутся. Любое описание чего-то «в общем» может захромать, если его начнет исследовать внимательный ученый. Глядя на карту реликтового излучения или на далекие галактики, те же астрономы рано или поздно заметят дискретность — то есть тот факт, что поведение далеких объектов несколько упрощено по сравнению с тем, каким оно должно быть согласно общим законам природы. (А законы природы в симуляции, повторимся, должны быть такими же, как в реальном мире, иначе в моделировании не будет смысла). На сегодня подобных упрощений не наблюдается. Напротив, мы видим такую картину далеких галактик, которая сложнее известных нам законов, — все эти темные энергии и темные материи, о которых Naked Science систематически пишет.
Иными словами, пока наблюдения астрономов не указывают на наше проживание в симуляции. Однако, как отмечает группа немецких исследователей, если мы все-таки в ней, но просто пока наши приборы недостаточно хороши, чтобы это обнаружить, рано или поздно астрономы и космологи наткнутся на свидетельство того, что мы живем именно в симуляции.
В этот момент, согласно логике, нам всем конец, ведь от жителей Матрицы, которые поняли, что живут в ней, а не в реальности, их создателям нет никакого толку. «Матричные» люди тут же начнут метаться, возмущаться, думать, что они ненастоящие, — и все это сделает их поведение непохожим на нормальное. Модель перестанет годиться как модель, и нас всех просто отключат от сети, перезагрузив эксперимент. Армагеддон в таком случае произойдет без громких слов и предупреждения — тихо и мгновенно.
А вдруг гипотеза Матрицы — псевдонаука?
Физик-теоретик Сабина Хоссенфельдер выступает против благодушного отношения к такой гипотезе в стиле «может быть, а может, и нет». Она отмечает ряд слабостей в идеях такого рода.
Во-первых, наша цивилизация не создает Матрицу, это достаточно ясно. Значит, чтобы она существовала, где-то должна быть еще одна цивилизация. С научной точки зрения это, мягко говоря, не доказано. Базовая гипотеза на сегодня в том, что мы — единственные во всей Вселенной за все 13 миллиардов лет ее существования, так как никаких следов иных цивилизаций не наблюдаем.
Во-вторых, совершенно неочевидно, что эта другая цивилизация будет заинтересована в компьютерном моделировании. На примере Земли известно, что человеческие общества могут быть крайне разнообразны, многие из них вообще выглядят статичными и не склонными к серьезным научным исследованиям. А значит, сложно исключить, что если иная цивилизация где-то и есть, то она статична и не слишком увлечена наукой.
Сознание человека можно симулировать? Хотя бы одного?
В то же время Хоссенфельдер пытается быть объективной, и отмечает, что некоторые иные возражения против гипотезы Матрицы неверны. Например, некоторые критики отмечают, что на сегодня симулировать сознание человека — или хотя бы устойчиво внушить живому человеку иллюзию той же детальности, что в первой «Матрице» — никому не удалось. Хоссенфельдер читает это слабым аргументом против. Она говорит: «Насколько нам пока известно, сознание — просто свойство определенных систем, обрабатывающих большие количества информации». Не так важно, на какой физической основе создана такая система, продолжает она, компьютерной или живого мозга человека.
Здесь мы вынуждены отметить, что хотя как физик Хоссенфельдер сильна, но о человеческом сознании и мозге знает не так много, как специалисты по этим вопросам. Так вот: многие из этих специалистов резко утверждают, что наше сознание вообще не обрабатывает и не хранит никакую информацию, поступающую из внешнего мира. Оно создает модели окружающей реальности, опираясь на очень небольшое количество входящей информации — но опираясь на нее не больше, чем создатель музыки опирается на пение кузнечика. Для сознания информация скорее “источник вдохновения” (что бы ни означало это слово), чем то, что составляет само сознание.
