Физики двадцать лет опровергают не ту версию гипотезы симуляции — оригинальный аргумент остаётся не затронутым

Астрофизик Франко Вацца совершил нечто технически сложное. В своей новой работе, опубликованной в журнале Frontiers in Physics, он использовал голографический принцип, эквивалентность информации и энергии, а также физику нейтрино сверхвысоких энергий. Его вывод: вселенная, подобная нашей, не может симулировать другую подобную вселенную. Это физически невозможно — вычисление просто невыполнимо.

Вацца исходит из фундаментального принципа: информация физична, а значит, любое вычисление ограничено законами термодинамики и доступной энергией. Он рассчитал минимальные ресурсы для симуляции мира на трёх разных масштабах. Симуляция всей видимой вселенной с разрешением до планковской длины — теоретически наименьшего возможного масштаба — отпадает мгновенно. Во всей наблюдаемой вселенной просто нет энергии, чтобы даже начать. Симуляция только Земли в полном разрешении — снова до планковского масштаба — потребовала бы преобразования целого шарового звёздного скопления в чистую рабочую энергию. И та же цена была бы должна быть уплачена на каждом последующем шаге по времени. Это означало бы исчерпать всю энергию Млечного Пути и повторять это каждую долю секунды.

Даже в самом щедром сценарии — низкое разрешение, только Земля — результаты остаются абсурдными. Симуляция одной секунды земной истории заняла бы геологические эпохи реального времени на самом мощном компьютере, который только можно вообразить — на чёрной дыре. Для этого расчёта Вацца использовал нейтрино сверхвысоких энергий, зарегистрированные обсерваторией IceCube. Эти частицы проходят сквозь всю планету на пути к детектору. Даже при таком грубом разрешении объём вычислений остаётся гигантским.

Всё это выглядит убедительно. И действительно опровергает нечто. Но не ту гипотезу, которую, как заявляется, опровергает.

Проблема в том, что этот аргумент — не новый. Его снова и снова повторяют физики последние двадцать лет. Митио Каку в две тысячи двадцать третьем году сделал похожее заявление, подсчитав вычислительную сложность моделирования атомов внутри аквариума с золотой рыбкой. Сабина Хоссенфельдер назвала гипотезу симуляции лженаукой, используя в качестве примера климатические модели — мы не можем вычислить погоду с разрешением менее десяти километров. Сет Ллойд из Массачусетского технологического института доказывал, что точная симуляция вселенной должна быть размером со вселенную. Другие исследователи доказывали, что моделирование нескольких сотен электронов потребовало бы больше памяти, чем существует атомов в наблюдаемой вселенной.

Все эти аргументы объединяет одно: они бьют мимо цели. Каждый из них — материалистический аргумент снизу вверх. Каждый опровергает соломенное чучело. И каждый подаётся так, будто вопрос закрыт навсегда.

Что на самом деле утверждал Бостром

В своей основополагающей работе две тысячи третьего года «Живёте ли вы в компьютерной симуляции?» философ Ник Бостром прямо и предвосхищающе ответил на проблему вычислительных ресурсов. Он заявил дословно: «Симуляция всей вселенной вплоть до квантового уровня, очевидно, неосуществима, если только не будет открыта радикально новая физика». Но, писал он далее, для реалистичной симуляции человеческого опыта нужно гораздо меньше. Только то, что необходимо, чтобы симулированные люди, взаимодействуя обычным образом с симулированным окружением, не замечали никаких нестыковок. Микроскопическая структура недр Земли может быть спокойно опущена. Далекие астрономические объекты могут иметь сильно сжатое представление. На поверхности Земли макроскопические объекты в обитаемых областях, возможно, нуждаются в непрерывной симуляции, но микроскопические явления могут быть дорисовываться по мере необходимости.

Цель симуляции, в таком понимании, — не физическая реальность. Цель — опыт. Это похоже на иммерсивную виртуальную реальность, а не на вычисление вселенной с сумасшедшей детализацией везде и всегда. Вам никогда не нужно рендерить всю вселенную целиком, потому что нет нужды, чтобы целая вселенная существовала с самого начала. Только ваш субъективный опыт первого лица должен быть убедительным — даже если ваша работа заключается в проведении квантовых экспериментов целыми днями. Эти эксперименты должны лишь соответствовать правилам и согласовываться с тем, что сообщают другие агенты.

Вопрос не в том, можно ли запустить физический движок на всём космосе вплоть до микрофизического уровня. Вопрос в том, можно ли поддерживать связный, свободный от аномалий субъективный опыт для конечного числа сознательных агентов. Это не одни и те же вопросы. У них даже общих допущений нет.

Простой способ думать об этом — видеоигра. Она не симулирует молекулярную структуру стен. Она должна рендерить только то, что видит камера, и эффект стен на другие объекты и силы. Видеоигре не нужны настоящие физические объекты из молекул, чтобы симулировать, что произойдёт, если виртуальная машина врежется в игровую стену. Бостромовская симуляция — второго типа. Аргументы физиков — первого.

Что Вацца признаёт сам

В заключении своей работы Вацца называет цель прямо: он опроверг то, что называет «сценарием Матрицы» — симуляцию, произведённую потомками или машинами во вселенной, подчиняющейся физике, подобной нашей. Это специфический, максимально требовательный вариант гипотезы симуляции. Но даже поклонники фильма укажут: симуляция в «Матрице» показывает лишь безымянный город и несколько гор, мелькнувших во второй серии. Нео никогда не вылетает в космос. Физика того мира по большей части изменчива — вспомните ложку.

Далее Вацца признаёт: если симулирующая вселенная действует по совершенно иным физическим законам, вопрос становится «полностью вне пределов научной проверяемости даже в теории». Он иллюстрирует это аналогией с Pac-Man: сознательные существа в аркадной игре тысяча девятьсот восьмидесятых годов никогда не смогли бы вывести существование гравитации, третьего измерения или расширяющегося пространства-времени. У них не было бы никакой основы для рассуждений о субстрате, на котором они работают. И мы, соответственно, тоже. Методы Вацца работают только для вселенных, которые уже разделяют нашу физику. А это как раз то допущение, которое его аргумент должен обосновать, а не просто предполагать.

Вацца кратко упоминает вариант симуляции только опыта — тот самый, который имеет значение, — и пытается отмахнуться от него в одном абзаце. Он утверждает, что общий связный опыт между несколькими агентами «быстро перерастёт» в нечто столь же вычислительно требовательное, как его симуляция на уровне планеты. Но это не аргумент. Это утверждение. Он просто объявляет, что эскалация происходит, и идёт дальше. Сама возможность эскалации от «агентам нужен связный общий опыт» до «планковское вычисление требуется везде и всегда» — это именно то, что оспаривается.

Как на самом деле опровергнуть гипотезу симуляции

Вопрос, который материалистический лагерь, похоже, всерьёз не рассматривал: может ли быть симулирован сам опыт — не физика, не планеты, не распространение нейтрино, а просто поток первого лица, опыт как таковой, с достаточной детализацией в точках запроса? Как говорит один из исследователей гипотезы симуляции и физик НАСА Том Кэмпбелл, не нужно рендерить все квантовые и химические реакции внутри всех звёзд в ночном небе. «Точки света дёшевы».

Аргумент Бострома живёт или умирает на философии сознания, а не на астрофизике или квантовой механике. Его опровержение требует вовлечения вопросов о сознании, субъективном опыте и о том, какие вычислительные процессы достаточны для их поддержания. Есть ещё вопрос о внутренней природе — философская позиция, что физические описания мира, сколь бы полными они ни были, оставляют открытым вопрос о том, чем материя является в своей основе. Мы не знаем этого. Всё, что мы знаем, — как материя взаимодействует с материей. Но это не говорит нам ничего о том, что находится под самими взаимодействиями.

Если внутренняя природа физического мира сама по себе является опытной или информационной по своему характеру — а некоторые философы серьёзно аргументировали именно это, — тогда сам субстрат, который физики призывают, чтобы исключить симуляцию, может быть ближе к сознанию, чем к материи. Это не решённый вопрос. И это как раз тот тип вопроса, который гипотеза симуляции заставляет нас задавать.

Работа Вацца не лишена ценности. Она устанавливает подлинные и новые ограничения для неправильно названного «сценария Матрицы». Физика нейтрино даёт важный ориентир для того, насколько глубоко может заходить панкомпьютационалистская интерпретация. Но сценарий, который Вацца выбрал для опровержения, никогда не был тем, о чём на самом деле идёт спор в гипотезе симуляции. Это гипотеза симуляции такой, какой её представляет физик: физически всеобъемлющая, идущая снизу вверх, глобально согласованная вселенная, производимая цивилизацией, действующей по нашим законам. Опровергнуть это — определённое достижение. Но это не та версия, которая реально предложена, и не та, которую утверждают серьёзные исследователи симуляции.

Гипотеза симуляции в её оригинальной формулировке требует симуляции субъективного опыта. Точка. Эта проблема всё ещё широко открыта. А астрофизика, какими бы впечатляющими ни были её инструменты, просто не является подходящим инструментом для неё. Если что и следует исследовать, так это вычислительную стоимость самого опыта. Но прежде чем предполагать, что вычисление того, что мы переживаем, должно быть огромно дорогим, стоит познакомиться с исследованиями вроде работы Маркуса Мейстера и Цзеюй Чжэн «Невыносимая медленность бытия: почему мы живём со скоростью десять битов в секунду?». Какой бы ни оказалась эта стоимость, она почти на много порядков меньше, чем вычисление физической реальности в планковском масштабе во всей вселенной.

Чего хотят исследователи симуляции

Прошло более двадцати лет с момента публикации Бострома. Если бы это была ваша собственная область исследований, представьте, как бы вы устали. Не просто устали, а разочаровались. Каждые несколько лет появляется физик, который вычисляет, что симуляция всей вселенной невозможна, объявляет гипотезу опровергнутой и получает широкую огласку. При этом никто из них не читал оригинальную работу внимательно.

Физики, по-видимому, не заметили, что Бостром специально исключил именно тот вариант, который они опровергают. Он назвал его «очевидно неосуществимым» в первом же абзаце, где обсуждает вычислительные ресурсы. Опровергать то, что автор уже отбросил как нереалистичное, — странный способ вести научную дискуссию.

Честная надежда тех, кто всерьёз занимается гипотезой симуляции, заключается в том, что эта статья поможет положить конец двадцатилетнему искажению активной и живой дискуссии. И их заключительное слово таково: если вы хотите опровергнуть теорию симуляции, вы должны начать с буквы нашей литературы, прежде чем объявлять очередную пустую победу.