Гипотеза о Матрице: теперь все серьезно

Человечество с древних времен стремится проникнуть в тайны мира и загадки Вселенной. Мысль о том, что мы живем в искусственной реальности, уже давно возникает у различных философов.

Еще несколько тысяч лет назад Платон в «мифе о пещере» предположил: то, что мы видим, может быть вовсе не реальным. Французский мыслитель Рене Декарт теоретизировал, что ничто, что мы чувствуем, не верно, кроме нашего сознания (в результате появилась фраза «я мыслю, значит, я существую»), а также выдвинул гипотезу, согласно которой «какой-то злокозненный гений, весьма могущественный и склонный к обману», мог заставить нас думать, что существует физический мир, в то время как на самом деле небо, воздух, земля, свет, очертания и звуки — это «ловушки, расставленные подлецом».

Согласно Иммануилу Канту, хотя некая «вещь в себе», лежащая в основе воспринимаемых нами образов, может существовать, познать ее нам не дано. Американский философ Хилари Патнэм предложил аллегорию «мозгов в контейнере». В 2003 году шведский трансгуманист Ник Бостром, вдохновившись всемирно известной трилогией «Матрица», написал статью «Живем ли мы в компьютерной симуляции?», которая вызвала в научных и не только кругах значительный резонанс.

Впрочем, до 2010 года гипотеза о Матрице, как и любая другая гипотеза о происхождении мироздания, не воспринималась научным сообществом всерьез. Ученые мужи пытались понять, что представляет собой наш мир, и объяснить его законы. Сущности бытия они отводили, как ни парадоксально, второстепенную роль.

Но примерно шесть лет назад мнение образованного человечества кардинально изменилось. Появившиеся соображения относительно устройства Вселенной поставили экзистенциальные вопросы и перед наукой. С тех пор сомнения в существовании реальности больше не воспринимаются как своего рода невинный юмор и болтология.

Но почему столь, казалось бы, фантастическая гипотеза заполучила за короткий промежуток времени множество приверженцев, в числе которых значится, к примеру, небезызвестный Илон Маск? Какими убедительными аргументами вдруг завладели сторонники Матрицы? В конце концов, должны ли мы беспокоиться по этому поводу?

Что ж, обо всем по порядку, и начнем мы — с разбора аргументов.

Физика вычислима

Испокон веков сомнения в реальности Вселенной вызывало у мыслителей прежде всего то, насколько легко взаимодействие вещей укладывается в разного рода уравнения.

Все мы еще со школьной скамьи знаем, что Вселенная отнюдь не хаотична. Она «работает» в соответствии со строгим набором константных правил, которым по мере открытия мы даем имена: например, термодинамика, гравитация, магнетизм и относительность.

Но что удивительно, при этом мы напрочь лишены возможности переписывать «правила игры» под себя. «Законы природы» всегда остаются неизменными: если бы не было Эйнштейна, или если бы его труды не дожили до наших дней, наверняка какой-то другой ученый вывел бы знаменитое уравнение E=MC2, ведь его смысл не менялся с течением времени и не изменится, несмотря ни на новые открытия, ни на технический прогресс.

В сущности, нам «дозволено» только вычислять уже существующие «принципы работы» реальности, чтобы впоследствии, изменяя входные данные, получать нужный результат.

А что именно основывается на строгом наборе правил и всегда дает нужный результат при вводе определенных входных данных? Правильно, самый обычный компьютерный алгоритм! Как полагали и продолжают полагать отдельные философы, причина, по которой физические законы строги и точны, вероятнее всего заключается в том, что они были запрограммированы.

Следовательно, когда ученые делают открытие какого-либо закона, человечеству просто становится известен еще один кусочек математического кода, на котором основана наша реальность.

Вселенная идеальна для зарождения жизни

Этот аргумент во многом созвучен с предыдущим. Сторонники Матрицы отмечают, что многие природные константы подозрительно идеально подходят для человеческого существования.

Если бы физические законы были чуточку другими, Вселенная просто не смогла бы возникнуть (по крайней мере, в нынешнем ее виде). Будь атомарные связи немножко слабее, материя попросту бы распалась. Стань гравитация на капельку сильнее — и звезды начнут коллапсировать за считанные секунды.

Да что космос, само существование жизни как таковой в высшей степени удивительно! Для ее зарождения необходимо, чтобы все было «тютелька в тютельку»: так, наша планета находится на «оптимальном» расстоянии от Солнца, гравитация сильна в меру, а образовавшаяся атмосфера состоит ровно из тех газов, которые нужны нам для дыхания. Если бы Млечный Путь сформировался чуточку иначе, жизнь на Земле, возможно, никогда бы не зародилась.

Тем не менее, для нас все сложилось удивительно благоприятным образом. Вселенная, если можно так выразиться, не слишком теплая и не слишком холодная. Она просто… правильная?

Отталкиваясь от такого рода рассуждений, люди в конце концов задались вопросом: «Почему? Почему земные условия так отлично нам подходят?».

Объяснений этому было придумано великое множество, одно фантастичней другого: от теории мультивселенной и до божественного замысла. Но одна из догадок гласит: Вселенная просто поддельная — это симуляция, запущенная другим существом. В некой лаборатории поистине вселенских масштабов каждый подходящий фактор был намеренно установлен в фиксированное состояние, дабы в искусственной Вселенной могла зародиться жизнь. А затем «бог-программист» запустил имитацию.

В философии эта позиция именуется по-разному: антропный принцип, «теория песочницы», «гипотеза зоопарка». Но суть от названия не меняется: весь наш мир — это просто модель, а мы — герои очень большой игры The Sims.

Впрочем, и этот, и предыдущий аргументы носят исключительно абстрактный характер, будучи производными фразы «Совпадение? Не думаю». Может быть, в распоряжении сторонников гипотезы симуляции имеются и куда более веские доказательства?

Вселенная, вероятно, разбита на сегменты

Возможно, для вас это будет сюрпризом, но человечество уже умеет полноценно симулировать реальность. Правда, из-за высокой степени сложности сегодня ученые в состоянии достоверно смоделировать лишь сильное ядерное взаимодействие — квантовую хромодинамику, — в масштабе фемтометров (миллионных долей нанометра). Этого недостаточно для понимания даже самых маленьких микроорганизмов, не говоря уже о планетах, звездах и галактиках.

Тем не менее, нам известно, что любая компьютерная модель (в т.ч. — модель Вселенной) подразумевает разбиение виртуальной реальности на участки, в пределах которых происходит обсчет, — и затем соединение этих участков вместе. Таким образом получается решетка, которая упорядочивает и структурирует цифровое пространство.

В 2012 году профессор Сайлас Бин из немецкого университета Бонна и его коллеги предположили: если наша Вселенная — симуляция, значит, она должна иметь некие лимиты. В частности, это могут быть ограничения, накладываемые пространственной сеткой, и будь они найдены, у людей появятся неоспоримые доказательства того, что видимый мир — это всего лишь иллюзия.

Ученые приступили к поискам. Для этого они решили смоделировать частичку Вселенной, использовав в качестве структуры материи — пространственно-временного континуума — мелкую «решетку».

В ходе эксперимента ученые установили, что существование вселенской сетки подразумевает жесткое ограничение на количество энергии, которое могут иметь космические частицы.

Удивительно, но компьютерные расчеты сошлись с реальными данными: астрономические наблюдения показывают, что энергия частиц космических лучей, прибывающих к нам от самых далеких галактик, действительно обрывается на определенном уровне, который известен физикам как предел ГЗК!

Впрочем, немецкие ученые честно признаются, что их «красная пилюля» не лишена изъянов. По словам профессора Бина, модель Вселенной можно построить и совершенно иным образом, а не только тем, который они представили. Поэтому в будущем ученые намерены собрать больше доказательств существовании сетки, наблюдая за тем, как космические частицы рассеиваются, когда они «наталкиваются» на эту пока еще чисто теоретическую решетку.

Вселенная «лагает»

В эйнштейновском парадоксе близнецов один из двух братьев-одногодок отправляется в космическое путешествие на ракете почти со скоростью света. Затем, спустя год, он возвращается на Землю и к своему удивлению обнаруживает, что его брат, который все это время оставался на планете, — уже восьмидесятилетний старик. Никто из них не ощущал, что их время идет по-разному, но на момент повторной встречи жизнь одного близнеца подходит к концу, а другому — еще жить да жить.

В объективной реальности этот мысленный эксперимент кажется невозможным. Но ученые не были бы учеными, если бы ограничились лишь абстрактными математическими расчетами.

Изменения времени были объективно изучены в реальном мире. Так, время для частиц в ускорителях действительно замедляется. Более того, в 1970-х исследователи запустили вокруг Земли атомные часы на самолете и воочию увидели, что те стали идти медленнее, чем изначально синхронизированные с ними часы на земле. Но как время, судья всех изменений, само может быть подвержено изменениям?

Одно из объяснений звучит довольно просто. Мы имеем дело с лагом — кошмаром каждого геймера.

Как мы знаем, в видеоиграх каждый цикл обработки является одним «тиком». Следовательно, когда компьютер подвисает, не успевая обрабатывать большие потоки информации, игровое время также немного замедляется.

То же самое происходит и в нашем реальном мире: с ростом скорости или рядом с массивными объектами время начинает «тормозить». Как предполагают ученые, условный «близнец на ракете» мог постареть только на год, потому что все циклы обработки его системы попросту «подвисли».

Вселенная обладает гранулированной структурой

Пространство вокруг нас мы воспринимаем как непрерывистую, цельную структуру. Но фактически оно состоит из множества отдельных ячеек пространства-времени с минимально возможной длиной, известной ученым как длина Планка.

Конечно, вы не можете увидеть эти «гранулы», даже если приложите глаз очень близко к руке. Анализ данных показывает, что зернистость пространства находится на уровне 1048 метров или даже меньше. Чтобы вообразить себе размеры ячейки, представьте точку размером 0,1 мм, находящуюся от вас на расстоянии видимой Вселенной (около 92 миллиона световых лет).

Хотя вселенский минимум никак не влияет на нашу повседневную жизнь, квантовые физики уже столкнулись с проблемой: если попытаться понаблюдать за более мелкими объектами, они просто не будут выглядеть достаточно «четкими».

По словам ученых, эти странные особенности материи могут служить явным признаком того, что мы живем внутри симуляции — подобно тому, как при попытке рассмотреть изображение на экране с очень близкого расстояния оно распадается на отдельные пиксели. Впрочем, это очень грубая аналогия. Ученые мужи добавляют, что зернистость Вселенной может быть следствием более фундаментальных законов, определяющих пределы познаваемой реальности.

В возможном «коде» Вселенной нет ничего сверхъестественного

Если Вселенная является симуляцией, следовательно, «внутри» она должна быть невероятно сложной, верно? Тяжело представить, чтобы столь детальная симуляция основывалась лишь на строках безликих нулей и единиц.

Но, как показывает практика, в действительности создать что-то очень сложное из относительно простого набора правил вполне реально. Game of Life Джона Конвея — тому отличный пример. Эта простенькая поделка, разработанная английским математиком еще в далеком 1970 году, относится к категории так называемых моделирующих игр — игр, которые в той или иной степени имитируют процессы, происходящие в реальной жизни.

«События» Game of Life разворачиваются на клеточном поле, которое традиционно называется «Вселенная». В вашем распоряжении оказывается колония клеток с простейшими жизненными функциями, управляемая парой крайне незамысловатых правил:

• Каждая клетка может находиться в одном из двух состояний: живом или мертвом.
• Все клетки рождаются и погибают синхронно, в один миг – это, условно говоря, поколение.
• в пустой (мертвой) клетке, рядом с которой ровно три живые клетки, зарождается жизнь;
• если у живой клетки есть две или три живые «соседки», то она продолжает жить; в противном случае (если соседей меньше двух или больше трех) клетка умирает («от одиночества» или «от перенаселенности»).

Казалось бы, вся система настолько прозрачна, что не должна таить сюрпризов. Но сюрпризов там хватает – сложность и органичность эволюции точечных форм полностью превосходит все предсказания.

Возникающие в процессе игры ситуации очень похожи на реальные процессы, происходящие при зарождении, развитии и гибели живых существ. Бесхитростные на первый взгляд колонии клеток удивительным образом мутируют в более совершенные организмы, которые по мере развития приобретают способность двигаться, поглощать своих соседей и порождать себе подобных.

Конечно, детищу Конвея далеко до симуляции всей Вселенной. Тем не менее, игрушка наглядно демонстрирует, как из чего-то крайне незамысловатого может возникнуть нечто сложное.

Как сказал диктор в одном из эпизодов телешоу Стивена Хокинга Grand Design, «по всей видимости, игры наподобие Game of Life с несколькими простыми законами способны воспроизводить достаточно сложные вещи, возможно, даже интеллект. Это может потребовать решетки в мириады квадратиков, но в этом не будет ничего удивительного. В наших мозгах – сотни миллиардов клеток».

А некоторые физики заходят еще дальше и проводят параллель между детищем Конвея и взаимодействием вселенских частиц. Как мы знаем, на фундаментальном уровне Вселенная тоже состоит из простых «строительных блоков», которые регулируются между собой относительно небольшим набором правил.

Симуляция как естественный технологический прогресс

На первый взгляд гипотеза о Матрице вступает в серьезное противоречие с нашими ощущениями: мир кажется слишком реалистичным, чтобы быть симуляцией. Тяжесть чашки в руке, аромат налитого в нее кофе, окружающие нас звуки — как можно подделать такое богатство переживаний? Но задумайтесь о прогрессе, достигнутом в области компьютерных технологий за последние несколько десятилетий.

Всего каких-то 40 лет назад у нас был Pong: два прямоугольника и точка. Сегодня мы имеем фотореалистичные 3D-проекты, в которые одновременно играют миллионы геймеров, и с каждым годом технологии становятся все совершеннее: порою разработчики делают виртуальные вселенные практически неотличимыми от мира за окном. Если предположить сохранение подобной скорости прогресса, со временем VR если не заменит, то, по меньшей мере, существенно потеснит наш реальный мир.

Помимо этого, в отдельные программы, имитирующие человеческое поведение, уже встраиваются элементы мышления. Разумеется, пока что они довольно примитивные и основываются на элементарной логике из разряда «если…то…». Но кто может поручиться, что когда-нибудь мы не станем свидетелями создания виртуальных существ, наделенных полноценным сознанием? Успехи в понимании принципов работы человеческого мозга, а также обширные вычислительные ресурсы, которые сулит развитие квантовой компьютерной техники, неуклонно приближают этот момент.

Таким образом, можно предположить, что с дальнейшим развитием технологий человечество в конечном счете запустит совершенную симуляцию, населяющие которую разумные существа-агенты (сами люди или же ИИ) будут воспринимать ее как абсолютно реальный мир.

По мнению вышеупомянутого философа Ника Бострома (а также небезызвестного Илона Маска), такой сценарий практически неизбежен. Чтобы этого не произошло, мы должны либо закончить существование как вид (в лучшем случае, вернуться обратно в каменный век), либо потерять интерес к компьютерным технологиям в целом. Однако и то, и другое, по словам американского физика Джорджа Смута, очень маловероятно. Бесспорно, человечество упорно создает себе проблемы — достаточно упомянуть глобальное потепление, растущие запасы ядерного оружия и угрозу массового вымирания видов. Но эти проблемы необязательно приведут к уничтожению всей цивилизации.

А теперь, с учетом этого, задумайтесь: если такое развитие технологий является неизбежным, то так ли уж невозможно, что некая разумная цивилизация где-то во Вселенной уже достигла этой стадии раньше? А раз так, было бы логично предположить, что мы как раз и живем внутри имитации, а не в реальном мире, ведь вероятность этого статистически выше: если мы сами когда-либо достигнем такой ступени развития технологий, то, очевидно, не ограничимся одной искусственной Вселенной. Ученые будут одновременно проводить огромное количество симуляций, число которых значительно превзойдет наш единственный реальный мир. А потому, по мнению Илона Маска, вероятность того, что мы не живем в виртуальной реальности, — лишь «одна многомиллиардная».

«Для нас будет даже лучше, если окажется, что то, что мы принимаем за реальность, — является симулятором, который был создан другой расой или людьми будущего», — отмечает Маск.

Создание симуляции — не прихоть, а научная необходимость

«Хорошо, — возможно, заметите вы, — допустим, некий интеллект действительно написал код нашей Вселенной. Но зачем? Какой от симуляции человечества «профит»?».

Как ни странно, дать ответ на этот вопрос достаточно просто. Так же, как сейчас геймеры обожают играть за самих себя в The Sims, люди будущего, имеющие возможность создавать комплексные имитации, вероятно, запустят симуляцию Вселенной и человечества в частности чисто ради развлечения.

Но одними видеоиграми потенциальная область применения симуляций, конечно, не ограничивается. Так, уже сегодня в исследовательских целях ученые имитируют различные ситуации взаимодействия на самых разных уровнях — от субатомных частиц до человеческих сообществ, галактик и даже вселенных.

Скажем, компьютерные модели сложного поведения животных помогают биологам понять, как формируются стаи и рои. Благодаря симуляциям астрономы изучают принципы образования планет, звезд и галактик. Социологи и психологи имитируют человеческие сообщества с использованием относительно простых агентов, делающих выбор на основании определенных правил, — такие программы моделируют сотрудничество между людьми, развитие городов, функционирование дорожного движения и государственной экономики, а также многие другие социальные процессы. Это еще не предсказание будущего (на данный момент симуляции не учитывают все возможные факторы и потому довольно условны). Но с каждым годом мы становимся к нему все ближе.

Кроме того, в будущем, возможно, ученые будут использовать симуляцию развития человечества также в качестве цифровой разновидности археологии, более-менее достоверно воссоздавая события прошлого.

Квантовая реальность

А теперь забудьте все, что знаете про компьютерные технологии, разумный замысел, ученых и видеоигры. Согласно второй версии гипотезы о Матрице, даже если Вселенная является симуляцией, ей вовсе необязательно быть запрограммированной каким-то умным существом. Возможно, наш физический мир в действительности представляет собой иллюзию, порожденную квантовой «вселенной».

С момента открытия квантовой механики в 20 веке, наша объективная реальность, которую мы видим и чувствуем, существование которой кажется нам само собой разумеющимся, начала сбивать с толку ученых серьезно противоречащими друг другу фактами из мира физики. Причем эти парадоксы остаются неразрешенными до сих пор, и многообещающие теории струн и суперсимметрии никуда этот воз пока не привезли.

Но что такое квантовый мир? Квантовый мир —  это не «матрица», в которой другой мир, создавший наш, будет физическим. Это не человеческая фантазия, поскольку эта виртуальность была задолго до того, как появился человек. И это не фантомный другой мир, который влияет на наш. Квантовый мир — это и есть настоящая реальность, которая, как предполагают ученые, породила фантом в виде нашего физического мира.

С точки зрения нашей реальности, квантовый мир нелогичен. Его законы кажутся нам странными и контринтуитивными, так как они нарушают здравый смысл, самые основания нашего представления о мироздании. Так, многие физические принципы в случае квантовой механики попросту перестают работать, и все наши попытки объединить их не увенчались успехом.

Более того, в физическом мире квантового мира просто не может быть. Однако ученые говорят, что считать, что квантовые состояния не существуют, — это как «не обращать внимания на вон того человека за занавеской».

Но и в квантовом мире наша физическая реальность невозможна  — если только это не виртуальная реальность. Таким образом, ученые предполагают, что загадочные квантовые процессы на самом деле являются причиной существования нашего физического мира и определяют его свойства.

Так что, возможно, вы есть не только ваш мозг, запертый в черепушке, но также иллюзия, порожденная квантовыми законами.

Критика гипотезы о симуляции

Критика — неотъемлемая часть любого человеческого знания, претендующего на объективность, поэтому обойти ее стороной в рамках данной статьи было бы алогично и попросту ненаучно.

Как уже было сказано в начале статьи, в интересе к тому, что в действительности может стоять за миром, доступным нам в ощущениях, нет ничего нового.

Мыслители задаются подобными вопросами на протяжении многих веков, но каждый выдвинутый ими вариант решения проблемы нашего существования не лишен значимых изъянов. Концепция «мира как симуляции» просто преподносит эту старую философскую загвоздку в современной высокотехнологичной обертке, и, увы, она также таит в себе существенный недостаток.

Как полагают критики, подобная интерпретация физических законов — лишь самый свежий пример того, как человечество испокон веков интерпретировало окружающий мир, исходя из последних достижений технологического прогресса. Так, в эпоху классической механики Ньютона Вселенная представлялась часовым механизмом. А позднее, на заре компьютерной эры, ДНК рассматривали в качестве своего рода хранилища цифрового кода с функцией хранения и считывания информации.

Так что гипотеза о Матрице имеет все шансы оказаться ничем иным, как попыткой описать Вселенную в терминах достижений человечества XXI века: «Мы ведь разрабатываем VR. Держу пари, что сверхразумные существа тоже бы этим занимались, только их виртуальность была бы гораздо круче!».

Вероятно, неслучайно многие поборники идеи «всеобъемлющей симуляции» признаются, что в юности запоем читали научную фантастику. Не исключено, что выбор чтения предопределил их взрослый интерес к проблематике внеземного разума и теперь побуждает их к тому, чтобы облекать свои размышления в привычные жанру формы.

Так сказать, они словно рассматривают космос через иллюминатор звездолета «Энтерпрайз» из американского телесериала Star Trek.

Должно ли нас волновать то, что наш мир может оказаться иллюзией?

Если вкратце — нет. Ученые отмечают, что для нас возможное существование Матрицы принципиально ничего не меняет в подходе к восприятию мира. Действительность, какой бы она ни была, для нас в любом случае не изменится. Да и все мы знаем в глубине души: единственное определение реальности, которое стоит нашего внимания, — это наши непосредственные ощущения и переживания, а не тот гипотетический мир, что спрятан «за кулисами».

К слову, еще в начале XVIII века английский философ Джордж Беркли утверждал, что мир является иллюзией, на что его критик, писатель Сэмюэль Джонсон, воскликнул: «Вот мое опровержение!» — и пнул ногой камень. Опроверг ли Джонсон этим Беркли? Нет. Но его ответ на подобные утверждения, видимо, был самым правильным из возможных.

***

Подведем итоги. Итак, доказывают ли вышенаписанные аргументы то, что наша Вселенная является симуляцией? Очевидно, нет. Значит, мы не живем в Матрице? Тоже нет, и на этом месте вы наверняка почувствовали разочарование. Мол, как же так: читал-читал, а ответа на главный вопрос «Живем ли мы в Матрице?» так и не получил. Однако, это было ожидаемо, и вот почему.

Для науки гипотеза о симуляции — лишь одна из многих версий бытия. Таких версий у мыслителей сейчас с три короба, и если они и конкурируют между собой, то только в умах их сторонников и противников. То есть, по сути, это пока ещё не знание, а догадки, не претендующие на объективность. Как это часто случалось в истории, реальность может преподнести сюрприз и оказаться совершенно другой. Но тогда зачем нам об этом знать?

Общеизвестно, что достоверные знания, которые подтверждены экспериментально, дают людям качественный прогресс, продвигая нашу цивилизацию вперед в технологическом и интеллектуальном планах, благодаря чему мы шаг за шагом движемся вперед на пути познания Вселенной.

Да, сама по себе гипотеза о симуляции ничего нам не дает, так как это — всего лишь догадка. Но в то же время она служит человечеству своеобразным маяком, который направляет ученых по неизведанным тропам. Как и многие другие парадоксы философии, гипотеза о Матрице заставляет нас критически взглянуть на некоторые укоренившиеся представления, вычленить что-то новое, важное, но все еще не исследованное, и наконец проверить это на практике. И уже результаты проведенных экспериментов, — вне зависимости от того, опровергнут ли они искомую гипотезу или подтвердят, — дадут толчок к еще более широкому пониманию мироздания, а также — к новым технологиям, которые непременно появятся в качестве побочного продукта на пути достижения этого знания.

Так, если гипотеза о Матрице в конечном счете будет опровергнута, то ее опровержение наверняка приведет к открытию новых законов и принципов Вселенной, на основании которых мы сможем создавать новые энергии, космические корабли, машины, роботов для освоения других планет. А затем человечество покинет Солнечную систему, начнет перемещаться между галактиками, откроет еще более масштабные звездные скопления и, возможно, наконец найдет жизнь за пределами Земли.

В противном случае, человечество убедится в том, что изучать космос бессмысленно, потому что мы находимся в виртуальном мире. Но тогда люди просто переключатся на другой вид деятельности: ученые примутся за поиски способа выбраться из виртуальной реальности или заглянуть за ее пределы.

В любом случае, на месте наша цивилизация точно не остановится. Потому что мы, люди, — самая настоящая квинтэссенция любопытства.