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本文作者:Sheldon

【《宇宙之书》中文版,译者:李剑龙(Sheldon),详情点击豆瓣页面

约翰?D. 巴罗(John D. Barrow),生于1952年,是英国剑桥大学应用数学与理论物理学系教授,也是一位高产的科普作家。本文选自巴罗的新作《宇宙之书》。在这本书中,巴罗带我们领略了一座妙趣横生的宇宙陈列馆,其中藏有各式各样匪夷所思的宇宙,它们都是人类智慧的结晶。

模拟宇宙

宇宙的原始含义是“一切”。但巴罗解说道,宇宙不仅包括可以存在的一切,还包括可能存在的、但还未发现的一切,甚至还要包括不可能存在的一切。除了我们的宇宙,别的宇宙也许并不仅仅限于一种可能性,它们也许能够像我们所谓的通常事物那样存在,就像此时此地的你和我一样。

在其他条件相同的情况下,如果你是生活在一个虚拟世界,那么你会更不在意别人,更愿意活在当下,会让你的世界看起来更容易变得富有,并希望试图更多地参与重要事情,会让自己更富有娱乐精神,更值得称道,以及让名人乐于围着你团团转。

——罗宾·汉森(美国经济学家)[1]

一旦你认真对待所有(或几乎所有)可能的宇宙都可以(或确实)存在的想法,那么一种滑坡谬误(slippery slope)[2]就会出现在你的面前。我们已经看到,一个文明的科技水平只要比我们发达一点点,就有能力进行一场宇宙模拟实验,其中可以产生多种能够相互交流的智慧生物。[3]这个文明会拥有强大的计算机,其计算能力要比我们的计算机高一个巨大的量级。他们不但像我们这样,能够模拟天气变化或星系的形成,还能进一步看到恒星和行星系统的形成,于是通过对虚拟世界的研究,他们的行星地质学和地形学也得到了发展。接着,将生物化学的法则和天文学的模拟结合起来以后,他们就能看到生命和意识的演化过程(根据他们的需要,这些过程都可以被任意地加速)。正如我们能观察果蝇的生命周期,他们也能跟踪生命的演化进程,观察文明如何发展,如何相互交流。他们甚至可以围观虚拟生物之间的争论:天上是否存在一个“大程序员”,他不但创造了宇宙,还可以随意挑战他们已经习惯遵从的自然法则。

一旦有谁掌握了模拟宇宙的能力,虚拟的宇宙就会如雨后春笋般冒出来,很快就会超过真实宇宙的数量。而且尼克·博斯特罗姆断言[4],如果随机选出一个智慧生物作为考察对象,那它更可能生活在虚拟现实之中,而不是真正的现实之中。[5]

这个惊人的结论引发了更多讨论,如果我们极有可能生活在虚拟现实之中,自己只不过是其中的虚拟生物,那么我们该怎么办才好呢?正如在本节开头的引语中所说的,罗宾·汉森认为,你应该做的就是努力创造机会延长自己在这场模拟中的存活时间,或者寻求将来再被模拟一次,尽管这个忠告听起来像是很多人都信奉的个人奋斗策略,而不论他们认为自己生活在哪种类型的宇宙中。对此,保罗·戴维斯回应道,我们极有可能生活在虚拟现实之中,这以反证法证明了涵盖所有可能性的多重宇宙的存在——但这无疑会让我们从宇宙中获取可靠知识的愿望日渐渺茫。[6]

有些人认为宇宙是由一个“大设计师”专门为生命的存在而设计的。为了反对这种论调,一些宇宙学家明确地提到了我们所介绍过的多重宇宙学说以及暴胀宇宙理论。[7]无论生命所需的条件多么苛刻,如果在无限的空间中存在一切可能性,多重宇宙中就必然会存在一个宜居的宇宙。但在讨论中常常会被忽略的一个关键问题是,在所有的可能性中,宜居地带所占的可能性究竟有多大?没人知道答案。因此,那些人认为,多重宇宙只不过是一种逃避微调问题的简便方法。

干涉进程

对于多重宇宙理论的这两种观点都希望能够避免走向形而上学。但可惜多重宇宙的事情没有这么简单。我们已经看到,一旦有意识的观测者能够随意干涉宇宙的进程,而不再是被动的“观测者”,那么结果就会是再次出现数不尽的神,他们以模拟者的面貌出现,掌管着手中虚拟现实的生杀大权。模拟者能确定虚拟世界所受的各种规律,同时也能对之做出修改。他们能设计出一种人择原理的微调方案。他们可以随时拔掉插头,也可以参与到模拟之中或者置身事外。他们可以冷眼旁观,看着虚拟生物在讨论是否存在一个掌控全局的神。他们也可以制造奇迹,或者将他们的道德准则引入到虚拟现实之中。他们永远不用担心自己会造成什么伤害,因为他们的玩具现实不是真的,不是吗?他们甚至可以观察到虚拟现实里的文明发展出了极高的科技水平,于是在虚拟现实中再模拟出一层虚拟现实出来。

面对这种错综复杂的情况,我们有可能将虚拟的现实与真正的现实区分开来吗?如果我们只不过是在虚拟现实当中进行科学观察,我们又能预期观察到什么呢?

首先,模拟者会避免在虚拟世界中运用整套自洽的自然法则,因为这会比较复杂,而且他们大可只需拼凑出接近“真实”的效果。当迪斯尼的动画片要表现湖面的反光时,他们不会利用量子电动力学和量子光学的定律去计算光的散射,因为这得动用超强的计算能力。相反,用一些合理的经验法则就能模拟光的散射过程。这比真实的散射过程简单许多,但却能营造出真实的感觉——只要人们不要离得太近就行了。如果模拟者只不过想玩玩而已,选择这样经济实用的方案来模拟现实就很有必要。但如果模拟程序之中真的包含这样的不足之处,就可能偶尔会出现穿帮镜头,也就是业余剧团表演话剧时常见的“吱吱作响的布景问题”(creaking scenery problem),而且也许这种穿帮镜头在虚拟世界内部也能看到。

即使模拟者一丝不苟地模拟了自然法则,他们也无法超出自己的能力范围。虽然他们对自然法则的认识十分深刻,这种认识也不可能是完备的(一些科学哲学的研究者会论证说,事实绝对会是如此)。他们也许知道很多模拟宇宙所需的编程知识,但对于自然法则的了解总会存在一些空白,或更糟地,存在错误之处。这些漏洞应该是难以捉摸、不易发现的,不然我们假想的“发达”文明就配不上“发达”二字了。

补丁和纠错

这些缺点不会妨碍模拟实验开机并长时间地流畅运行,但慢慢地会有一些缺陷逐渐显现出来。最终,这些缺陷产生的效应如同一场雪崩,导致虚拟现实“死机了”。唯一的解决方案就是让程序员每发现一个缺陷,就立刻打上一个补丁。家里有电脑的人早已对这种解决方案习以为常了。我们会定期收到系统的更新提示,以便修复程序设计者原先没有预料到的漏洞,或者防止新型电脑病毒入侵。模拟开始以后,模拟者也会采取这样的临时防护措施,更新自然法则的版本,并向其中添加一些他们新学会的东西。

在这种情况下,逻辑矛盾在所难免,模拟的法则时不时地就会被破坏一次。虚拟世界中的居民(尤其是虚拟科学家们)偶尔会被他们得到的实验结果搞糊涂。而虚拟天文学家们则可能,打个比方说,从观测中发现他们所谓的自然常数正在缓慢地变化着。[8]

统治虚拟世界的法则甚至也可能突然失灵,这很可能是因为模拟者在应用一种在模拟其他复杂系统时已经证明行之有效的手段,即使用纠错代码,让事情都回到正轨。

以我们的遗传代码为例,如果任由这些代码运行,人类就延续不了多长时间。误差日积月累,必然会产生致命的危害。幸好存在一种纠错机制,能够识别和修正遗传代码中的错误,使我们免受退化的威胁。许多复杂的计算机系统中都有这种内置的“拼写检查”功能,以防止错误的积累。这种纠错码是由贝尔实验室的理查德·海明(Richard Hamming)在1950年最早提出的。

如果模拟者利用了纠错码防止整个模拟(以及更小尺寸上的我们的遗传代码)出错,那么虚拟世界的运行状态和法则就会时不时地被修正一下。这样,神秘的改变就会突然发生,违背了虚拟科学家通常观测和预测的自然法则。

我们还可以预期,虚拟现实的各处都具有最高程度的计算复杂度。虚拟生物的计算复杂度应该与最复杂的无生命系统(如天气系统)的相当,借用史蒂芬·沃尔夫拉姆的说法(虽然他是基于完全不同的原因而提出的)就是“计算等价原理”。[⑨]

关于从内部区分虚拟和现实的问题,一个最普遍的担心就是,模拟者能够隐隐预感到不妙,因而会预先调整模拟的过程,防止故障的发生。这套新的虚拟现实可能又会与真正现实产生新的不一致,但他们又可以通过再次预判而防止故障的发生。

问题在于,把其推至极致时,这种先见之明是否可能。这个问题很像卡尔·波普尔所考虑的计算机的自指能力极限(self-referential limits)。[10]最近,唐纳德·麦凯又在另一种背景下利用了同样的论证。麦凯借此否认存在这样的逻辑可能性,即如果事先将一个人的命运告诉他,他未来的行为仍然是可预测的。[11]

只有不把预测结果告诉你时,关于你未来一切活动的预测才可能是正确的。一旦我的预测结果被你得知,你就有可能改变未来的计划。[12]因此,关于你未来的活动,不可能作出没有条件限制的预测。世俗事物中也会出现这样的例子,例如预测选举的结果,对选举结果的公开预测不可能不考虑预测本身对选民的影响。[13]这种类型的不确定性在原则上是不可约的(irreducible)。但如果不公开预测结果的话,其正确率可以达到100%。

这一切都说明,如果我们生活在虚拟现实中,我们就会偶尔遇到自然法则的突然失灵,会发现自然法则和自然常数随着时间的推移而发生了微小的变动。[14]这也让我们第一次意识到,对我们理解真正的现实来说,自然的缺陷就同自然法则一样重要。

休谟的多神论

这些略有跑题的讨论已经进入了通常由科幻作家占据的地盘,但我只是想指出,如果我们认真对待存在无数个可能的世界(它们穷尽了所有的可能性)的想法,那么也许会得出许多异乎寻常的推论。我们可以设想,在将来,现有某些科学和技术的进步可以让我们的后人对这些推论进行检验。我们甚至不用发明新的科学,技术进步本身就可以把这搞定。[15]我们所见宇宙的本质及其可能的虚幻性让我们触目惊心,甚至令人忧心忡忡,这不禁让我们想起了英国哲学家大卫·休谟(1711~1776)在18世纪末时所说的话。

休谟在《自然宗教对话录》中驳斥了许多在当时非常流行的关于上帝存在性的论证,将矛头直指这些论证当中对于神创论完美本质以及神的唯一性等假设。[16]这里摘录了休谟关于“多重世界”及其可能存在的缺陷所作出的讨论[17]:

你必须承认,从我们狭小的观点,我们是不可能说出,这个宇宙体系比起其他可能的、甚至真实的宇宙体系来,是否包含有任何巨大的错失,或值得承当任何巨大的赞美……假如我们考查一只船,对于那个制造如此复杂、有用、而美观的船的木匠的智巧,必然会有何等赞叹的意思?而当我们发现他原来只是一个愚笨的工匠,只是模仿其他工匠,照抄一种技术,而这种技术在长时期之内,经过许多的试验、错误、纠正、研究和争辩,逐渐才被改进的,我们必然又会何等惊异?在这个世界构成之前,可能有许多的世界在永恒之中经过了缀补和修改;耗费了许多劳力;做过了许多没有结果的试验;而在无限的年代里,世界构成的技术缓慢而不断地在进步……

就他所知道的,这个世界,比起一个高的标准来,是非常错失,非常不完全的;这个世界只是某个幼稚的神的初次的尝试作品,后来他抛弃了它,并对于他的恶劣的工作感到羞愧;它只是某个不独立的,低级的神的作品;对于较高级的神,它是嘲笑的对象;它是某个老迈的神的衰朽期的作品;自从他死了之后,它就依靠着它从神取得的起始的冲动和动力,往前乱撞乱碰。[18]

休谟设想了一幅多神论的情境,这些神的资质良莠不齐,创造出来的宇宙质量高下不等,就像徒弟试图模仿师傅的作品。但如果我们将“幼稚的神”和“老迈的神”代之以各种模拟者的话,那么他所预想的就是一个遍布虚拟宇宙的世界,其中有好的、前景光明的,也有次的、难逃厄运的。

另一种伦理学

如果所有可能的世界都存在,而我们活在一个自然法则与众不同的虚拟世界中,这和只有一个真实的世界有什么区别吗?实际上,这应该有什么区别吗?[19]如果你是一个想要研究世界运转规律的(虚拟)科学家,那么这会让你感觉相当失落,毕竟任何事情都可能无缘无故地发生。所以毫不意外,在科学世界观里,虚拟现实并不受欢迎,因为它们的存在会动摇科学世界观的根基。哲学家们倒是更能严肃地考虑这样的问题,有些甚至会以此为背景讨论伦理学问题。他们提出的一些问题发人深省。

罗宾·汉森指出,如果存在虚拟现实,那它就会以一种独特的方式影响你的行为。[20]虚拟的经历,无论看起来多么真实,都比真实的经历更可能遭遇无法预料的戛然而止。这让汉森推断出,“在其他条件相同的情况下,你会更不在意别人,更愿意活在当下”。我们很熟悉电影和舞台剧中这样的场景,明星的周围簇拥着大批优秀演员,他们和明星之间有互动;再往远处,就是临时演员和打零工的低薪演员,他们以低成本充当着背景。同理,在虚拟现实之中,离你很远的人物可能不过是一些虚假角色,你不必太在意他们。汉森指出,如果你处于他人的模拟之中,那么最重要的是,你要让自己更富有娱乐精神!要出名!要变成重要角色!这会增加你在虚拟现实中的存活几率以及将来别人再次把你模拟出来的机会。而如果你没能拥有这些特质,就会像肥皂剧中的角色一样,被编剧发往符拉迪沃斯托克度长假,然后再也不会回来了。

如果我们看看新闻里那些人的行为举止,再想想汉森的话,也许就很容易得出,我们一定生活在模拟之中。然而,以上这些都不太有说服力。你应该如何举动完全依赖于模拟者的道德立场。如果他们喜欢娱乐,你就会变得富有娱乐精神。而如果他们追求一种崇高的目的,那么通过为正义事业牺牲殉道,你就非常有可能被再次模拟出来。虽然我们并不认为这些结论应该成为你生活中的行为规范,但它们确实凸显了道德哲学及其实践的核心问题。如果虚拟现实很常见,而我们又处于其中之一,而且它又是我们熟知的那种模拟的话,麻烦就大了。但是凭什么虚拟现实就得是我们熟知的那种模拟呢?如果我们总是用“模拟”这个词来描述上帝创造一次性宇宙的行为结果,那么我们就生活在一场非常类似的模拟之中,尽管模拟者属于另一种类型。

也有些人认为,从我们可能生活在虚拟现实中的想法得出的这些异乎寻常的推论,反而成为了否定其他世界存在的强有力论据。如果绝大多数世界是虚拟的,那么这些世界之中就会存在虚假的物理定律,而我们就会犯下另一种滑坡谬误:因为不存在任何可靠的知识,所以我们什么都不知道。这是与唯我论[21]恰好相对的一种论调,也会导致类似的、使思想瘫痪的后果。如果可能性有无限多种且都是存在的,那么现实无疑远远超出了我们的承受能力。

注释

[1] R. Hanson, ‘How to Live in a Simulation’, Journal of Evolution and Technology 7 (2001), http://www.transhumanist.com.

[2] 武断地将某个可能性引申成为必然性,然后串联这些不合理的因果关系,推断出一件毫无关联的结果,这就是滑坡谬误。——译者注

[3] J. D. Barrow, Pi in the Sky: Counting, Thinking and Being, Oxford University Press, Oxford (1992), chapter 6.

[4] N. Bostrom, ‘Are You Living in a Computer Simulation?’, http://www.simulation-argument.com.

[5] 但是这又回到了我们在本章前面强调过的尴尬的概率测度问题。博斯特罗姆的论述包含了一个隐含假设,即无论什么类型的世界,真实的也好,虚拟的也好,出现的概率都大致相等,至少差别不会太大。但实际上不是这么回事。

[6] P. C. W. Davies, ‘A Brief History of the Multiverse’, The New York Times, 12 April 2003.

[7] L. Susskind, The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Cosmic Design, Little Brown, New York (2005); A. Vilenkin, Many Worlds in One: The Search for Other Universes, Hill and Wang, New York (2006).

[8] J. K. Webb, M. Murphy, V. Flambaum, V. Dzuba, J. D. Barrow, C. Churchill, J. Prochaska and A. Wolfe, ‘Further Evidence for Cosmological Evolution of the Fine Structure Constant’, Phys. Rev. Lett. 87, 091301 (2001).

[9] S. Wolfram, A New Kind of Science, Wolfram Inc., Champaign, Ill. (2002).

[10] K. Popper, Brit. J. Phil. Sci. 1, 117 and 173 (1950).

[11] D. MacKay, The Clockwork Image, IVP, London (1974), p.110.

[12] J. D. Barrow, Impossibility, Oxford University Press, Oxford (1998), chapter 8.

[13] 不过,赫伯特·西蒙有一篇著名的高引用率的文章提出了相反的观点,但其论证是错误的,参见:Herbert Simon, ‘Bandwagon and Underdog Effects in Election Predictions’, Public Opinion Quarterly 18, Fall, 245 (1954); reprinted in S. Brams, Paradoxes in Politics, Free Press, New York (1976), pp. 70–77. 文中的错误在于,作者不恰当地在离散变量,而不是连续变量中应用了布劳威尔不动点定理,更详细的说明参见:K. Aubert, ‘Spurious Mathematical Modelling’, The Mathematical Intelligencer 6, 59 (1984).

[14] J. D. Barrow, The Constants of Nature: From Alpha to Omega, Jonathan Cape, London (2002).

[15] 1965年,英特尔公司的创始人之一戈登·摩尔发现,每过两年,每平方英寸集成电路上的晶体管都会进一步微型化,数量翻倍而成本减半。这个论断在一定精度下可以预测技术的发展趋势。其他文明的技术微型化趋势也可能存在某种类似的规律。摩尔定律对计算机产业的发展非常重要,因为软件公司和硬件公司可以根据这个规律调整自身的发展战略,以跟上技术发展的脚步。

[16] 关于这些宗教论证以及休谟的回应(及其对康德的影响)的深入讨论参见:Barrow and Tipler, The Anthropic Cosmological Principle, chapter 2.

[17] 摘自陈修斋、曹棉之的译文([英]休谟,《自然宗教对话录》,北京:商务印书馆,1962年,页39,页41)。——译者注

[18] David Hume, Dialogues Concerning Natural Religion (1779), in Thomas Hill Green and Thomas Hodge Grose (eds.), David Hume: The Philosophical Works, vol. 2, London, 1886, pp. 412–416.

[19] 这些问题与瑞·库兹韦尔(Ray Kurzweil)在《灵魂机器的时代》一书[The Age of Spiritual Machines, Viking, New York (1999)]中讨论的主题密切相关。库兹韦尔思考了虚拟现实和人工智能的产物拥有心灵和审美能力的可能性。

[20] Hanson, ‘How to Live in a Simulation’.

[21] 唯我论是指,除了我和我的思想之外,其他一切事物都不可信。——译者注

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本文已发表于南方周末,小标题为编辑所加。

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