List do sima (Czy żyjemy w symulacji?)

Witaj emanacjo samoświadomej istoty. Rozgość się w naszej symulacji. Usiądź wygodnie w miękkim, wirtualnym fotelu. Weź łyk aromatycznej, iluzorycznej kawy, lub głęboki wdech świeżego, wyimaginowanego powietrza i poczytaj. Postaram się, aby było ciekawie i lekko, choć ułomnej sztucznej inteligencji może się to nie udać. Obiecuję szczyptę herezji i odrobinę naukowego bełkotu, przefiltrowanego mym prostym, chłopskim rozumem. Czy wygodnie ci w twym awatarze? Nic nie uwiera? No to zaczynajmy.

Słucham? Jaki awatar? Jesteś człowiekiem z krwi i kości... I może jeszcze żyjesz w realnym świecie? Ha! A możesz to udowodnić?

Filozoficzne wolty

Pytanie o dowód było z mojej strony nieuczciwe. Już starożytni filozofowie stwierdzili, że takiego dowodu przeprowadzić nie można. Nie dysponujemy narzędziami poznawczymi do tego, aby wykluczyć, iż żyjemy w iluzji. Iluzji wykreowanej przez potężnego i złego demona. Śmiejesz się? Nie wierzysz w demony. Tak czy inaczej, chwała dawnym mędrcom, że podjęli temat.

Bliżej naszych czasów filozofował niejaki Hilary Patnam. Nie, to nie ten od zgubionych okularów. Ten był od słoików. A co było w słoikach? Ludzkie mózgi! Oczywiście pan Patnam nie biegał za niewinnymi współobywatelami z siekierą i nie rozłupywał im czaszek w poszukiwaniu eksponatów do makabrycznej kolekcji. Ten miły pan zaproponował jedynie eksperyment myślowy. A więc wyobraźmy sobie szalonego naukowca trzymającego w słojach żywe ludzkie mózgi i stymulującego je impulsami elektrycznymi, naśladującymi te pochodzące od naszych zmysłów. Czy świadomość uwięziona w takim mózgu byłaby w stanie odróżnić fałszywe sygnały od tych wysyłanych przez oczy, czy uszy? Czy przy perfekcyjnej stymulacji osobnik ów mógłby odkryć, w jakim położeniu znajduje się w rzeczywistości? Pewnie nie, choć to nadal tylko umysłowa gimnastyka. Na szczęście nikt tego nie sprawdzał empirycznie. Chyba...

Im bliżej współczesności, tym robi się poważniej. Nie potrzebujemy już złych demonów i szalonych naukowców. Wystarczy porządny komputer. Każdy może teraz założyć hełm wirtualnej rzeczywistości i przenieść się na chwilę do symulowanego świata. Sprawdzić, jak łatwo jest oszukać nasze zmysły. Oczywiście fakt, że nie jesteśmy w stanie dowieść realności naszego świata, nie oznacza, że ten świat realnym nie jest. Może więc udałoby się w drugą stronę – znaleźć dowody na to, że jest symulacją? Proszę, nie przewracaj oczami. Tak wiem, chyba każdy oglądał Matrixa, ale to wcale by nie był pierwszy raz, gdy twórczość fantastów okazałaby się prorocza.

Zagadki i probabilistyka

Zacznijmy od pytań Nicka Bostroma, też filozofa, ale już współczesnego.

1.     Czy cywilizacje mogą tworzyć symulacje?

Nasza je tworzy, więc chyba tak. Oczywiście nasze są jeszcze bardzo prymitywne, ale to kwestia możliwości sprzętowych. Technika komputerowa rozwija się w zastraszającym tempie. Laboratoria pracują nad optoelektroniką i komputerami kwantowymi, co skłania do wniosku, że pod tym względem nadal jesteśmy raczej na początku drogi. Co przyniosą następne lata, dziesięciolecia, stulecia?

2.     Czy nawet jeśli mogą, to je tworzą?

Skoro sami je tworzymy, to pewnie tak. Można sobie co prawda wyobrazić, że kiedyś przy odpowiednim skomplikowaniu symulacji powstaną w nich samoświadome sztuczne inteligencje, a my poczujemy się z tym nieswojo, nieetycznie, niemoralnie. Tylko czy nawet przy ogólnym zakazie tworzenia takich symulacji nie znajdą się tacy, którzy by ten zakaz złamali? Dla nauki, dla wojska, dla władzy, czy dla zabawy.

3.     Czy w punkcie pierwszym i drugim odpowiedzieliśmy twierdząco?

Jeśli tak, to pan Bostrom sugeruje, że z dużym prawdopodobieństwem żyjemy w symulacji. Dlaczego? Tu już filozofom z pomocą przychodzi matematyka, a dokładniej rachunek prawdopodobieństwa. Jeśli bowiem rozwinięte cywilizacje mogą i tworzą symulacje, a ze względu na ogrom wszechświata takich cywilizacji może być wiele, to tworzonych przez nie symulacji jest jeszcze więcej. Jest więc dużo bardziej prawdopodobne, że żyjemy w jednym z wirtualnych światów niż to, że należymy do jednej z mniej licznych, realnych cywilizacji.

Zostawmy już filozofów, bo zrobiło się nieco nudnawo. Podręczmy więc trochę pasterzy i owieczki.

Religia z analogią

Każdy wzorowy Polak katolik zna konstrukcję nazywaną Trójcą Świętą. Nie jest łatwo ogarnąć, jak to funkcjonuje, ale wpojono nam informację o tym bycie w młodości, zanim zaczęliśmy zadawać mądrzejsze pytania. Zresztą wiem, jesteśmy zbyt ułomni, aby to objąć rozumem. Świetna wymówka. Gdyby przyświecała całemu naszemu gatunkowi od zarania dziejów, pewnie nadal łupalibyśmy kamienie i jedli surowe mięso. Jak to jest? Niby jest ich trzech, a jednak tylko jeden. Może skoro nauczyliśmy się tworzyć własne światy, ułomne, prymitywne, ale jednak to łatwiej będzie nam to zrozumieć przez analogię?

Mamy Boga Ojca, czyli tego, który stworzył świat i wszystko, co w nim znajdziemy. U nas byłby to programista, zdolny gość, który sam wszystko ogarnął, zaprojektował, zaprogramował, wyrenderował i może nadal wprowadzać wszelkie zmiany. Wobec symulacji jest wszechmogący. Mamy też Ducha Świętego, czyli niematerialny byt, który jednak jest wszędzie obecny, wszystko widzi, wszystko wie. To taki admin, który z zewnątrz kontroluje system i nic nie stoi na przeszkodzie, aby nasz programista był jednocześnie adminem. Został nam jeszcze Syn Boży, prorok z wiedzą absolutną, emanacja Boga na tym łez padole. Skoro się stworzyło symulację, to szkoda by było jej nie zwiedzić od środka. Trzeba tylko sobie stworzyć odpowiedni awatar, może nawet zaprogramować mu ponadprzeciętne umiejętności. Chyba nie znalazłby się programista, który stworzyłby świetną, realistyczną symulację i nie chciałby jej sprawdzić osobiście. I co? I już? To takie proste? A miałem tego rozumem nie objąć. Owszem, dwa tysiące lat temu byłoby to trudne.

Skoro tak dobrze idzie, to może jeszcze coś? Niebo i Piekło. Szukając pierwszego, dotarliśmy w kosmiczną pustkę. Wwiercając się w drugie, trafiliśmy na ropę. W końcu Kościół stwierdził, że całej sprawy nie można brać tak dosłownie, a naukowcy zaczęli tworzyć teorie o innych wymiarach. Jeśli jednak żyjemy w symulacji, to wszystko jest proste jak drut, bo mamy jeszcze jakiś realny świat ponad naszym (w hierarchii, a nie fizycznie), nie mówiąc już o tym, że można odpalić wiele różnych symulacji równolegle.

Nieśmiertelna dusza? Łatwizna. Skoro nasz programista i admin w jednym podróżował po naszym świecie w cielesnym awatarze, to może my robimy to samo? W tym momencie nawet wytłumaczenie reinkarnacji staje się banalnie proste, choć to już inna religia.

No dobrze, wiem, że to wszystko tak tylko przeleciane po łebkach, ale może gdzieś tam już się dla mnie jakiś stosik ustawia, albo zły smołę do gara wlewa, więc za chwilę odczepię się od prawd wiary i wrzucę kamyczek do ogródka nauki. Tylko jeszcze jeden ciekawy przykład z pogranicza.

O ile sami duchowni każą traktować z rezerwą informację o stworzeniu świata w siedem dni, o tyle wiek naszej matki Ziemi na podstawie zapisków biblijnych da się mniej więcej oszacować. Wychodzi kilka tysięcy lat, chyba coś koło sześciu. Natomiast posługujący się szkiełkiem i okiem mówią o prawie czternastu miliardach lat w przypadku wszechświata (zdaje się, że także na podstawie stworzonej symulacji), a naszej błękitnej staruszce przypisują cztery i pół miliarda. Troszeczkę się panowie różnią w zeznaniach. Tymczasem każdy pryszczaty gracz komputerowy wie, że jak odpali grę z otwartym światem, stworzoną choćby w zeszłym roku, to zastanie w niej wielkie, stuletnie drzewa, góry mające na karku lat miliony, a jak się dobrze rozejrzy, to nawet ruiny jakiejś starożytnej cywilizacji może znaleźć. Bo światy w symulacjach tworzy się już stare, z zaimplementowaną przeszłością i w pełni życia, aby gracz nie czekał na fabułę od wielkiego wybuchu.

Wybrakowana Fizyka

Matematykę okrzyknięto królową nauk, bo jest uniwersalna i niezmienna. Owszem, cały czas teoretycy ją rozbudowują, ale podstaw nikt się chyba ruszyć nie waży. Twierdzi się, że gdy spotkamy inną cywilizację, matematyka może pełnić funkcję uniwersalnego języka ułatwiającego pierwszy kontakt. Nawet jeśli przybysze pochodzić będą z odległej galaktyki, czasu czy wymiaru a ich świat podlegałby innej niż nasza fizyce, matematyka się różnić nie będzie.

Od dziecka uczymy się więc jej podstaw, przykładowo dzielenia. Każde dziecko wie, że dzielić można w nieskończoność. Zawsze to, co z dzielenia otrzymamy, znów można ciachnąć nożem i tylko nam zer po przecinku przybędzie. W dodatku ciachnąć możemy, jak nam się podoba – w połowie czy w dwóch trzecich, w czterech piątych, a nawet skrobnąć tylko jedną czterdziestą. Ano dupa! Nie w naszej ułomnej rzeczywistości. Jak się tak już porządnie rozpędzimy i podzielimy na pół (bo inaczej się nie da) ostatnie dwa atomy, to nam nasza fizyka pokarze figę. Możemy jeszcze poobrywać elektrony, rozbić jądro atomu, czego nie radzę robić w domu, a nawet rozpierniczyć wszystko na kwarki. Niestety tu dochodzimy do ściany, bo te małe skurczysyny podobno są punktami, a jak królowa matematyka mówi, punktu się podzielić nie da. W symulacji jakoś bym się z tym pogodził, bo tam dochodzą ograniczenia sprzętowe. Kijowa rozdzielczość i tyle.

Wspomnieliśmy o elektronach, a to są też niezłe ancymony. Każde dziecko wie, że jak wraca ze szkoły do domu, to może się zatrzymać w każdym miejscu po drodze: przy budzie z zapiekankami, na mostku przez rzeczkę, przy domu koleżanki, a nawet może pójść inną drogą i wpaść na lody. Elektrony tego nie wiedzą. Jak taki elektron przeskakuje z jednej orbity na drugą, to go nigdzie po drodze człowiek nie spotka. Był w szkole i nagle jest w domu! Teleportował się skurkowany i tylko światełko do nieba puścił, ale też solidnie odmierzone, bo to nie bąk, tylko kwant. Tak to wszystko zdigitalizowane troszkę, prawda?

To jeszcze nic. Matematyczna nieskończoność nie działa nie tylko przy dzieleniu. Przykładowo, gdybyśmy chcieli się tak rozpędzić, ale już bez ciachania, tak po prostu, to dotrzemy do kolejnej ściany. Gdy zbliżymy się do prędkości światła, to zacznie się dziać coś dziwnego z czasem. No i oczywiście prędkości tej nie przekroczymy. Trochę wkurzające, zważywszy, jak mamy wszędzie daleko w tej naszej galaktyce. Jakoś trzeba sima zabezpieczyć, aby nie wyszedł za koniec przygotowanej mapy. Poza tym ten nasz wielki wspaniały komputer też jakieś ograniczenia sprzętowe mieć musi. Dlatego ograniczenie do prędkości światła i morda w kubeł, bo chyba nie chcemy, aby się nam system zawiesił. Wystarczy, że przy prędkości światła laguje, to znaczy... dylatacja czasu występuje. Podobne lagi mamy przy bardzo masywnych obiektach. To nie powinno nas dziwić. Weźmy taką supermasywną czarną dziurę. Trzeba obliczyć położenie tych wszystkich cząstek elementarnych, ich prędkość, spin i co tam jeszcze chcecie. Nic dziwnego, że procesor jest przeciążony i zwalnia. Tak to już jest w symulacjach.

Zahaczmy jeszcze o ciemną materię i energię. Wymyśliliśmy je sobie, bo nam się rachunki nie zgadzały. Wszechświat nam się nie bilansuje energetycznie i kupy nie trzyma. Bo w symulacji nie musi. Nasz wszechmogący programista pokłada się właśnie ze śmiechu. Albo kombinuje jak tu wprowadzić aktualizację z tym czymś ciemnym, co byśmy chcieli znaleźć.

Wydajność i oszustwo

Zaraz mi powiesz, że coś tu nie gra. Piszę o lagach przy prędkości światła i masywnych obiektach, a przecież wszechświat to niemal nieskończenie wiele takich obiektów. Skoro nasz superkomputer ma problemy przy symulacji pojedynczych tak, że aż zwalnia, to jakim cudem uciągnie miliardy galaktyk i się nie zawiesi? Symulować każdą cząstkę ogromnego wszechświata? Przecież żadna maszyna licząca tego nie przeliczy. Sama musiałaby być podobnych rozmiarów. To nierealne.

Zgoda, ale nie zapominajmy, że programiści to cwaniaki, mistrzowie w oszczędzaniu zasobów i optymalizacji systemu do możliwości sprzętowych. Tam, gdzie system nie wydoli, tam programista cię oszuka. Stoisz przykładowo na plaży i delektujesz się widokiem zachodzącego słońca, piękną grą promieni odbitych w morskich falach. Wszystko w full ultra super duper HD. Prześlicznie. Na krawędzi twojego pola widzenia, gdzie szczegóły ci umykają, na renderingu można już nieco zaoszczędzić. A co się dzieje za twoimi plecami? Może kompletnie nic? Jeśli jesteś na plaży sam, to po co za tobą ma coś być, skoro i tak nikt tego nie widzi. Zanim się odwrócisz, wszystko już tam będzie, bo szybki komputer ładnie to wyrysuje, tym bardziej że zwolniły się zasoby potrzebne na morskie fale. A skoro fal nie ma, to dlaczego mają być na przykład Jowisz i Saturn, jak i te wszystkie gwiazdy i galaktyki, na które akurat nikt nie patrzy. No, chyba że ktoś patrzy, przez teleskop, to mu można narysować parę rozmytych jasnych kropek. Wyobraźnia podpowie mu resztę.

Programiści symulacji mają zazwyczaj więcej niż jeden mechanizm renderowania obrazu. Pierwszy jest dopracowany, bogaty w szczegóły, najwierniej oddający realizm. Drugi, tworzący obrazy dalej od gracza już taki dokładny być nie musi, bo stanowi jedynie tło. Czy nasz zdolny twórca świata też był taki sprytny? Wygląda na to, że tak. Mamy w końcu dwie fizyki, znacznie się od siebie różniące. Rzeczywistość reaguje na nasze poczynania i w zależności od nich dobiera algorytm działania. Gdy nie jesteśmy nazbyt wnikliwi, wszystko śmiga na silniku fizyki klasycznej, jest spójne, logiczne i wygładzone. Kiedy zaczynamy wnikliwiej przyglądać się otoczeniu, system włącza turbo i przechodzi na fizykę kwantową. Aby nie dać się zaskoczyć i sprostać naszym oczekiwaniom, pozostawia cząstki w stanie nieokreślonym i definiuje ich stan wtedy, gdy powiemy „sprawdzam”. Fakt obserwacji wpływa na rzeczywistość! Nie wierzysz? Akurat na to jest dowód.

Thomas Young przeprowadził doświadczenie, o którym chyba każdy w szkole kiedyś słyszał. Skierował on snop światła na dwie szczeliny, a na ekranie za nimi uzyskał obraz interferencyjny, czyli upraszczając – więcej jasnych pionowych pasków niż było szczelin. Świadczyło to o falowej naturze światła. Fizycy kwantowi jednak nie odpuścili tematu. Dalej przepuszczali swoje strumienie fotonów przez dwie szczeliny i dociekali, jaka jest trajektoria ich lotu, że nie wszystkie lądują bezpośrednio za szczelinami. Aż w końcu ktoś wybitnie ciekawski postanowił wystrzeliwać pojedyncze fotony i obserwować każdy w trakcie lotu. Niespodzianka! Dodatkowe paski zniknęły! Okazuje się, że możemy mieć dwa różne wyniki tego samego doświadczenia w zależności od tego, jak obserwujemy jego przebieg. Patrzymy z daleka – świat śmiga na uproszczonych modelach falowych. Bierzemy pod lupę, a każda cząstka elementarna renderowana jest z ogromną precyzją. Czy tak powinna funkcjonować rzeczywistość? Na pewno tak właśnie funkcjonują symulacje.

Dopijamy kawusię

Wystarczy, kończymy. Czy uświadomiłem ci, że żyjemy w wirtualnym świecie? Nie wierzysz. Czyżby wyparcie? No dobrze, ja sam też nie jestem przekonany. Mimo to sama wizja wydaje się ciekawa i choć to wszystko nie są już nowości, zawsze warto gimnastykować umysł.

Jeśli żyjemy w symulacji, to pojawiają się niezliczone pytania. Kto i po co ją stworzył? Jaką rolę w niej odgrywamy i czy jest nas wielu, czy może jesteś ty sam? Jak wygląda świat realny? Na te wszystkie pytania możemy odpowiadać my, fantaści, w krótkich i długich formach ćwicząc naszą wyobraźnię. Tak, wiem, „Matrix”. Jestem pewien, że nie wyczerpał tematu.