Simulação computacional do universo - vida dentro da "matriz". O Universo é uma Simulação de Computador

Qualquer pessoa que assistiu ao famoso filme “Matrix” provavelmente já se perguntou: vivemos em simulação de computador realidade? Dois cientistas acreditam ter conseguido responder a esta pergunta. Zohar Ringel (Universidade Hebraica de Jerusalém) e Dmitry Kovrizhin (Instituto Kurchatov) publicaram um estudo conjunto sobre o problema em última edição Jornal cientifico Avanços da Ciência.

Tentando resolver o problema da simulação computacional de um sistema quântico, eles chegaram à conclusão de que tal simulação é, em princípio, impossível. É impossível criar um computador para isso devido às possibilidades físicas do Universo.

Os cientistas, ao aumentarem o número de partículas na simulação, descobriram que os recursos computacionais necessários para a simulação não cresceram de forma linear, mas incrementalmente. E para simular o comportamento de várias centenas de elétrons, é necessário um computador com tal potência que deve consistir em muitos maisátomos do que existem no universo.

Assim, é impossível criar um computador que possa simular o mundo que nos rodeia. Esta conclusão dos cientistas consolará não tanto aqueles que duvidam da realidade do Universo, mas sim os físicos teóricos - afinal, se não for possível criar um computador que modele e analise fenómenos quânticos, os robôs nunca assumirão os seus empregos, observou o site de a Associação Americana para o Avanço da Ciência, que publica a revista Science Advances.

Um em um bilhão

Não deveria surpreender que estudiosos sérios estejam discutindo um enredo do campo do cinema de entretenimento. Na física teórica, é dada atenção a teorias muito mais bizarras. E alguns deles, do ponto de vista de um observador externo, parecem pura fantasia. Uma das interpretações da mecânica quântica (interpretação de Everett) sugere a existência de universos paralelos. E algumas soluções para as equações de Einstein permitem teoricamente a viagem no tempo.

• Filmado do filme "Matrix"

A hipótese baseada na ciência da natureza simulada do nosso mundo não foi apresentada por escritores de ficção científica. A justificativa mais famosa para isso foi apresentada pelo professor de Oxford Nick Bostrom em seu trabalho "Proof of Simulation".

Bostrom não afirmou diretamente que o mundo que nos rodeia foi criado com a ajuda da tecnologia informática, mas apresentou três opções para o futuro (trilema de Bostrom). Segundo o cientista, ou a humanidade morrerá antes de atingir o estágio “pós-humanidade” e ter a oportunidade de criar uma simulação, ou, tendo chegado a esse estágio, não a criará, ou já estamos vivendo em um simulação de computador.

A hipótese de Bostrom não é mais física, mas filosofia, mas o exemplo da descoberta de Ringel e Kovrizhin mostra como, a partir de experimento físico conclusões filosóficas podem ser tiradas. Principalmente se esta filosofia permite cálculos matemáticos e prevê o progresso tecnológico da humanidade. Portanto, não apenas os teóricos, mas também os profissionais estão interessados ​​no trilema: o mais famoso apologista dos cálculos de Bostrom é Elon Musk. Em junho de 2016, Musk deixou o “mundo real” quase sem chance. Respondendo a perguntas de jornalistas, o CEO da Tesla e da SpaceX disse que a probabilidade da realidade do nosso mundo é de uma em um bilhão. No entanto, Musk não forneceu provas convincentes para a sua afirmação.

• Elon Musk
• Reuters
• Brian Snyder

A teoria de Ringel e Kovrizhin refuta as palavras de Musk e insiste na plena realidade da nossa existência. Mas é importante ressaltar que seus cálculos só funcionam se a simulação da realidade for considerada um produto da tecnologia computacional.

No entanto, Bostrom sugeriu que a simulação não precisa ser do tipo de um programa de computador, porque os sonhos também podem simular a realidade.

A humanidade ainda não dispõe de tecnologias para a produção de sonhos, sua aproximação especificações desconhecido. Isso significa que eles podem não exigir o poder computacional de todo o universo. Portanto, é muito cedo para descartar a probabilidade do surgimento de tecnologias de simulação.

Sonho horrível

No entanto, nem os físicos nem os filósofos estão preocupados com detalhes como uma descrição específica da modelagem da realidade - a ciência terá de fazer muitas suposições.

Até agora, escritores e diretores estão lidando com isso. A ideia de realidade virtual é jovem, mas uma simples listagem de livros, filmes e jogos de computador sobre ela ocupará mais de uma página. Ao mesmo tempo, a maioria deles baseia-se, de uma forma ou de outra, no medo da tecnologia.

Maioria trabalho famoso deste tipo - o filme “Matrix” - mostra um quadro desolador: a realidade é simulada para a exploração da humanidade, a criação de uma gaiola dourada para ela. E essa é a natureza da maioria dos trabalhos de fantasia sobre simulação do mundo, que quase sempre se transformam em distopia.

No conto assustador de Harlan Ellison, "Não tenho boca, mas quero gritar", do escritor britânico de ficção científica Harlan Ellison, os representantes sobreviventes da humanidade existem sob o controle total de um computador sádico que modela a realidade para criar novos torturas sofisticadas.

O herói de "The Tunnel Under the World", de Frederic Pohl, descobre com horror que ele e toda a sua vida foram criados apenas dentro da estrutura do modelo acidente grave em que ele morre diariamente morte terrível levantar de manhã com a memória apagada.

• Filmado do filme "Vanilla Sky"

E no filme Vanilla Sky, uma simulação da realidade é usada para fazer com que pessoas doentes em estado de congelamento criogênico se sintam felizes, embora seus problemas permaneçam sem solução.

A humanidade tem medo da simulação da realidade, caso contrário todos esses filmes e livros dificilmente seriam tão pessimistas. Portanto, obrigado a Ringel e Kovrizhin por incutirem otimismo em toda a humanidade. Claro, se o estudo deles não for uma pista falsa da matriz.

De acordo com muitos especialistas, em cerca de 50 a 100 anos, as capacidades computacionais dos computadores crescerão milhões de vezes. Graças a isso poderemos criar mundos virtuais tão realistas que seus personagens se tornarão sencientes, mas não saberão que estão vivendo em uma simulação.

Alguns cientistas chegaram a propor a ideia de que, hipoteticamente, todos nós podemos ser heróis de um jogo de computador.

A hipótese da virtualidade do nosso mundo foi amplamente apresentada pela primeira vez em 2003 pelo filósofo Nick Bostrom. Ele sugeriu que, se existirem muitas civilizações suficientemente avançadas, elas tendem a criar simulações do universo ou de partes dele, e é muito provável que vivamos em uma delas.

Nick Bostrom

No verão de 2016, Elon Musk disse que há apenas uma chance em um bilhão de que a nossa realidade não seja falsa. Ou seja, ele tem 100% de certeza de que moramos na matriz (já fizemos um vídeo separado sobre isso há alguns meses).

Elon Musk

Bem, hoje tentaremos encontrar evidências de que nosso mundo é apenas uma simulação. Ir!

jogos de vídeo

Para compreender a essência da primeira prova é preciso ir de longe, nomeadamente do funcionamento dos videojogos.

Grand Theft Auto V

Por exemplo, jogar GTA V, estando em uma das ruas da cidade deste jogo, você pode ver como os carros circulam na estrada, as pessoas andam na calçada e, em geral, a vida está a todo vapor.

Virando a esquina e atravessando para outra rua, você vê a mesma coisa.

Por causa disso, cria-se a ilusão de que o mesmo está acontecendo agora em outras ruas. esta cidade. Mas isso não.

Na verdade, nada está acontecendo em outras áreas neste momento. Até você aparecer lá, essas ruas estarão vazias, até mesmo as texturas não serão carregadas lá. Mas assim que você chegar lá, despercebido por você, todos os mesmos pedestres, carros, animais, etc. aparecerão instantaneamente lá.

Bem, é assim que todos os videogames funcionam. Isso é feito para otimizar a carga no hardware do seu computador. Ou seja, quando você olha para frente no jogo, o computador foca ao máximo a imagem diante dos seus olhos. Ao mesmo tempo, texturas e objetos atrás de você que você não está olhando são bastante simplificados ou desaparecem completamente.

Isso permite que você alivie a carga em sua plataforma de jogo, proporcionando os mais belos gráficos.

Agora vamos tentar tudo da mesma forma GTA V olhe a cidade de cima. Diante de nós, tudo fica claro na palma da sua mão.

Podemos observar carros circulando por várias ruas ao mesmo tempo. A questão é: como o poder do console de jogo é suficiente para calcular tal número de máquinas? E o truque é que os carros distantes ativam uma física muito simplificada.

Por exemplo, se lançarmos um foguete contra esses carros, com a explosão eles nem mesmo se espalharão em direções diferentes.

Mas assim que nos aproximarmos de uma das ruas, a física dos carros ficará imediatamente mais complicada e eles finalmente começarão a reagir às explosões.

Civilização V de Sid Meier

Agora vamos dar uma olhada no jogo Civilização V.

Se eu mover rapidamente a câmera para o outro extremo do mapa, poderemos ver como o local carrega rapidamente diante de nossos olhos, embora devesse ter feito isso alguns momentos antes de olharmos para ele.

Mas o ponto é que Civilizações V motor de jogo imperfeito, então podemos notar tais atrasos. O local parece entender que eles começaram a observá-lo e rapidamente se torna o que os desenvolvedores pretendiam que fosse. Acontece que o observador afeta o mundo do jogo mesmo por sua simples observação.

Então, como eu disse, de acordo com esse princípio, os videogames sempre funcionarão. Mesmo depois de muitos anos, quando os computadores são tão poderosos que podem calcular simultaneamente todos os objetos grandes em um ambiente virtual cidade grande, ainda haverá alguns peças pequenas, por exemplo, insetos ou micróbios que serão carregados somente quando o observador, ou seja, o jogador, estiver olhando para eles. E tudo por uma questão de otimização! Esta foi uma introdução importante.

Agora vamos passar para a primeira prova da teoria das matrizes.

Experiência de fenda dupla

Vamos conhecer a mecânica quântica, ou melhor, o experimento com duas fendas. Este é o experimento mais famoso da história da física. Foi repetido mais do que qualquer outro experimento, porque teve resultados impressionantes e todos os cientistas queriam obtê-los pessoalmente. Foi esse experimento que virou a física de cabeça para baixo e inspirou muitos cientistas a estudar a mecânica quântica.

particulas solidas

Para compreender a essência desta experiência, primeiro precisamos de observar como as partículas se comportam.

Se atirarmos em um escudo com fenda com bolinhas duras, então na tela elas acertam, veremos uma faixa.

Se adicionarmos outro slot e atirarmos no escudo, veremos naturalmente duas listras na tela.

Ondas

Agora vamos ver como as ondas se comportam neste caso.

As ondas passaram pela fenda e se propagaram, atingindo a tela com maior força estritamente ao longo da linha da fenda.

Uma barra brilhante na tela mostra a força do impacto. Parece a banda do primeiro experimento com bola dura.

Mas! Quando adicionamos o segundo slot, algo diferente acontece. Se o topo de uma onda encontra o topo de outra, eles se cancelam e na tela veremos um padrão de interferência de muitas listras.

O ponto onde dois topos de onda se cruzam dá poder supremo impacto, e vemos listras brilhantes, e onde as ondas se anulam, não há nada.

Assim, se passarmos bolas sólidas por duas fendas, veremos duas listras.

Mas com as ondas, vemos um padrão de interferência de muitas listras.

Enquanto tudo está claro.

Partículas elementares

Agora vamos dar uma olhada nos quanta. Um fóton é uma partícula muito pequena de luz. Se passarmos os fótons por uma fenda, veremos uma faixa na tela, como no caso das bolas duras.

Mas se passarmos os fótons por duas fendas, esperamos ver duas listras. Mas não!

De alguma forma mística, um padrão de interferência de muitas listras aparece na tela.

Como assim? Disparamos fótons – pequenas partículas de luz – esperando ver duas faixas, mas em vez disso vemos muitas faixas, como é o caso das ondas. É impossível!

Mais tarde, os cientistas descobriram que não apenas os fótons apresentam o mesmo comportamento estranho, mas também os elétrons, prótons e vários átomos. Os físicos há muito se intrigam com esse enigma.

Eles pensaram: talvez essas bolinhas estejam batendo umas nas outras, por isso se repelem e, portanto, criam um padrão de interferência de muitas listras?

Então os físicos começaram a atirar em uma micropartícula, uma após a outra, para que não houvesse a menor chance de sua interação. E aqui os cientistas aconteceram a dissonância cognitiva: logo o padrão de interferência reapareceu na tela, violando todas as leis da física.

Como assim? Como as partículas elementares podem criar um padrão, como as ondas? Afinal, eles foram lançados um de cada vez! Ninguém entendeu isso.

Logicamente, descobriu-se que a partícula parecia se dividir em duas, passar pelas duas fendas e atingir a si mesma. Apenas alguma besteira!

Os físicos ficaram completamente desanimados com isso. Eles decidiram espiar por qual fenda a partícula realmente passa. Eles colocaram um dispositivo de medição próximo a uma das fendas e liberaram um elétron.

Mas há mais misticismo na mecânica quântica do que os cientistas poderiam imaginar. Quando começaram a observar, as partículas começaram a se comportar novamente como pequenas bolas e produziram uma imagem de duas listras, em vez de um padrão de interferência de muitas listras.

Ou seja, o simples fato de medir ou observar por qual fenda o elétron passou revelou que ele estava passando por uma fenda e não por duas. Electron decidiu agir de forma diferente, como se soubesse que estava sendo observado. O observador destruiu a função de onda da partícula apenas pelo fato de sua observação! Isso não te lembra nada?

Sim, tudo isso é muito semelhante ao funcionamento do motor de jogo. Parece que nosso Universo parece estar funcionando em algum tipo de computador, cuja potência não é suficiente para calcular com precisão o movimento de cada micropartícula individual no espaço, então ele faz isso de acordo com um modelo simplificado na forma de uma onda de probabilidade . E ele começa a fazer cálculos mais precisos somente quando começa a observar uma determinada partícula, para não quebrar a ilusão da realidade de seu mundo para o observador. Essa técnica alivia a carga no “ferro” do computador - tudo é como nos videogames!

Mas o problema é que há 100 anos, quando os cientistas tentavam explicar os resultados anômalos do experimento da fenda dupla, não existiam videogames e, portanto, os físicos não pensaram em propor a hipótese de que vivemos em realidade virtual.

Interpretações da mecânica quântica

Em vez disso, muitas outras teorias foram apresentadas. O mais famoso deles foi inventado em 1927 na cidade de Copenhague.

Interpretação de Copenhague

Os cientistas Niels Bohr e Werner Heisenberg sugeriram que as partículas elementares são, por assim dizer, ondas e partículas ao mesmo tempo.

Niels Bohr e Werner Heisenberg

Assim, para medir um elétron, ou seja, para realizar uma observação sobre ele, ele deve ser atingido contra os quanta do dispositivo de medição. E justamente por causa desse impacto, as funções de onda do elétron “colapsam”, e ele se torna apenas uma partícula. Assim, o próprio observador não influencia a partícula com sua observação - apenas os quanta do dispositivo de medição o fazem.

Desde que esta explicação da mecânica quântica foi formulada na cidade de Copenhague, ela foi chamada de Interpretação de Copenhague.

É engraçado, mas se esta interpretação estiver correta, então ainda não refuta a hipótese da matriz, uma vez que também pode ser ajustada a esta explicação.

Por exemplo, um programa de fótons pode se propagar pela rede como uma onda e depois reiniciar quando o nó estiver sobrecarregado, transformando-se em uma partícula. Isso explica tanto as ondas quânticas quanto o colapso da função de onda.

Interpretação de muitos mundos

Depois da Interpretação de Copenhague, a segunda explicação mais popular das razões do estranho comportamento das micropartículas no experimento com duas fendas tornou-se a Interpretação de Muitos Mundos.

A sua essência reside no facto de, talvez, existirem, por assim dizer, universos paralelos, em cada um dos quais operam as mesmas leis da natureza.

E que a cada ato de medição de um objeto quântico, o observador é, por assim dizer, dividido em várias versões. Cada uma dessas versões “vê” seu resultado de medição e age de acordo com ele em seu próprio universo.

Que explicação estranha!

Em qual dessas interpretações acreditar mais - decida por si mesmo.

Por exemplo, uma pesquisa com cientistas realizada em 1997 num simpósio patrocinado pela UMBC(Universidade de Maryland, Condado de Baltimore - Universidade de Maryland em Baltimore) mostrou que a maioria dos físicos não acredita nem na interpretação de Copenhague nem na interpretação de muitos mundos. Os votos foram distribuídos da seguinte forma:

• 13 a pessoa votou a favor da Interpretação de Copenhague;
• 8 - para os Muitos Mundos;
• alguns cientistas por outras interpretações menos populares;
• 18 os físicos se manifestaram contra todas as interpretações propostas naquele momento.

Até agora, o debate sobre a interpretação correta da mecânica quântica continua em todo o mundo. É realizado entre cientistas universitários, em conferências e até em bares e cafés.

Entretanto, em 2006, os avanços tecnológicos tornaram possível, pela primeira vez, conduzir uma versão ainda mais engenhosa da experiência da dupla fenda.

É o chamado experimento de escolha atrasada.

Experiência de escolha atrasada

Numa versão simplificada, a essência do experimento é mais ou menos assim: as micropartículas ainda passam por uma barreira com dois orifícios. Porém, desta vez os físicos conseguiram fazer uma observação quando as partículas já haviam passado pelos buracos, mas ainda não haviam atingido a tela de projeção.

Imagine que você está diante de uma tela com os olhos fechados e micropartículas em forma de ondas passam pelos buracos, mas no último segundo antes de atingirem a tela você decide abrir os olhos. E aqui algo incrível aconteceu.

Neste ponto, os elétrons tornam-se partículas, como eram quando lançados pelo canhão de elétrons.

Os elétrons se comportam como se tivessem voltado no tempo, como se não tivessem passado por dois buracos, mas apenas por um, como se nunca tivessem exibido as propriedades de uma onda. Não cabe na minha cabeça!

Universo, espaço, tempo, velocidade da luz

A próxima dica de que vivemos na matriz pode ser o fato de que nosso Universo tem velocidade máxima, embora não esteja claro o porquê.

Graças a Einstein, todos sabemos que nada pode se mover mais rápido que os fótons no vácuo. A velocidade da luz é uma constante.

O fato é que nosso mundo está organizado de uma maneira tão estranha que quanto mais rápido um objeto se move, mais seu tempo fica mais lento. Isto foi comprovado por numerosos testes experimentais.

Atingindo a velocidade de 300 mil km/s, o tempo para completamente. conversando linguagem simples se você tinha nave espacial, capaz de acelerar até 300 mil km/s, e você decidir voar nele para uma galáxia distante, que está localizada a uma distância de 3 bilhões de anos-luz de nós, então você voaria para lá em um instante, porque durante o tempo de voo na nave pararia completamente e, naquele momento, 3 bilhões de anos teriam se passado na Terra.

Assim, os fótons de luz se movem a uma velocidade de 300 mil km/s e, portanto, seu tempo é zero e, portanto, é simplesmente impossível acelerar ainda mais rápido. Afinal, para aumentar a velocidade é preciso desacelerar ainda mais o tempo, e ele já está zerado. Então surge a pergunta: por que nosso Universo está organizado de tal forma que a velocidade retarda o tempo? Por que o espaço e o tempo estão relacionados? Isso é muito, muito estranho para o mundo real, mas bastante compreensível para o virtual.

Se vivemos em uma matriz, então a velocidade da luz é produto do processamento da informação, portanto, nosso mundo se atualiza a uma determinada velocidade.

O processador de um supercomputador é atualizado 10 quatrilhões de vezes por segundo.

E o nosso universo está se atualizando um trilhão de vezes mais rápido, mas os princípios são basicamente os mesmos.

Pois bem, conforme a velocidade aumenta, o tempo fica mais lento, pois a realidade virtual depende do tempo virtual, onde cada ciclo de processamento é um “tique”.

Muitos jogadores sabem que quando o computador congela devido ao atraso, o tempo de jogo também fica mais lento. Da mesma forma, o tempo em nosso mundo desacelera com velocidade crescente ou perto de objetos massivos, o que indica a virtualidade do universo em que vivemos.

Em um navio voando em alta velocidade, todos os ciclos de processamento do seu sistema são suspensos para economizar dinheiro. Em qualquer caso, isso pode ser permitido.

emaranhamento quântico

O princípio da incerteza

Imagine uma micropartícula voando no espaço, por exemplo, um fóton de luz. Durante o vôo, o fóton, por assim dizer, gira para cima ou para baixo, ou seja, gira.

Embora os fótons não girem de fato, mas para facilitar o entendimento, essa comparação cabe aqui.

Assim, quando todos os físicos do planeta ficaram intrigados com as razões de tais resultados místicos do experimento da dupla fenda, os cientistas chegaram à conclusão de que, muito provavelmente, antes de a micropartícula ser observada, ela nem sequer tem um spin específico.

Ou seja, até olharmos para o fóton, ele voa e ao mesmo tempo não consegue decidir em que direção girar, estando em uma superposição de incertezas. Como se a mãe natureza fosse muito difícil de calcular com precisão a rotação de cada partícula elementar individual no espaço.

Portanto, tudo isso é feito de acordo com um esquema simplificado, e somente depois que o observador olha para a partícula ela se torna mais complexa fisicamente e sua rotação finalmente começa a ser calculada em uma das duas direções.

Capacidade de transferir informações mais rápido que a velocidade da luz

Então, o que aconteceu a seguir foi ainda mais incrível. Quando Einstein estava pensando sobre a teoria da mecânica quântica, ele propôs uma abordagem muito experimento interessante, o que, na sua opinião, deveria mostrar a falácia ou incompletude da interpretação de Copenhaga.

Albert Einstein

A essência do experimento é esta. Se um átomo de césio emite dois fótons em direções diferentes, então seu estado fica interligado devido à lei da conservação do momento. Isso é chamado de emaranhamento quântico.

Para facilitar o entendimento, vamos explicar desta forma: se um dos fótons emaranhados gira de cima para baixo, então o segundo fóton deve girar de baixo para cima, ou seja, na direção oposta. Caso contrário, não pode ser.

Você e eu já sabemos que os cientistas presumiram que, antes de fazer uma observação, um fóton não consegue decidir em que direção deveria girar. Descobriu-se que isso acontece mesmo que ele esteja emaranhado com outro fóton e sua rotação deva ocorrer em direções opostas.

Acontece que ao fazer uma medição em um dos fótons emaranhados e saber para que lado ele está girando, faremos automaticamente o segundo fóton girar na direção oposta, embora nem o tenhamos observado. Além disso, o segundo fóton deve girar instantaneamente, não importa a que distância esteja do primeiro fóton, sobre o qual realizamos a medição.

Descobriu-se que mesmo que os fótons emaranhados sejam separados uns dos outros em diferentes extremidades do Universo e uma observação seja feita sobre um deles, o segundo fóton receberá informações sobre esse quatrilhão de vezes mais rápido que a velocidade da luz e mudará instantaneamente sua gire para o oposto. Simplesmente inacreditável!

Isso violou as leis da física. Afinal, até onde sabemos, nada pode se mover mais rápido que a velocidade da luz. Então como é que o segundo fotão sabe tão rapidamente que o primeiro foi medido? Como ele consegue informações tão rapidamente? Algo não bate...

É por isso que Einstein não concordou com a explicação da mecânica quântica, dizendo que a comunicação instantânea entre micropartículas na realidade física é simplesmente impossível. Ele sugeriu que, muito provavelmente, quando fótons emaranhados voam para fora de um átomo, eles já contêm inicialmente informações sobre quem irá girar em qual direção quando forem observados. Ou seja, os fótons são programados para girar em uma determinada direção antes mesmo da medição. Descobriu-se então que, tendo feito uma medição em uma partícula, não influenciamos de forma alguma a outra, mas apenas reconhecemos seu spin.

Mas há muito mais misticismo na mecânica quântica do que Einstein supunha. 17 anos depois de sua morte com um senso de justiça, descobriu-se que esse gênio estava cruelmente enganado.

O físico irlandês John Bell fez algo impossível.

João Bell

Ele criou um experimento incrivelmente engenhoso e muito complexo que provaria ou refutaria a teoria de que as partículas elementares são pré-incorporadas com informações sobre a direção que precisarão virar quando forem observadas.

Os resultados do experimento foram surpreendentes: mostraram clara e claramente que, antes da observação, uma partícula realmente não tem ideia de para que lado deveria girar, mesmo que esteja em um estado emaranhado com outra partícula. Somente estritamente após a medição o fóton escolhe aleatoriamente um spin para si. Acontece que partículas elementares emaranhadas podem facilmente transmitir informações umas às outras muito mais rápido que a velocidade da luz!

Os físicos ficaram completamente surpresos com isso. Ninguém conseguia entender como isso era possível. Existem ainda mais mistérios na mecânica quântica do que nunca.

Medição prática da taxa de transferência de informação entre partículas elementares

Em 2008, um grupo de pesquisadores suíços da Universidade de Genebra decidiu descobrir com que rapidez a segunda partícula emaranhada descobre que a primeira foi medida.

Eles separaram dois fótons emaranhados separados por 18 km, mediram uma partícula e começaram a registrar a rapidez com que a segunda partícula responderia.

Os cientistas tinham a tecnologia para detectar um atraso 100 mil vezes maior que a velocidade da luz.

Mas não houve atrasos. Isto significava que os fótons emaranhados poderiam comunicar entre si pelo menos 100.000 vezes mais rápido que a velocidade da luz, e muito provavelmente instantaneamente!

Teoria da simulação

Mas embora Einstein estivesse errado sobre os fótons emaranhados, ele pode estar certo sobre uma coisa: quando disse que a comunicação instantânea é impossível no mundo físico.

Bem, no mundo físico real, isso poderia, de fato, ser impossível. O que Einstein não pensava era que provavelmente vivemos numa realidade virtual digital.

E é isso e nele apenas uma conexão instantânea é explicada com muita facilidade.

Deste ponto de vista, quando dois fótons ficam emaranhados, seus programas se combinam para guiar os dois pontos juntos. Se um programa for responsável pelo giro superior e outro pelo inferior, a combinação deles será responsável pelos dois pixels, onde quer que estejam.

No momento da medição de uma partícula emaranhada, seu programa seleciona aleatoriamente um de seus spins e o programa da segunda partícula emaranhada reage de acordo.

Este código de realocação ignora distâncias porque o processador não precisa ir até o pixel para pedir que ele vire, mesmo que a tela seja tão grande quanto o próprio universo!

Por muitos anos tem havido uma expressão estável de que ninguém entende a mecânica quântica. Porém, se assumirmos que nosso mundo é virtual, tudo fica muito claro.

Para descrever o mundo partículas elementares e suas interações, os cientistas recorrem à mecânica quântica, e para estudar o macrocosmo, ou seja, objetos grandes, utiliza-se a Teoria da Relatividade Geral de Einstein. Mas a natureza de alguma forma uniu esses dois mundos, o que significa que deve haver uma teoria que se encaixe igualmente na descrição do mundo subatômico e no mundo dos maiores corpos do Universo. E isso é apenas a hipótese da simulação que lida perfeitamente com isso!

Também pode explicar facilmente o mistério do Big Bang, a curvatura do espaço, o efeito túnel, a energia escura, matéria escura e muito mais.

EM Ultimamente algumas mentes dizem que a teoria da simulação, mesmo que confirmada, não mudará nada.

No entanto, é muito difícil concordar com esta afirmação, uma vez que a confirmação oficial pode estimular enormemente pesquisas mais profundas nesta direção, graças às quais poderemos encontrar novas falhas em nosso mundo, ou seja, convenções, e elas já podem ser usadas para criar novas tecnologias.

Por exemplo, se os efeitos quânticos são causados ​​precisamente pelo facto de vivermos numa simulação, então a criação de coisas como computadores quânticos ou criptografia quântica pode ser chamada usando as convenções do nosso mundo. Portanto, a teoria da simulação, se confirmada, pode mudar bastante...

Seja como for, a cada ano os cientistas encontram cada vez mais indícios indiretos de que vivemos na matriz. E se isso continuar no mesmo ritmo, então em 30 anos a teoria da virtualidade do nosso mundo se tornará tão oficial no mundo da ciência quanto a teoria da evolução.

Talvez em breve nas escolas os alunos serão informados de que não vivem no mundo real. Embora saber que você é apenas um programa complexo de sentimentos, autoconsciência, seja um pouco desmotivador.

Porém, Elon Musk, pelo contrário, acredita que isto apenas motiva, porque esta hipótese de simulação resolve o paradoxo de Fermi e mostra que civilizações inteligentes são capazes de evitar a autodestruição e alcançar tecnologicamente a criação dos seus mundos virtuais. Portanto, para Musk, a vida na Matrix é uma utopia agradável, e ele quer muito que isso seja verdade.

Como postagem de sexta-feira.

Vamos pensar um pouco se o universo observável poderia ser uma simulação de computador? Não no sentido de que os ciborgues malvados escravizaram a humanidade e colocaram todos na Matrix, mas um pouco mais globalmente.

Antes de iniciar a discussão, é recomendável revisar este post. Estamos falando das desigualdades de Bell. Já foram realizadas experiências fiáveis ​​que mostram a violação destas desigualdades, e aqui tomamos imediatamente como verdade que a nossa realidade é “turva” e os “óculos” (o observador) dão-lhe clareza.

Versão completa do favorito xkcd #505

Embora temendo a ira dos teólogos, farei uma introdução filosófica curta e um tanto ingênua. Procuremos nos colocar no lugar de um ser verdadeiramente onipotente. A complexidade de qualquer ação para nós é O(1). Com forças como estas, podemos criar um universo cuja única lei física é a nossa Vontade. Sem truques, sem complicações. Sem mecânica quântica, realidade "turva", Big Bang. Não há "jogo de dados" :)
Em geral, o desejo de criar algo complexo, ampliando os limites do possível, é prerrogativa dos seres com deficiente como nós, humanos. Somos fracos, envelhecemos, morremos sem ar, sem comida. Mas sempre queremos saltar acima de nossas cabeças (e, caracteristicamente, fazemos isso). Será que um ser verdadeiramente onipotente terá tais aspirações? Duvidoso.

Agora vamos nos colocar no lugar de um ser ainda não infinitamente poderoso. Tenhamos poderes sérios. Estamos tentando imitar o universo. Temos excelentes algoritmos para calcular o comportamento de uma coleção de N partículas em um mundo emulado. A complexidade do algoritmo é O(N*logN) (pode-se até imaginar que seja O(N)). A memória usada para emulação também é proporcional a N. Problema! Acontece que, para emular uma realidade “clara”, é necessário um cluster computacional (grosso modo) que seja comparável em tamanho ao universo emulado.

E então tivemos uma ideia brilhante de implementação - tornar a realidade emulada “turva”! Enorme otimização do desempenho e da quantidade de dados armazenados. Não-determinismo da emulação como consequência? Não é um bug, mas um recurso!

Claro, caso de repente você precise considerar em detalhes o que está acontecendo na realidade, usamos um bom PRNG e uma função de onda para gerar um micromundo em uma determinada área. Enquanto isso, apenas parâmetros espaciais generalizados podem ser armazenados. (Obviamente, o desenvolvedor responsável por esta área adora avaliações preguiçosas).

Já no meio do desenvolvimento da tarefa técnica, muda: quero um Universo equilibrado. Introduzimos uma interação completamente isolada (deixe-os quebrar a cabeça) - a gravidade. Assim, compensamos a energia total da massa do Universo com a energia negativa da interação gravitacional de suas partes.

Após uma série de experimentos malsucedidos com a aceleração de objetos, codificou a constante limite de velocidade - a velocidade da luz no vácuo. Naturalmente, a restrição é válida apenas quando se trabalha com a API pública, enquanto as dependências dos objetos emaranhados quânticos e a influência mútua dos objetos gravitacionais são transmitidas com calma através dos barramentos internos do motor, sem atrasos. Acontece então que existe uma “vulnerabilidade” para a transmissão de dados acima da velocidade da luz, se os habitantes do mundo emulado pensarem em uma “medição quântica fraca”.

É verdade que, de qualquer maneira, algo está errado com a velocidade - o tempo de vida das partículas em movimento rápido aumentou. O arquiteto diz que se trata de um bug de dessincronização das seções de simulação, entre as quais a partícula se move muito rapidamente, e nem em todos os lugares tem tempo para incrementar o contador de “tempo”. Ele acrescentou que isso pode ser corrigido reescrevendo o agrupamento quase do zero, e nós cuspimos nisso.

Para calcular muitas leis físicas, usamos números de ponto flutuante (historicamente), como resultado, temos que introduzir “máquina épsilon” em todos os lugares - comprimento de Planck, massa de Planck, etc.

Mais tarde, começamos a lamentar a introdução da gravidade, uma vez que a complexidade do algoritmo de cálculo aumentou seriamente. Em algumas áreas da simulação, os elementos do cluster não conseguem mais lidar com o processamento do comportamento das partículas em um determinado ritmo. Encolhemos os ombros e introduzimos a dilatação da hora local perto de aglomerados massivos de partículas emuladas.

"Ah, gravidade, seu bastardo sem coração!"- palavras do nosso arquiteto, observando como toda a simulação desmorona em um ponto singular logo nos primeiros momentos após o início teste do sistema. Nada, isso pode ser resolvido com uma seleção cuidadosa dos parâmetros iniciais e constantes.

Finalmente, o mundo é depurado e lançado. Queremos, entre outras coisas, observar o desenvolvimento espontâneo das formas de vida. Depois de alguns milhares de corridas, a vida ainda não apareceu. Não quero entrar no mundo do trabalho e mudar nada durante o seu “tempo de execução”. Mais uma vez, temos que selecionar os parâmetros iniciais e variáveis ​​de ambiente por um longo tempo, fazendo um ajuste fino. A vida finalmente nasce (olá, princípio antrópico).

Agora estamos sentados (com pipoca), observando de perto o desenvolvimento das cobaias simuladas. Esperando que eles descobrissem.
Bem, ou eles começarão a construir sua emulação. Para que? Então o mesmo que nós - porque podemos.

Certamente você pensou que a realidade circundante é um pouco semelhante a jogo de computador. Contudo, ainda não há provas inequívocas de que a nossa realidade seja virtual, bem como provas em contrário. Porém, “PARA” esta ideia, à primeira vista, absurda, dizem algumas esquisitices na estrutura do nosso mundo.
Em 2003, Elon Musk fez uma declaração surpreendente: Estamos numa simulação de computador. Um forte argumento, em sua opinião, é que há 30 anos os gráficos dos jogos estavam no nível primitivo mais baixo, e agora são quase indistinguíveis da realidade, e em 100 anos a humanidade terá a oportunidade de simular o universo. Mas e se alguma supercivilização já programou o nosso universo e muitos outros, e nestes mundos artificiais tornou-se possível fazer as suas próprias simulações virtuais, e assim por diante inúmeras vezes. Acontece então que existem bilhões de mundos simulados e uma realidade real, e a chance de estar nesta realidade verdadeira é de uma em um bilhão. Conclusão - vivemos em uma simulação computacional.
Mas vamos nos afastar desses raciocínios abstratos e nos voltarmos para os fatos da vida. Que argumentos razoáveis ​​existem a favor do arranjo do mundo como uma matriz?
1. Nosso universo é dominado pelas ciências exatas. Isto sugere que o nosso mundo pode ser descrito usando um código digital.
2. Condições ideais para a origem e existência da vida. Distância ao sol (confortável regime de temperatura), o tamanho e a massa da Terra (uma força gravitacional adequada) e muitos outros parâmetros parecem ter sido criados especialmente para isso.
3. Uma grande parte do espectro de luz e som não está disponível para uma pessoa. Talvez seja aí que se esconde algo que não deveríamos ver e ouvir (alguns detalhes extras, fiação condicional ou algum tipo de lixo, tudo que poderia levar à ideia da irrealidade do mundo).
4. Religião. Talvez esta fé no criador, inerente ao nosso programa, seja inata, ou este sentimento de que “ele é” esteja presente num nível intuitivo.
5. Os oponentes do conceito de simulação digital argumentam que o mundo artificial deve ser trabalhado com enorme precisão e detalhe, que é a nossa realidade, e isso é impossível. Mas como sabemos o que realmente é a realidade, talvez ela seja muitas vezes mais complicada que a nossa. Além disso, toda a diversidade do mundo não pode ser trabalhada detalhadamente, naqueles lugares onde o jogador nunca chegará (espaço profundo), ou onde não olha o momento (efeito observador no microcosmo), que reduz a carga na energia do computador.
6. Por que estamos sozinhos no universo? Nada é observado que indique a existência de vida inteligente no espaço. Talvez ele seja apenas uma foto?
O que acontecerá se a humanidade chegar perto de se desintegrar? Nada mudará para nós: não conseguiremos sair da simulação, porque somos apenas linhas de código de programa e nossa realidade é o que os sentidos transmitem ao cérebro. Só podemos ser desligados.

Na Code Conference 2016: há apenas uma chance em um bilhão de que a humanidade Não vive em uma simulação de computador.

Dificilmente nossa realidade é básica. É muito mais provável que o mundo que nos rodeia e nós mesmos sejam entidades virtuais criadas por uma civilização superavançada, um nível que poderemos atingir 10 mil anos depois.

Musk argumenta sua tese da seguinte forma:

Na década de 1970 tínhamos “Pong” – dois retângulos e um ponto. Agora, quarenta anos depois, temos simulações 3D realistas com milhões de pessoas em todo o mundo sentadas ao mesmo tempo.

Elon Musk

fundador da Tesla Motors, SpaceX e PayPal

Gradualmente, aprendemos a criar cópias cada vez mais realistas da realidade. Portanto, mais cedo ou mais tarde chegaremos à conclusão de que a realidade será indistinguível de uma simulação. É bem possível que alguma civilização já tenha percorrido esse caminho antes de nós, e nosso mundo seja um de seus muitos experimentos.

Musk tornou seu argumento ainda mais duro: “Ou criamos simulações indistinguíveis da realidade ou a civilização deixará de existir”.

A resposta de Musk sugere claramente as ideias do filósofo sueco Nick Bostrom, que em 2003, no seu famoso trabalho “Estamos vivendo numa simulação de computador?” (tradução russa) ofereceu três versões da existência da humanidade:

As civilizações estão morrendo antes de atingir o estágio pós-humano, no qual podem superar as capacidades biológicas do homem com a ajuda de invenções técnicas e construir modelos artificiais de consciência.

As civilizações que chegam ao ponto em que podem modelar a realidade artificial à vontade não têm, por alguma razão, interesse em fazê-lo;

Se os pontos 1 e 2 estiverem errados, então não há dúvida de que estamos vivendo numa simulação computacional.

No quadro desta hipótese, a realidade não pode ser única, mas múltipla.

Os pós-humanos que desenvolveram nossa simulação podem ser simulados, e seus criadores, por sua vez, também podem ser simulados. Pode haver muitos níveis de realidade e seu número pode aumentar com o tempo.

Nick Bostrom

professor da Universidade de Oxford

Se a hipótese estiver correta, depois de algum tempo nós mesmos poderemos atingir o estágio de “criadores” do mundo virtual, que se tornará “real” para seus novos habitantes.

Aparentemente, foi o modelo de Bostrom que fez Elon Musk sugerir que temos pouca escolha: ou criar simulações indistinguíveis da realidade, ou deixar de existir e desenvolver-se. Musk não considera seriamente a opção de que a pós-humanidade, por alguma razão (por exemplo, ética), não esteja interessada em criar mundos virtuais.

O próprio Bostrom, porém, não tem certeza de qual dos três cenários está mais próximo da verdade. Mas ele ainda acredita que a hipótese da realidade virtual deve ser levada a sério. Logo após a declaração de Musk, o filósofo fez seus comentários, nos quais voltou a confirmar:

É importante compreender que o fato de estarmos em uma simulação não carrega um significado metafórico, mas sim literal - que nós mesmos e todo esse mundo ao nosso redor, que vemos, ouvimos e sentimos, existimos dentro de um computador construído por alguns civilização avançada.

Algum tempo depois, um artigo detalhado do filósofo Riccardo Manzotti e do cientista cognitivo Andrew Smart apareceu no portal Motherboard “Elon Musk está errado. Não vivemos numa simulação” (uma versão resumida do artigo em russo foi publicada pela Meduza).

A simulação é sempre objetos do mundo material que existem na realidade. A informação não existe separada dos átomos e elétrons, os mundos virtuais - dos computadores, que, por sua vez, fazem parte do mundo físico. Portanto, não podemos separar o “virtual” do “real”.

Uma simulação indistinguível da realidade deixa de ser uma simulação. O simples progresso tecnológico não torna os modelos virtuais mais realistas: uma maçã desenhada não se tornará mais real se adicionarmos ainda mais pixels a ela. Se criarmos uma maçã que possa ser comida – uma maçã de material químico e biológico – então, por definição, ela deixará de ser uma simulação.

Qualquer simulação precisa de um observador. Uma simulação é inseparável da consciência que a percebe. Mas o cérebro que serve como fonte de consciência não é um dispositivo de computação. Esta é uma máquina biológica extremamente complexa que dificilmente pode ser reproduzida por meio de componentes algorítmicos. Se for criada uma inteligência artificial completa, ela será muito diferente da humana.

Os oponentes acusam Musk de dualismo cartesiano e de idealismo platônico, que remonta aos primeiros debates filosóficos sobre a natureza da realidade. Na verdade, a sua hipótese sugere que a simulação pode de alguma forma ser separada da realidade material, bem como delinear o mundo básico, mais "real" - e as suas emanações virtuais. Não importa quantos níveis de simulação existam, eles são sempre assumidos como sendo um, o último, que é a fonte de todos os outros.

Mas para quem está dentro da simulação essa divisão não faz sentido. Se outros níveis de realidade mais autênticos não estão disponíveis para nós, então é inútil falar sobre eles. Tudo o que sabemos são maçãs reais, e não simuladas, mesmo que em algum nível “mais profundo” sejam uma simulação.

Essa disputa lembra a velha história de Borges sobre um país em que os cartógrafos criaram um mapa que, em tamanho e em todos os detalhes, era uma cópia exata do próprio país (essa metáfora, aliás, foi usada por Baudrillard em seu famoso trabalho Simulacra e Simulação).

Se um mapa é uma reprodução exata de um território, então há algum sentido na própria divisão entre “mapa e território”, “realidade e simulação”?

Além disso, o modelo de Musk revive as dificuldades teológicas nas quais as pessoas (na falta de uma melhor) gastaram os seus recursos intelectuais durante séculos. Se o mundo tem criadores, então por que existe tanto mal nele? Para que vivemos: é apenas uma experiência aleatória ou existe algum tipo de plano secreto em nossas vidas? É possível atingir esse nível de realidade muito “mais profundo” ou podemos apenas construir as nossas próprias suposições sobre isso?

A primeira questão, claro, pode ser respondida com as palavras do Agente Smith de Matrix de que “a humanidade como espécie não aceita a realidade sem sofrimento e pobreza”, então mesmo a realidade artificial deveria ser apenas isso. Mas isto não elimina as dificuldades básicas. Além disso, é muito fácil mudar aqui para a lógica da conspiração, assumindo que tudo ao redor é uma ilusão, fruto de uma conspiração de máquinas inteligentes (alienígenas, maçons, o governo dos EUA) contra a humanidade.

Em muitos aspectos, a hipótese da “virtualidade” é uma teologia disfarçada. Não pode ser provado e não pode ser refutado.

Talvez o lado mais vulnerável desta hipótese seja a suposição de que a consciência pode ser modelada usando tecnologia computacional. Nossos cérebros não são feitos de chips de silício e a computação algorítmica está longe de ser sua função principal. Se o cérebro é um computador, então é um computador mal ajustado, com muitos operadores e componentes conflitantes, sem propósito claro. A consciência humana não pode ser divorciada não só da matéria, mas também do meio ambiente – o contexto social e cultural do qual participa.

Até agora, ninguém tem provas fiáveis ​​de que todos estes componentes possam ser tecnicamente “simulados”. É provável que mesmo a inteligência artificial mais poderosa esteja tão longe da consciência humana quanto uma maçã real está de um logotipo. Maçã. Não será pior nem melhor, mas completamente diferente.

Na concepção do artigo foi utilizado um frame do filme Inception.