北京时间10月22日消息，据国外媒体报道，我们是否生活在模拟环境中?专家的答案是：我们生活在基本现实和模拟环境的概率各占50%!

　　在讨论物理定律时，滑稽演员提出独到见解令天体物理学家震惊的情况并不常见，但是近期播客节目《StarTalk》中，喜剧明星恰克·尼斯做到了。该节目主持人解释了模拟论证——我们可以成为生活在计算机模拟中的“虚拟人”。如果是这样的话，这种模拟很可能会依据需求而创造现实的感觉，而不是一直模拟所有的现实，就像优化后的电子游戏，只渲染玩家可见场景的一部分。作为节目主持人拍档的尼斯说：“也许是由于我们无法超越光速的原因，如果我们可以超越光速，我们就能到达另一个星系!”现场邀请的天体物理学家嘉宾称，或许我们生活在模拟环境之中，但需要软件工程师预先编程，并在这个模拟环境中输入一些限制条件。

　　像这样的对话似乎有些轻率，但自从2003年牛津大学科学家尼克·博斯特罗姆撰写一篇关于模拟论证的重要论文以来，哲学家、物理学家、技术专家，一直在努力论证我们的现实世界是一个“拟像”的观点。一些科学家还试图验证某些方法，让我们辨别自己是否是“模拟生物”，还有一些科学家则试图计算我们成为虚拟体的概率。

　　目前，最新分析表明，我们生活在基本现实和模拟环境的概率各占一半。但这项研究表明，如果人类具有模仿有意识生命的能力，我们成为他人电脑中虚拟居民的可能性也将大幅提高。这个结论需要注意的是，对于“意识”一词的含义，人们几乎无法达成相同观点，更不用说如何进行模拟。

　　2003年，博斯特罗姆设想存在一个技术更先进的文明，他们拥有强大的计算处理能力，并且他们营造模拟一个有意识存在的“现实环境”。在这种情况下，他的模拟论证表明以下“三难命题”中至少有一个肯定是正确的：首先，人类几乎总是在达到精通模拟的阶段之前就已灭绝;其次，即使人类到达这个阶段，他们也不太可能对模仿自己祖先历史感兴趣;第三，我们生活在模拟环境的概率接近50%。

　　在博斯特罗姆提出该设想之前，科幻电影《黑客帝国》就向观众呈现了不可思议的模拟现实技术，从柏拉图的洞穴寓言到庄周的蝴蝶梦，模拟现实理念已深深根植在西方和东方的哲学传统中。2016年，埃隆·马斯克在一次会议上声称，我们处于基本现实中的概率是十亿分之一!

　　美国哥伦比亚大学天文学家大卫·基平说：“如果你证实‘三难命题’中有一个或者两个是错误的，马斯克的观点就是对的。”

　　为了更好地验证博斯特罗姆的模拟论证，基平决定采用贝叶斯定理进行推理，这种分析法使用贝叶斯定理，该定理以18世纪英国统计学家托马斯·贝叶斯(Thomas Bayes)的名字命名。贝叶斯分析允许人们计算某件事发生的概率(称为“后验概率”)，首先要对被分析的事物做出假设(称为“先验概率”)。

　　基平一开始就将三难命题变成了二难命题，他将命题1和命题2合并成一个命题，因为在这两种情况下，最终的结果是没有模拟环境。因此，该三难命题将一个物理假设(没有模拟环境)和模拟假设(有一个基本现实，也有模拟环境)对立起来，你只需对每个假设模型分配一个先验概率。基平说：“我们只是假设了无差异原则，这是当你没有任何数据或者倾向性观点时的默认假设。”

　　所以每个假设的先验概率都是50%，就像人们要抛硬币来决定赌注一样。

　　分析工作的下一阶段需要考虑“经产现实(parous)”和“未经产现实(nulliparous)”，“经产现实”是指能够产生其他现实环境，而“未经产现实”是指不能模拟后代现实环境。如果这个物理假设是正确的，那么我们生活在无重力宇宙中的概率就很容易计算：100%!

　　基平随后证明即使在模拟假设中，大多数模拟现实也将是无效的。这是因为当模拟产生更多的模拟时，可供每一代子孙使用的计算资源就会减少到这样的程度：绝大多数现实环境没有必要通过计算能力来模拟后代现实环境，而后代现实环境有能力托管有意识的生命。

　　将这些因素输入贝叶斯公式中，就会得出答案：我们生活在基本现实的后验概率和我们生活在模拟环境的后验概率各占50%，只是倾向于基本现实的可能性略高一些。

　　如果人类创造一个模拟环境，里面存在有意识的人类，这些概率将会显著改变，因此这样的事件会改变我们之前物理假设分配的概率。基平说：“你可以立即排除这种假设，只留下模拟理论假设，从我们发明技术起，我们真实存在的可能性最多50%概率，也有可能我们不是真实存在的。”

　　基平的分析结果显示，依据目前的相关证据，马斯克认为我们生活在基本现实的可能性仅有十亿分之一，但他错了。博斯特罗姆指出，马斯克的观点与模拟论证并不冲突，模拟论证只断言了一些关于析取的观点，三难命题中有一个命题是真的。

　　但是博斯特罗姆对基平在分析初期对物理和模拟假设分配相同先验概率提出了质疑，他说：“在这里使用无差异原则是非常不可靠的，这样三难命题中每个命题都有三分之一的选择概率。”

　　像这样的“吹毛求疵”是有效的，因为没有证据倾向支持哪一个命题，如果我们能找到人类处于模拟环境的证据，该情况就会改变。你是否能发现科幻电影《黑客帝国》存在的问题吗?

　　美国加州理工学院计算数学专家霍曼·奥瓦迪(Houman Owhadi)思考了这个问题，他说：“如果该模拟空间具有无限的计算能力，你就不可能看到自己生活在虚拟现实之中，因为该环境可以计算出你想要的任何事物，达到你想要的真实程度。如果你能探测发现模拟环境，就必须从它的有限计算资源原理出发，再想一下电子游戏，许多电子游戏都依赖智能编程来最小化构建虚拟世界所需的计算量。”

　　对于奥瓦迪而言，探索这种潜在悖论最有希望的方法是通过量子物理实验，量子系统可以存在于叠加状态中，而这种叠加状态在数学抽象中被描述为“波动函数(wave function)”。在标准量子力学中，观测行为导致这个波函数随机坍缩至许多种可能状态中的一种。

　　目前，物理学家对于坍缩过程是否是真实的还是仅反映了我们对该系统认识的变化仍存在分歧，奥瓦迪说：“如果这仅是一个纯粹的模拟环境，就没有坍缩，当你看到它的时候，一切都已成现状，剩余部分只是模拟环境，就像我们正在玩电子游戏。”

　　为此奥瓦迪和他的同事对这项双缝实验进行了5种概念性变动，每一种设计都是为了进行排除模拟环境的可能性。但他承认当前还不知道这样的实验是否可行，这5种概念性变动的实验只是推测。

　　美国马里兰大学帕克分校物理学家Zohreh Davoudi也提出了类似的观点，即利用有限计算资源的模拟空间。她的研究重点是强相互作用力，即强核力——自然界四种基本力之一。强相互作用力是指将夸克结合在一起形成质子和中子，描述强相互作用力的方程式非常复杂，很难用分析方法解决。为了理解强相互用用，物理学家不得不进行数值模拟，与任何具有无限计算能力的假设超文明不同，他们必须依靠捷径方法使模拟计算有效可行，通常的方法是将时空看作是离散的，而不是连续的。迄今为止，研究人员从这种方法获得最先进的结果是模拟一个氢原子核，它是由两个质子和两个中子组成。

　　Zohreh Davoudi说：“很自然，人们会问：如果你现在能模拟一个原子核，或许10年后，我们就能模拟一个更大的原子核;也许20-30年，我们就能制造出一个分子;50年后，谁知道呢，或许我们能模拟几厘米大小的事物;或许100年后，我们就可以模拟人类大脑。传统计算机系统很快将出现技术瓶颈，在未来10-20年里，我们将真实看到物理系统传统模拟技术的局限性。”因此，她将目光转向量子计算，量子计算依靠叠加和其他量子效应，使某些通过传统方法无法解决的计算问题变得容易处理。

　　她指出，如果量子计算真的实现了，在某种意义上对于我们而言它是一个大规模、可靠的计算选项，那么我们将进入一个完全不同的模拟时代。我开始考虑如果我有一台可运行的量子计算机，如果进行强相互作用物理学和原子核的模拟计算。

　　所有这些因素都有助于Zohreh Davoudi对模拟假说进行推测，如果我们的现实世界是一个模拟空间，那么这个模拟器很可能是离散化时空，从而节省大量计算资源(当然，假设它使用与我们物理学家相同的机制进行模拟)。这种离散化时空的特征可能在高能宇宙射线到达的方向上被观测到：由于所谓的旋转对称的破坏，它们在空中存在一个优先定向。

　　Zohreh Davoudi说：“迄今望远镜还没有观测到任何偏离旋转不变性的现象，即使这样的效果能够观测到，它也不能构成我们生活在模拟环境中确凿证据，基本现实本身也可以有类似的属性。”

　　尽管基平有自己的研究项目，但他仍然担心模拟假设的深入研究将寸步难行、如履薄冰，我们是否生活在模拟环境，这是不可预测的，如果它不能证伪，那你怎么能说这是真正的科学呢?

　　对基平而言，有一个更明显的答案：奥卡姆剃刀定律，即在没有其他证据的情况下，简单的解释更有可能是正确的。“人类生活在模拟世界”是研究人员煞费苦心提出的一种构想，假设现实嵌套在现实之上，而且模拟的实体永远也不知道自己是在模拟世界之中。基平说：“因为它首先是一个非常复杂、精密的模型，用奥卡姆剃刀定律来解释，它确实应该被否定，而不是一个简单的自然解释。”

　　也许我们生活在一个基本现实的世界中，尽管我们的生活中有科幻电影《黑客帝国》、提出大胆猜测的科技大亨埃隆·马斯克，以及量子物理等。(叶倾城)