Não estamos vivendo em uma simulação. Provavelmente.

Uma nova pesquisa sugere que é impossível, mas a Hipótese da Simulação é o debate existencial moderno que simplesmente não morre.

Não estamos vivendo em uma simulação. Provavelmente.

Boas notícias a todos: de acordo com novas pesquisas em física, a realidade provavelmente não é uma simulação de computador quântica projetada por uma civilização alienígena hiperavançada.

Tira uma carga, não é?

Para fazer backup: Hipótese de Simulação , às vezes chamado de Argumento da Simulação, é um conceito que está circulando nos círculos científicos há vários anos - e nas histórias de ficção científica há várias décadas antes disso. A essência, de acordo com os proponentes, é que toda a realidade é, na verdade, uma simulação de computador incrivelmente complexa criada por uma civilização avançada. Esta civilização controladora pode ser uma cultura alienígena existente ou pode ser uma iteração futura da humanidade, uma das muitas geradas no futuro multiverso de realidades paralelas.



Oh, é uma viagem, cara. Embora a ideia em si não seja particularmente nova - estamos todos familiarizados com O Matrix filmes - o que muitas pessoas não sabem é que a hipótese da simulação é considerada totalmente válida, até onde vai, por uma ampla gama de filósofos, matemáticos, físicos e metafísicos. No Debate Memorial Isaac Asimov 2016 em Washington, D.C., o astrofísico Neil deGrasse Tyson apresentou um debate de duas horas sobre o assunto. Elon Musk sugeriu que, considerado de um certo ponto de vista, é praticamente uma fechadura que estamos vivendo dentro de algum tipo de disco rígido cósmico.

[Animação: usuário do Flickr Topher McCulloch ]

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O cerne do argumento - talvez feito com mais veemência pelos filósofos David Chalmers e Nick Bostrom - preocupa-se com a incrível taxa de avanço do computador que vimos nas últimas décadas, especificamente com jogos e simulações. Passamos do Atari 2600 para a realidade virtual de alta resolução em quarenta e alguns anos. Projetando essa taxa de avanço para a frente, quantidades impensáveis ​​de poder de computação estarão disponíveis para espécies avançadas, seja a nossa ou outras no universo, que gostariam de criar a [simulação] cósmica definitiva. Esses sims reproduziriam essencialmente a realidade física até o nível subatômico. Humanos aproximados dentro da simulação - somos nós - seriam entidades conscientes.

Se você assumir qualquer taxa de melhoria, então as [simulações] se tornarão indistinguíveis da realidade, Musk diz .

Alguns proponentes da ideia vão um passo adiante: Se os computadores futuros podem gerar universos simulados ilimitados, então a probabilidade de nossa realidade atual ser o universo original, ou a Realidade Primária, é realmente muito pequena. Na verdade, é estatisticamente provável que já estejamos vivendo dentro de algum tipo de construção cósmica computacional.

Resumindo: estamos na Matrix.



[Animação: usuário do Flickr Caleb Roenigk ]

Faça as contas

Claramente, a hipótese de simulação depende de várias suposições-chave: As civilizações avançadas e / ou futuras sobreviverão tempo suficiente para desenvolver essa tecnologia? Eles rodarão essas simulações na Terra do século 21? Os avatares de simulação avançada poderiam realmente existir como entidades conscientes e autoconscientes? Estas são algumas das razões, tecnicamente falando, que o conceito de simulação é propriamente designado como uma hipótese e não uma teoria completa.

Em outubro de 2017, uma equipe de matemáticos e físicos publicou um artigo de pesquisa que faz uma abordagem admiravelmente direta e de dois punhos para a questão. Eles decidiram chegar ao fundo das coisas usando alguns computadores muito poderosos para processar alguns números pesados.

A conclusão: com base em tudo que sabemos agora sobre física e computadores, é matematicamente impossível que o universo conhecido seja uma simulação de computador. Os físicos teóricos Zohar Ringel e Dmitry L. Kovrizhin - da Universidade de Oxford e da Universidade Hebraica de Israel - publicaram suas descobertas na prestigiosa revista Avanços da Ciência . Se você fala matemática, você pode Li tudo sobre isso .

Já que eu não tenho um PhD ou três, Kovrizhin gentilmente concordou em dividir para mim. Enviando um e-mail de seu laboratório em Oxford, ele escreve que para simular real e verdadeiramente o universo, nosso computador futuro hipotético precisaria replicar fenômenos até o nível quântico.

[Animação: usuário do Flickr Michael Himbeault ]

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Na mecânica quântica, que é a base para o entendimento da natureza, um sistema de partículas é descrito por um hamiltoniano, um objeto que pode ser escrito como uma matriz, diz Kovrizhin. Para simular um sistema mecânico quântico, seria necessário, em geral, diagonalizar essa matriz em um computador, o que é uma tarefa computacionalmente difícil quando o tamanho da matriz torna-se grande.

De acordo com as melhores aproximações da equipe de pesquisa, seria necessário um terabyte de RAM para armazenar apenas 20 spins de uma única partícula no nível quântico.

Se alguém tentar extrapolar isso para algumas centenas de spins, construir um computador com essa memória exigiria mais átomos do que existem no universo, diz Kovrizhin.

É muito mais complicado do que isso, como você pode imaginar. Corresponder a Kovrizhin é muito divertido se você gosta de discutir o Equação de Schrödinger e quantum Monte Carlo , que é provavelmente o algoritmo mais eficiente possível para simular partículas quânticas, e aquele em que sua pesquisa se concentrou. Um detalhe importante é que Kovrizhin e seus colegas não se propuseram a provar ou refutar a hipótese de simulação. Suas conclusões foram uma espécie de efeito colateral gerado por um estudo separado sobre sistemas quânticos e algoritmos computacionais. Em última análise, a nova pesquisa indica apenas que civilizações avançadas não podiam simular o universo conhecido usando nosso conhecimento atual da tecnologia de computação.

É perfeitamente possível, claro, que as civilizações futuras terão desenvolvido tecnologias e sistemas de computação que nem podemos imaginar neste momento. Isso nos leva de volta à questão fundamental: se estamos em uma simulação avançada, não é possível que todos os nossos cálculos - tudo o que pensamos que sabemos sobre a complexidade impossível do reino quântico - seja apenas parte da simulação?

Esta é uma questão filosófica interessante, diz Kovrizhin. Mas está fora da física, então prefiro não comentar sobre isso.

La La Land

Este é o ponto de partida a partir do qual a conjectura sobre a Hipótese de Simulação se torna genuinamente maluca. O debate se torna tão abstrato que saímos do reino da ciência e entramos em áreas mais nocionais da religião e da cosmologia. A física se transforma em metafísica.

Se realmente existe uma civilização alienígena ou entidade poderosa o suficiente para simular a realidade até o nível quântico, então como isso é diferente dos conceitos teológicos de panteões divinos ou do Motor Principal criando o céu e a terra? Pense nisso por muito tempo, e a mente começa a formar um loop recursivo, uma faixa de especulação existencial de Möbius. É um ótimo tópico de festa - pegue seu alcalóide favorito e vá em frente.

Matemático Marcus Noack passou muito tempo profissional e discricionário contemplando a hipótese de simulação. Atualmente é pesquisador de pós-doutorado no Lawrence Berkeley National Lab ( endereço: 1 Cyclotron Road ), Noack se especializou em física computacional - o único ramo da ciência talvez mais bem equipado para lidar com o conceito de simulação cósmica.

De um ponto de vista estritamente racional e consciente do hardware, Noack é cético. Ele concorda com a recente pesquisa matemática de que os computadores, como os entendemos agora no ano de 2018, nunca serão capazes de simular um universo inteiro.

[Animação: usuário do Flickr Centro de vôo espacial Goddard da NASA ]

Quanto mais poder de computação eu quero, maior deve ser o computador, diz Noack. Isso porque os discos rígidos são coisas físicas reais que posso tocar. Se eu quiser modelar com precisão o universo - o movimento de cada partícula subatômica no cosmos, a partir do Big Bang em diante - não é possível. Não posso exagerar o quão longe essa ideia está da realidade da computação como a conhecemos hoje.

De um ponto de vista mais existencial, entretanto, Noack admite que há muito espaço de manobra na ideia.

Vamos apenas dizer que há uma civilização futura que aperfeiçoou isso, que tem tecnologias que não conhecemos, diz ele. Bem, o que você está fazendo na física computacional é, você está modelando o mundo. Se esse modelo estiver completo, e realmente estivermos dentro dele, não saberemos. Em certo sentido, não podemos saber. Não há chance de olharmos para o horizonte e ver que estamos em uma simulação.

Tiffany Li, bolsista residente do Projeto Sociedade da Informação da Escola de Direito de Yale, concorda em princípio com essa avaliação. Como advogado especializado em tecnologia e ciência da informação, Li é totalmente proficiente com as ferramentas do ofício: lógica, argumento, retórica. Ela aborda o problema como uma questão de epistemologia - como sabemos o que pensamos que sabemos?

Filosoficamente, é claro, acho que a maioria dos estudiosos concordaria que é muito difícil provar qualquer coisa nesta região, disse Li, falando de seu escritório em Yale. A questão do que é a realidade, ou se o que percebemos é real, são questões que atormentam os filósofos há milênios.

Li sugere que a hipótese de simulação se encaixa perfeitamente em uma longa tradição de especulação existencial que podemos rastrear desde os tempos antigos - a parábola taoísta do Sonho de borboleta , por exemplo, todo o caminho até O Matrix filmes .

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Ou que tal Descartes? ela sugere. Penso, logo existo (Penso, logo existo). Isso é muito semelhante. Isso foi por volta de 1600 e ele está enfrentando o mesmo problema. Como determinamos o que é real?

Comece perguntando ou clicando e você verá que muitas pessoas foram direto para a toca do coelho que é a Hipótese de Simulação. O roteirista de TV e personalidade da mídia Rick Rosner - às vezes considerado o maior segundo homem mais inteligente - está entre muitos que especularam sobre potenciais rasgos na Matriz. Você pode ter ouvido algumas dessas teorias, sobre o Ursos Berenstain e a La La Land / Moonlight confusão no Oscars de 2017 . A ideia é que, de vez em quando, algo desliza para o lado em nosso universo simulado, nos dando uma espiada por trás da cortina cósmica.

Rosner adota uma abordagem contrária: ele está menos interessado nesses supostos deslizes da realidade do que na ausência conspícua de tais falhas, historicamente. Se a Matrix congelar, provavelmente não veremos.

Nosso universo parece ter 13,8 bilhões de anos e parece ter se desenvolvido de forma constante, sem falhas ou sinais de intervenção externa, diz Rosner. Então, com uma simulação tão vasta e autoconsistente, as chances de que ela comece a se desfazer quando e onde formos capazes de vê-la são quase zero.



[Animação: usuário do Flickr Katja Schulz ]

E daí

Conjecturas imprudentes são boas e corretas, é claro. É praticamente o passatempo nacional da nossa espécie. Evidentemente, um princípio que rege a condição humana é que não podemos saber, existencialmente falando, o que diabos está acontecendo. Mas, no final do dia cósmico, uma única questão prática permanece: se você descobrisse - amanhã por volta do meio-dia, digamos - que o universo é de fato uma simulação de computador, ele mudaria alguma coisa? Faria diferença em como você vive o dia-a-dia?

Não para mim, não seria, diz Noack, que tem muito para mantê-lo ocupado no laboratório de Lawrence Berkeley. Por uma questão prática, diz Noack, não há sentido em realmente tomar uma decisão sobre o assunto. Não podemos saber com certeza, e amanhã virá de qualquer maneira.

Estamos tentando fazer essa distinção - estamos vivendo em uma simulação ou não? ele diz. Talvez não haja diferença.

Eu contesto.

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Mesmo que algum dia descobríssemos que vivemos na Matriz, não há literalmente nada que sugira que haja uma saída para isso, diz ela. Não há para onde escapar. Não faz sentido.

Em vez disso, Li sugere que todos deveriam permanecer calmos e seguir em frente.

É um experimento de pensamento muito bom e útil para fazer as pessoas pensarem sobre conceitos filosóficos, diz ela. Mas também é importante investir nossos recursos e nossa energia para resolver os problemas que vemos no mundo real agora.

Seja o que for este mundo.