Žijeme v extrémně detailní simulaci celého vesmíru? Zní to dost science-fantasticky, ale je to kupodivu reálný problém, kterým se zabývají standardní fyzici. Lidé si obvykle představí Matrix s vyholenými nešťastníky v lidských elektrárnách, takže je taková představa dost děsí. Taková simulace by to ale samozřejmě být neměla.
S nápadem, že žijeme v simulované realitě, přišel v roce 2003 oxfordský vizionář Nick Bostrom. Stručně řečeno, Bostrom předpokládá, že vývoj civilizací spěje k superpočítačům, jejichž možnosti jsou zcela mimo naši představivost. A že takové superpočítače z nějakých důvodů spouštějí extrémně detailní simulace celých vesmírů. Pokud je to pravda, tak by podle Bostroma měl počet simulovaných realit podstatně přečíslit počet reálných realit. Z toho by pak plynulo, čistě statisticky, že žijeme spíše v simulaci.
Názory se různí. Slavný astrofyzik Neil deGrasse Tyson tipuje, že žijeme v simulaci s pravděpodobností jedna ku jedné. Technologický magnát, který příliš často sleduje filmy o terminátorech, tedy Elon Musk, se obává, že máme jen zcela mizivou šanci žít ve skutečném světě. Vidí to tak na jednu k miliardě. Podle Michaela Irwinga z webu New Atlas se vlastně není co divit. Za zvolením Trumpa americkým prezidentem prý nemůže být nikdo jiný, než nějaký znuděný hráč vesmírné verze Sim City.
Do problému se simulovaností vesmíru se teď vložili teoretičtí fyzici z Oxfordu a Hebrejské univerzity v Jeruzalémě Zohar Ringel a Dmitry Kovrizhin. Ve svém výzkumu, který publikoval časopis Science Advances, se nezabývali celým vesmírem, ale termálním kvantovým Hallovým jevem v kovech. Hallův jev přitom obecně představuje vznik elektrického pole za současného působení vnějšího elektrického a magnetického pole. Termální kvantový Hallův jev je v jazyce kvantové fyziky gravitační anomálií (gravitational anomaly), tedy velmi zjednodušeně řečeno, představuje problém se symetriemi.
O těchto anomáliích se ví již dlouho, je ale velmi obtížné je detekovat a studovat. Ringel s Kovrizhinem na to šli tak, že se pokoušeli vytvořit počítačovou simulaci zmíněné anomálie. Použili k tomu proslulou metodu Monte Carlo, což jsou algoritmy k simulaci systémů, které využívají pseudonáhodná čísla. Kvantový systém chtěli simulovat kvantovou verzí Monte Carla. Namísto simulace ovšem dospěli k důkazu, že taková simulace je principiálně nemožná. Kvantové systémy, jako je Hallův jev, jsou podle nich natolik složité, že je nelze simulovat. Ringelovi a Kovrizhinovi se tam objevují záporná množství a nekonečné počty možností, což se nesimuluje právě snadno.
Z jejich výzkumu je možné vyvodit, že simulování jen pár set elektronů by vyžadovalo počítač, jehož paměť by musela více atomů, než kolik jich je v celém vesmíru. Pokud to platí, tak by to mohla být konečná pro veškeré úvahy o simulovaných vesmírech. Jenomže to není vůbec jisté. Po vlně článků jásajících nad nemožností simulovat vesmír, se přivalila vlna článků s protiargumenty. Ringel s Kovrizhinem simulovatelnost vesmíru nijak nezkoumali. Ostatně podle samotného Ringela, kdo ví, co všechno by zvládly superpočítače hodně pokročilých civilizací?
Co asi můžeme vymyslet o technologiích, o nichž se nám zatím ani nesnilo? Jsme v situaci domorodců, kteří by se vsadili, že lidé nemohou létat. Doslova vzato to tak je, lidé skutečně létat nemohou. To ale neznamená, že se nikdy nedostaneme nad mraky. Jak přiznává Avery Thompson z webu Popular Mechanics, jsme vlastně tam, kde jsme byli. Zatím není jasné, jestli žijeme v simulaci vesmíru. Anebo nežijeme?
Video: Is life a video game? / Elon Musk / Code Conference 2016
Literatura
New Atlas 3. 10. 2017, Popular Mechanics 4. 10. 2017, Oxford University 27. 9. 2017, Science Advances 3: e1701758.
Kvantový Hallův jev za pokojové teploty
Autor: Stanislav Mihulka (18.02.2007)
Žijeme uvnitř počítačové simulace?
Autor: Stanislav Mihulka (17.12.2012)
Simulační paradoxy
Autor: Pavel Houser (17.04.2017)
Diskuze:
pojmy
Jakub Beneš,2017-10-11 03:46:42
Pane Mihulko, musím vás pokárat za naprosto zbytečné a hloupé použití pojmu domorodec :) jak tento pojem souvisí s přesvědčením, že lidé nemohou létat? Vy jste domorodec, já jsem domorodec. Je jím každý, kdo žije tam kde se narodil. Vy jste zřejmě měl na mysli technicky nevzdělané lidi, například evropany 15 století? :) ale spíše technicky nevzdělané národy, těmito evropany objevované po celém světě, kteří skutečně ve chvíli objevení byli domorodci.
Skutečnost s simulace
Josef Nýč,2017-10-10 07:27:26
Je velice krásné, jak pracuje lidská představivost. Přísloví říká velice pravdivě. že v jednoduchosti je síla. A tak veškeré komplikované představy o našem bytí a vesmíru jsou
velice krásné sci-fi. Na základě toho vznikají díla, která se mi líbí, ale donutila mne
přemýšlet. Na závěr nejsem přesvědčen o simulaci vesmíru
Sen o mindful
Am Ad,2017-10-09 18:00:48
Co kdyby se fyzikovi zdál sen, že žije v tomto složitém vesmíru, v práci provádí v článku pospané výpočty, ze kterých mu vyjde, že simulace vesmíru je nemožná.
A pak se najednou probudil a zjistil, že to vše byl jen mizerný sen, na jehož simulaci teoreticky stačil jeden lidský mozek :-)
Kouknout za hranice matrixu, o to šlo např. v budhistickém Osvícení. Ale to v současné době je téměř nemožné dosáhnout (současný styl života lidí, současný styl okolního světa, problém najít ne-falešného gurua, nebezpečí pádu do psychiatrického onemocnění).
Lze snad v tomto životě jen zachytit dotyk anti-matrixu skrze metodu mindful, která je jednoduchá a relativně bezpečná, vychází z tisíce let staré východní duchovní nauky, zároveň však nyní potvrzena současnými výzkumy psychologů pomocí nejmodernějších zobrazovacích real-time CT metod.
Důkaz
Jiří Svejkovský,2017-10-09 07:53:41
Víte proč v každém okamžiku velká část lidí na světě spí? Protože hardware, na kterém ta simulace běží nemá dostatečnou kapacitu.
The Scale of the Universe
Peter Somatz,2017-10-08 16:40:20
http://htwins.net/scale/
Elektron ma 10E-18m, kvantova pena, struny 10E-35m, co je rozdiel 17 dlzkovych radov. Ak by sme chceli simulovat 3d mriezku s takym rozlisenim, tak pamatova narocnost je 51 radov. To uz by chcelo poriadny pocitac. Avsak, kvantova mechanika, teoria poli vie vela veci ratat/predpovedat, aj bez toho aby simulovali vsetky kococky priestoru, ked sa vytvori zodpovedajuco zjednoduseny model. Ved v Dubne napr. celkom uspesne predpovedaju ostrovy stability pre supertazke prvky. A je X dalsich aplikacii, kde sa tieto teorie uspesne realizuju.
Ale tipol by som si, ze Planckova dlzka, skoro urcite este nie je koniec. Pod nou odhadujem dalsich, tak 62+ dlzkovych radov (tak aby struktura vnutri 1 Planckovej dlzky, bola zlozitejsia ako tieto dlzky naskladane vedla seba cez cely pozorovatelny vesmir - aby to odradilo aj toho najzarytejsieho simulanta). A na konci... obvod s 3-ma nozickami, realizujuci nejaku jednoduchu operaciu. Napr. nieco na sposob celularnych automatov. https://en.wikipedia.org/wiki/Rule_110
A cez tolko radov + za posobenia evolucie, aj na tych najnizsich leveloch, nam to generuje taku fyziku, aku mame.
To ci sme, alebo nie sme simulovani sa z nasho pohladu neda zistit. Tipol by som si, ze nie sme. Ale ak ano, tak nam to moze byt vcelku jedno. Pretoze dany obrovity pozorovatel bude situacii nas, ktory pozorujeme nejaky mikroskopicky jav, ktory sa udeje sa napr. femtosekundu.
Re: The Scale of the Universe
Martin X,2017-10-09 10:33:32
Nesimuluje sa cely Vesmir, simuluje sa len interakcia s pozorovatelom. Teda na urovni Planckovej dlzky sa simuluje len vtedy, ak pozorovatel vykonava merania v tomto rozsahu.
Hypoteza, ze nas Vesmir je simulovany, elegantne vysvetluje nielen "problem kvantoveho merania", teda, ze namerana hodnota "vznika" az v case merania, ako ukazuju niektore experimenty ale aj Heisenbergov princip neurcitosti (tam sa naraza na limit najmensieho elementu simulacie) aj limit rychlosti svetla (tam sa naraza na limit datoveho prenosu simulacneho prostredia).
To že něco neumím, neznamená, že to nejde
Josef Skramusky,2017-10-08 15:22:37
Tedy - vědci předvedli důkaz , že s použitím metody Monte Carlo na určitém HW (předpokládám že neuvažovali např. kvantové počítače) vede za určitých (nebo možná všech) podmínek k extrémní výpočetní náročnosti. Samozřejmě to nic neříká o složitosti a realizovatelnosti takové simulace při využití jiných metod a / nebo HW.
Domnívám se naopak, že je zde nezvratný důkaz, že lze takovou "simulaci" realizovat, neboť to dělá příroda a pravděpodobně k tomu nepotřebuje "výkon" nějakým způsobem odpovídající všem atomům ve vesmíru.
Tento problem
Jiří K.,2017-10-08 11:13:12
Tento problem spada do kategorie paradoxu Čajove konvicky. Nezalezi totiz na tom, je-li tolik simulovanych realit a v nich pote dalsi simulovane reality. Mozna jo a mozna ne. Co je totiz dulezite je to, ze kdyz to nemuzete nijak dokazat ani vyvratit, nema smysl se tim zabyvat. Je to jen takova zajimava myslenka ala Matrix, ale to je tak vsechno, na ziti nasich zivotu to nema zadny vliv. A trochu z praktickeho hlediska, pokud nejaky nerd vedec tape, jestli zije v te prave realite, doporucuju mu jit pred zrcadlo a dat si facku - vsak mu bude hned jasne, jestli zije v te "prave".
Re: Tento problem
Jiří K.,2017-10-08 11:16:55
Jako lepsi alternativu k facce, pro nerdovskeho vedce vsak trochu vic nedostupnou, je najit si zenskou a alespon jednou v zivote si zasukat.
Jo a vcelku me fascinuje vtipna zminka o Trumpovi tady. Snad by tam nechtel ten akademicky posuk, ktery ji vymyslel, sedet misto nej - to by si teda vsichni pomohli, kdyby USA vladl nejaky polomuz.
Re: Tento problem
Jiří K.,2017-10-08 11:24:33
A trochu k pocitacum. V predstavach hodne lidi jsou nerealne predstavy, co vsechno budou pocitace jednou schopny simulovat. To ale neni zdaleka pravda, viz Teorie informatiky. Napr. takovy Problem obchodniho cestujiciho - 99% lidi na teto planete si ani neuvedomi, jak vypocetne narocny tento v podstate v principu jednoduchy problem je uz pri relativne malem poctu uzlu v grafu. Viz vysledek o pocitaci o pameti, ktera by musela mit vice atomu nez jich je ve vesmiru.
Re: Re: Tento problem
Jan Rehak,2017-10-08 20:59:08
Obchodnemu cestujucemu staci linearne vela pamati, iba to dlhsie trva. Je pravda, ze v teorii mame narocne problemy (NP tazke), ale v prirode sa ich narocne verzie nejak nevyskytuju. Vseobecna najkratsia cesta je tiez NP tazka, ale ked sa obmedzime na kladne hrany, tak uz sme v P.
Naviac NP uplne problemy je mozne riesit s orakulom v polynomialnom case. Nemoze byt simulator orakulom? Nastavi si vstupne podmienky ako chce, aby to vyslo.
Re: Tento problem
Marek Dendes,2017-10-08 15:53:26
nesuhlasim... jednak zatial nieje jednoznacne jadne ci je mozne definitivne simulaciu vyvratit alebo potvrdit... v pripade ze by sa potvrdila - nvieme vobec aky dopad by zistenia z toho prameniace malu na nase aktualne poznanie sveta a napriklad ake nove mozne aplikacie pre prax by z toho vyplynuli.. mozno je to cesta ako spojit relativitu s kvantovou fyzikou ? najt riesenie zatual neriesitelnych a casto nepochopitelnych vedeckych zahad ? Je to predne o tom istom o com cela veda - hladanie poznania a odpovedi na otazky... Zmysel to ma...
Velký omyl
Pavel Foltán,2017-10-08 10:16:10
Jste všichni na omylu — existuji pouze JÁ a vy ostatní, včetně autora článku pana Mihulky a diskutujících a celého světa a vesmíru se mi jen zdáte.
Proč složitě simulovat celý Vesmír, když stačí mi na vstupy přivést jeho obraz včetně všeho dění.
Obrovská úspora techniky i nákladů. Po smyslu tohoto se mne neptejte, ten mi zatím nasimulován nebyl.
:-)
Re: Velký omyl
David Dobeš,2017-10-09 12:42:41
Přesně, vidím to úplně stejně. Existuji jen já. Teď se mi "zdá", že komunikuji přes monitor s nějakím (neexistujícím) panem Foltánem. Ale není mi jasné, proč do té simulace museli strkat některé ošklivé věci (např. tsunami s tisíci mrtvých, Ovčáčka, nebo můj vyschlý účet).
Re: Re: Velký omyl
Pavel Foltán,2017-10-09 15:32:19
Pane Dobeši, a teď si představte poněkud vyšší level – možnost, dostat se jako postava ve virtuálu k nastaveným hodnotám své postavy.
Ve vašem případě např. výše hodnoty na vašem účtu.
Nebo jako ve hrách možnost sbírání "lékárniček", mód neviditelnosti a jiné špumprnákle. To by byl teprve mazec.
Koprfíldové by záviděli. Nebo nezáviděli? Už to tak dávno dělají?
Vesmírný simulátor neexistuje.
Vlastislav Výprachtický,2017-10-08 07:13:57
Nelze z fantazie několika jedinců vycházet pro řešení pojetí vesmíru a života. Superpočítače mohou takovou fantazii ještě doplnit, to však nevyřeší realitní podstatu jako celku. Soubory událostí, které se v reálném životě vyskytují nelze dle mého názoru ani naprogramovat. Lidé kteří odstraňují následky katastrof rozhodně takto nemyslí, spíše tyto teoretické úvahy mohou snad dobře posloužit pro zdůvodnění nevhodných činů. Ale děkujme, že můžeme svobodně myslet bez vymývání mozku superpočítačem a jeho permanentně aktualizovaných simulačních programů.
Re: Vesmírný simulátor neexistuje.
Milan Krnic,2017-10-08 08:23:32
Svobodná mysl je pouze iluze. Nic se neděje "jen tak, z ničeho nic", náš svět je kauzální. Kdy obdobná simulace nutně závisí na uchopení základních stavebních kamenů světa, a ty neznáme, natož pak, abychom je dokázali uchopit (např. úvahové struny). Obecně vzato by to samozřejmě šlo, ale to jsou pohádky :)
Re: Re: Vesmírný simulátor neexistuje.
Bohumír Tichánek,2017-10-08 10:44:03
Vytvořit simulovaný svět - virtuální realitu - nezkušenému člověku, který by nevěděl o skutečném světě, zapomněl by na něho. Dostával by zrakové informace se 100x více body, než mají dnes běžné PC monitory. I další smyslové informace. Asi by usoudil, že větší svět, než jeho realita, být nemůže? Podobně úryvek:
"Z jejich výzkumu je možné vyvodit, že simulování jen pár set elektronů by vyžadovalo počítač, jehož paměť by musela více atomů, než kolik jich je v celém vesmíru. Pokud to platí, tak by to mohla být konečná pro veškeré úvahy o simulovaných vesmírech. Jenomže to není vůbec jisté."
Re: Re: Re: Vesmírný simulátor neexistuje.
Milan Krnic,2017-10-08 11:16:33
Vzhledem k té kauzalitě by bylo nutné nasimulovat svět s vhodnými okolnostmi. Jenže ty okolnosti jsou při bližším pohledu komplexní záležitost (jsoucno, což bude dejme tomu Vesmír), a jsme nahraní. Přirovnám to k množinám. My, podmnožina jsoucna, neobsáhneme svou nadmnožinu, ono jsoucno. Že by to mohl udělat někdo v nadmnožině naší nadmnožiny (nějaké mimojsoucné civilizace), o tom žádná. Tak ale s tím nic nenaděláme. Stačí už ta samotná úvaha kauzality.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
