長久以來，隨著計算機技術的高速發(fā)展，人們已經(jīng)可以在計算機中用代碼創(chuàng)造出一個逼真的世界，我們玩的許多游戲都是如此。這讓人們不禁產(chǎn)生了這樣一種懷疑：我們所處的世界會不會也是被一臺非常強大的電腦模擬出來的，而我們也正被一種未知的高級文明觀察著、操控著，整個世界隨時有可能崩塌消失？

有很多科幻作品都是基于這種細思極恐的想象，比如在《三重模擬》這部虛擬現(xiàn)實題材的科幻小說中，科學家為了研究市場營銷，在電腦里建造了一座虛構的城市，里面的人卻對此渾然不覺，只有一個個體覺察到了真相；在電影《黑客帝國》中，一名黑客發(fā)現(xiàn)了看似正常的現(xiàn)實世界實際上由一個計算機人工智能系統(tǒng)控制的……

電影《黑客帝國》中的模擬世界。| 圖片來源：《黑客帝國》

撇開科幻作品，我們現(xiàn)在感知到的世界是被模擬出來的可能性有多大呢？埃隆·馬斯克曾經(jīng)提出，我們現(xiàn)在處于一個真實世界的概率只有億分之一?，F(xiàn)實是否真的如此悲觀？

加拿大蒙特利爾大學的Alexandre Bibeau-Delisle和Gilles Brassard近期在arxiv預印本平臺上發(fā)表論文，他們通過類似德雷克方程的方法，對我們存在于計算機模擬中究竟有多大概率這一問題進行了嚴謹?shù)姆治鐾茖А?/p>

1951年，費米提出悖論：理論上宇宙中存在著大量的智慧生命，人類卻從未探測到任何關于外星文明的蛛絲馬跡。這條悖論可以被德雷克提出的一則公式來解釋，德雷克的公式可以用來推測“可能與我們接觸的銀河系內(nèi)外星高智文明的數(shù)量”，它通常被稱為德雷克方程。

德雷克方程。

在新的研究中，Bibeau-Delisle和Brassard參照德雷克方程的形式，寫出了關于人身處模擬世界的方程：

緊接著，他們根據(jù)這條公式推導出了所有個體中被模擬出的個體所占的比例：

由于Rcal可以是一個很大的數(shù)值，經(jīng)過簡單的數(shù)學推理就可以發(fā)現(xiàn)，如果fCivfDed≈0，則fsim≈0，也就是說，我們極大可能生活在一個真實的世界中。否則，fsim≈1，我們極大可能生活在模擬的世界中。因此，fCiv和fDed的數(shù)值是答案的關鍵。

如果fDed≈0，意味著高等文明并不會將計算能力投入到意識模擬中去。這種情形并不太可能發(fā)生，因為創(chuàng)造出個體具有意識的模擬世界，可以極大地幫助進行社會學研究以及戰(zhàn)略規(guī)劃。

而如果fCiv≈0，則表明幾乎所有智慧生物都將無法發(fā)展到文明水平，這反而可能會帶來更多“隱患”。創(chuàng)造出毀滅文明的高殺傷力武器，可能比掌握模擬意識所需的算力在技術上更為簡單可行。很有可能，在掌握意識模擬的技術之前，人類文明已經(jīng)走向自我毀滅。這似乎也應和了馬斯克曾說過的，“我們要么有能力讓模擬與現(xiàn)實難以區(qū)分，要么文明將不復存在”。

總結來說，這個模型似乎在說，人類文明要么僅僅是高智文明的模擬結果，要么將走向自我毀滅。但我們也不必如此悲觀，人類現(xiàn)在對意識模擬僅有初步的認識，模型對現(xiàn)實世界進行了大量簡化，它還沒有能力精確地反應現(xiàn)實。

但如果我們真的處于一個模擬的世界中，我們該做什么呢？就像在游戲世界中或者物理模擬中一樣，虛擬世界中的人無法探測到來自外部世界的觀察，也無法離開虛擬世界。甚至如果模擬機器出現(xiàn)了故障或者信號問題，模擬出的世界也會隨之坍塌。

但通常，模擬一個世界是很難做到完美的，任何微小的計算錯誤都可能會對虛擬世界產(chǎn)生明顯的影響。比如說，在游戲世界中，穿模的情況會時常發(fā)生：由于碰撞體積的設定失誤或是引擎的計算能力有限，兩個物體的碰撞時會相互穿透疊加。

如果我們在一個虛擬世界里，則很有可能會探測到一些不合邏輯的物理規(guī)律，以此就能推斷出我們所處的世界并非真實。

另外，經(jīng)典系統(tǒng)很難模擬出量子物理中的現(xiàn)象，像是我們所觀察到的如物質(zhì)波、量子隧穿、量子糾纏等現(xiàn)象，這需要在一臺量子計算機上才能被模擬出來。

量子物理中一些有代表性的現(xiàn)象。| 圖片來源：Arndt et al. (2009)

然而，量子計算機在處理大量信息時會損壞模擬的內(nèi)容:材料的結構取決于電子的量子態(tài)的疊加。在量子物理中，如果需要精確地知道物體的位置，則需要極大的動能，這一動能甚至可以摧毀模擬出來的物體。因此，如果有一個觀察者從外部世界觀察人類世界的話，并不能觀察到關于人類世界的所有信息。

論文中Bibeau-Delisle和Brassard還給出了一個逃脫虛擬世界的方案：人類可以嘗試為自己創(chuàng)造出一個虛擬世界，并將自己投射到這個虛擬世界中。這樣，人們就可以逃離外部世界中的掌控者，即使他們關閉電腦系統(tǒng)，人們所處的世界也不會不復存在。

但兩人也提出，如果人們逃脫的意圖被外部者發(fā)現(xiàn)，則可能會受到懲罰，世界遭到毀滅。這仿佛是科幻作品中才會出現(xiàn)的劇情，但誰也不能肯定地說它會不會出現(xiàn)在未來。

責任編輯：xj

原文標題：虛擬或真實，這個公式能告訴我們答案嗎？

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