Matrix in het echte leven: is perfecte simulatie mogelijk?

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

20 jaar na de release van de eerste "Matrix", besloten de regisseurs om de vierde te schieten. Gedurende deze tijd is er veel veranderd: de gebroeders Wachowski werden zussen en wetenschappers namen het hoofdidee van de film ter harte: stel je voor, veel natuurkundigen discussiëren serieus over de theorie dat onze wereld slechts een matrix is, en we zijn digitaal modellen erin.

Waarom zouden wetenschappers theorie uit de filmwereld moeten testen?

Wanneer vertaald naar de realiteit, lijkt het idee van de "Matrix" absurd: waarom zou iemand een enorme virtuele wereld creëren - wat duidelijk arbeidsintensief is - en deze bevolken met mensen, wij? Bovendien is de uitvoering van dit idee uit de film van de gezusters Wachowski niet bestand tegen kritiek: elk schoolkind weet dat de efficiëntie niet hoger kan zijn dan 100%, wat betekent dat het geen zin heeft om energie voor machines te krijgen van mensen in capsules - meer energie zullen worden besteed aan het voeren en verwarmen van ze, dan ze aan de machines kunnen geven.

Nick Bostrom was de eerste in de academische wereld die de vraag beantwoordde of iemand in 2001 een hele gesimuleerde wereld nodig zou kunnen hebben. Tegen die tijd waren wetenschappers al begonnen met het gebruik van computersimulaties, en Bostrom suggereerde dat dergelijke computersimulaties vroeg of laat zouden worden gebruikt om het verleden te bestuderen. In het kader van een dergelijke simulatie zal het mogelijk zijn om gedetailleerde modellen te maken van de planeet, de mensen die erop leven en hun relaties - sociaal, economisch, cultureel.

Geschiedenis kan niet experimenteel worden bestudeerd, maar in modellen kun je talloze scenario's uitvoeren en de wildste experimenten opzetten - van Hitler tot de postmoderne wereld waarin we nu leven. Dergelijke experimenten zijn niet alleen nuttig voor de geschiedenis: het zou ook goed zijn om de wereldeconomie beter te begrijpen, maar wie geeft experimenten die op acht miljard echte, levende mensen tegelijk kunnen worden uitgevoerd? Bostrom vestigt de aandacht op een belangrijk punt. Het is veel gemakkelijker en goedkoper om een model te maken dan om een nieuwe, biologisch reële persoon te maken. En dit is goed, want de historicus wil het ene samenlevingsmodel creëren, de socioloog - een ander, de econoom - het derde, enzovoort. Er zijn veel wetenschappers in de wereld, dus het aantal digitale "mensen" dat in veel van dergelijke simulaties zal worden gecreëerd, kan erg groot zijn. Bijvoorbeeld honderdduizend, of een miljoen, of tien miljoen keer meer dan het aantal 'biologische' echte mensen.

Als we aannemen dat de theorie klopt, dan hebben we puur statistisch gezien bijna geen kans om geen digitale modellen te zijn, maar echte mensen. Laten we zeggen dat het totale aantal 'matrix'-mensen dat overal en altijd door een beschaving is gecreëerd, slechts honderdduizend keer meer is dan het aantal vertegenwoordigers van deze beschaving. Dan is de kans dat een willekeurig gekozen intelligent wezen biologisch is en niet 'digitaal' kleiner dan honderdduizendste. Dat wil zeggen, als zo'n simulatie echt wordt uitgevoerd, ben jij, de lezer van deze regels, vrijwel zeker slechts een stel getallen in een extreem geavanceerde supercomputer.

De conclusies van Bostrom worden goed beschreven door de titel van een van zijn artikelen: "… de kans dat je in de Matrix leeft is erg hoog." Zijn hypothese is vrij populair: Elon Musk, een van haar aanhangers, zei ooit dat de kans dat we niet in de matrix leven, maar in de echte wereld één op miljarden is. Astrofysicus en Nobelprijswinnaar George Smoot gelooft dat de kans nog groter is, en het totale aantal wetenschappelijke artikelen over dit onderwerp in de afgelopen twintig jaar wordt geschat op tientallen.

Hoe bouw je een "Matrix" in het echte leven, als je dat echt wilt?

In 2012 schreef een groep Duitse en Amerikaanse natuurkundigen een wetenschappelijk artikel over dit onderwerp, later gepubliceerd in The European Physical Journal A. Waar moet je, puur technisch gezien, beginnen met het modelleren van een grote wereld? Naar hun mening zijn modellen van de vorming van atoomkernen gebaseerd op moderne concepten van kwantumchromodynamica (die aanleiding geeft tot een sterke nucleaire interactie die protonen en neutronen in een hele vorm vasthoudt) hiervoor het meest geschikt. De onderzoekers vroegen zich af hoe moeilijk het zou zijn om een gesimuleerd universum te creëren in de vorm van een zeer groot model, afkomstig van de kleinste deeltjes en hun samenstellende quarks. Volgens hun berekeningen zal een gedetailleerde simulatie van een echt groot heelal te veel rekenkracht vergen - vrij duur, zelfs voor een hypothetische beschaving uit de verre toekomst. En aangezien een gedetailleerde simulatie niet te groot kan zijn, betekent dit dat echt afgelegen gebieden in de ruimte zoiets als theatrale decors zijn, omdat er gewoon niet genoeg productiecapaciteit was voor hun minutieuze tekening. Dergelijke gebieden in de ruimte zijn iets dat er alleen uitziet als verre sterren en sterrenstelsels, en het ziet er zo gedetailleerd uit dat de huidige telescopen deze "geschilderde hemel" niet van het heden kunnen onderscheiden. Maar er is een nuance.

De gesimuleerde wereld kan, vanwege de matige kracht van computers die voor zijn berekeningen worden gebruikt, eenvoudigweg niet dezelfde resolutie hebben als de echte wereld. Als we ontdekken dat de "resolutie" van de werkelijkheid om ons heen slechter is dan op basis van de natuurkunde zou moeten zijn gebaseerd, dan leven we in een onderzoeksmatrix.

"Voor een gesimuleerd wezen is er altijd de mogelijkheid om te ontdekken dat het gesimuleerd is", concluderen de wetenschappers.

Moet ik de rode pil nemen?

In 2019 publiceerde de filosoof Preston Greene een artikel waarin hij er publiekelijk op aandrong om niet eens te proberen erachter te komen of we in de echte wereld leven of niet. Zoals hij stelt, als langetermijnstudies aantonen dat onze wereld een onbeperkt hoge "resolutie" heeft, zelfs in de verste uithoeken van de ruimte, dan blijkt dat we in een echt heelal leven - en dan zullen wetenschappers alleen maar tijd verspillen aan het proberen te vinden het antwoord op deze vraag…

Maar dit is zelfs de best mogelijke optie. Veel erger als blijkt dat de "resolutie" van het zichtbare heelal lager is dan verwacht - dat wil zeggen, als we allemaal alleen als een reeks getallen bestaan. Het punt is dat gesimuleerde werelden alleen van waarde zijn voor hun scheppende wetenschappers als ze hun eigen wereld nauwkeurig modelleren. Maar als de populatie van de gesimuleerde wereld plotseling zijn virtualiteit realiseert, zal het zeker stoppen met zich "normaal" te gedragen. Als ze zich realiseren dat ze een inwoner van de matrix zijn, kunnen velen stoppen met werken, de normen van de openbare moraal gehoorzamen, enzovoort. Wat is het nut van een model dat niet werkt?

Green gelooft dat er geen voordeel is - en dat wetenschappers van een modellerende beschaving zo'n model gewoon van de stroomvoorziening zullen loskoppelen. Gelukkig is het zelfs met zijn beperkte "resolutie" om de hele wereld te simuleren niet het goedkoopste plezier. Als de mensheid echt de rode pil slikt, kan deze eenvoudig worden losgekoppeld van de stroomvoorziening - daarom sterven we allemaal op een niet-illusoire manier.

Wat als we in een simulatiesimulatie leven?

Toch heeft Preston Green niet helemaal gelijk. In theorie is het logisch om een model te simuleren waarvan de bewoners plotseling beseffen dat ze virtueel zijn. Dit kan handig zijn voor een beschaving, die op een gegeven moment zelf besefte dat ze gemodelleerd werd. Tegelijkertijd zijn de makers om de een of andere reden het model vergeten of wilden ze het niet uitschakelen.

Zulke 'kleine mannen' kunnen het nuttig vinden om de situatie te simuleren waarin hun samenleving zich bevindt. Vervolgens kunnen ze een model bouwen om te bestuderen hoe de gesimuleerde mensen zich gedragen wanneer ze beseffen dat ze slechts een simulatie zijn. Als dit zo is, hoeven we niet bang te zijn dat we worden uitgeschakeld op het moment dat we ons realiseren dat we in de matrix leven: voor dit moment is ons model gelanceerd.

Kun jij een perfecte simulatie maken?

Elke gedetailleerde simulatie van zelfs maar één planeet tot op het niveau van atomen en subatomaire deeltjes is zeer arbeidsintensief. Het verminderen van de resolutie kan het realisme van menselijk gedrag in het model verminderen, wat betekent dat de daarop gebaseerde berekeningen mogelijk niet nauwkeurig genoeg zijn om de simulatieconclusies naar de echte wereld over te dragen.

Bovendien, zoals we hierboven hebben opgemerkt, kunnen de gesimuleerde personen altijd bewijs vinden dat ze worden gesimuleerd. Is er een manier om deze beperking te omzeilen en modellen te maken die minder krachtige supercomputers nodig hebben, maar tegelijkertijd een oneindig hoge resolutie, zoals in de echte wereld?

Een nogal ongebruikelijk antwoord op deze vraag verscheen in 2012-2013. Natuurkundigen hebben aangetoond dat, vanuit theoretisch oogpunt, ons heelal tijdens de oerknal niet zou kunnen ontstaan uit een klein punt met een oneindige hoeveelheid materie en oneindige dichtheid, maar uit een zeer beperkt gebied van de ruimte, waar bijna maakt niet uit. Het bleek dat in het kader van de mechanismen van "inflatie" van het heelal in een vroeg stadium van zijn ontwikkeling, een enorme hoeveelheid materie uit het vacuüm kan ontstaan.

Zoals academicus Valery Rubakov opmerkt, als natuurkundigen een ruimtegebied met de eigenschappen van het vroege heelal in een laboratorium kunnen creëren, dan zal zo'n "universum in een laboratorium" eenvoudigweg veranderen in een analoog van ons eigen universum volgens fysieke wetten.

Voor zo'n "laboratoriumuniversum" zal de resolutie oneindig groot zijn, aangezien het strikt genomen van nature materieel is en niet "digitaal". Bovendien vereist zijn werk in het "ouder" -universum geen constante besteding van energie: het is voldoende om het daar één keer te pompen, tijdens de creatie. Bovendien moet het zeer compact zijn - niet meer dan het deel van de experimentele opstelling waarin het is "ontworpen".

Astronomische waarnemingen in theorie kunnen erop wijzen dat een dergelijk scenario technisch mogelijk is. Op dit moment, met de huidige stand van de techniek, is dit pure theorie. Om het in de praktijk te brengen, moet je een hele hoop werk opnieuw doen: zoek eerst in de natuur de fysieke velden die worden voorspeld door de theorie van "laboratoriumuniversums" en probeer vervolgens te leren ermee te werken (voorzichtig om niet te vernietigen die van ons onderweg).

In dit verband stelt Valery Rubakov de vraag: is ons universum niet zo'n "laboratorium"? Helaas is het vandaag de dag onmogelijk om deze vraag betrouwbaar te beantwoorden. De makers van het "speelgoeduniversum" moeten de "poort" overlaten aan hun desktopmodel, anders wordt het moeilijk voor hen om het te observeren. Maar het is moeilijk om dergelijke deuren te vinden, vooral omdat ze op elk punt in de ruimte-tijd kunnen worden geplaatst.

Een ding is zeker. Volgens de logica van Bostrom, als een van de intelligente soorten ooit zou besluiten om laboratoriumuniversums te creëren, kunnen de bewoners van deze universums dezelfde stap zetten: hun eigen "zakuniversum" creëren (denk eraan dat de werkelijke grootte zal zijn zoals die van ons, klein en compact daar zal alleen een ingang zijn vanuit het laboratorium van de makers).

Dienovereenkomstig zullen kunstmatige werelden zich beginnen te vermenigvuldigen, en de waarschijnlijkheid dat we de bewoners zijn van een door mensen gemaakt universum is wiskundig groter dan dat we in het oorspronkelijke universum leven.