جهان به مثابه‌ی یک شبیه‌سازی
آیا واقعیت همانی است که انسان با حس‌های خود درک می‌کند؟ این پرسش و نظریه در طول تاریخ به روش‌های مختلف بیان شده است. دم دست‌ترین مثال برای توضیح دادن این عنوان فیلم ماتریکس است. آدم‌هایی که ظاهرا در قرن بیستم زندگی می‌کنند ناگهان متوجه می‌شوند واقعیت همان چیزی که به نظر می‌رسد نیست و بشریت داخل شبیه‌سازی نرم‌افزاری زندگی می‌کند. بعد از اکران فیلم ماتریکس این ایده نظر بسیاری از مردم را جلب کرد. مقاله‌های بسیاری درباره‌اش نوشته شد، در انجمن‌های اینترنتی درباره‌اش صحبت کردند و کم کم این فکر مطرح شد که «حالا از کجا معلوم واقعا توی ماتریکس نباشیم؟» یکی از پاسخ‌ها به این سوال هم این است که: «اگر هم درون شبیه‌سازی باشیم راهی برای فهمیدنش نداریم.»
اما در واقع ایده‌ی دنیای شبیه‌سازی شده با فیلم ماتریکس متولد نشده و در اصل بسیار قدیمی‌تر از این حرف‌ها است و ماتریکس در واقع بیان جدیدی از این نظریه‌ی کهن بود.
گمانم اگر ردپای این ایده را دنبال کنیم تا افلاطون هم می‌توانیم عقب برویم. افلاطون در تمثیل معروف «غار» صحبت از کسانی می‌کند که در غاری اسیر هستند، کسانی بیرون از غار از مقابل آتشی که پشت سر این افراد افروخته شده عبور می‌کنند و این افراد سایه‌هایی را روی دیوار غار می‌بینند و گمان می‌کنند این همان واقعیت است. تمثیل افلاطون با بیان های متفاوتی و از دیدگاه معنوی و فلسفی بازنویسی شده، اما ذات کلام درباره‌ی تفسیر و ادراک انسان است: این که آن چیزی که با حواس خود از واقعیت درک میکنیم، ممکن است بسیار متفاوت از ماهیت اصلی واقعیت باشد. رنه دکارت همین نظریه را با شیوه ای مدرن و قابل لمس تر بیان کرده است: نظریه‌ای که به اصطلاح «مغز در خمره» نامیده می‌شود.
دکارت می‌گوید اگر موجودیتی شیطانی مغزی را از بدن جدا کند و درون خمره‌ای بگذارد و بعد آن مغز را با ورودی‌های مصنوعی تحریک کند، آیا آن مغز هرگز راهی برای تشخیص واقعیت و درک موقعیت خودش خواهد داشت؟ باز هم صحبت بر سر درک واقعیت است، اما این بار تفاوت در این است که مغز دنیایی واقعی را تجربه می‌کند که «شاید» تفاوتی هم با واقعیت نداشته باشد. اما مسئله این است که او نسخه‌ی ساختگی دنیا را تجربه می‌کند و راهی برای آگاهی از این مطلب ندارد. باید بدانید که این مسئله دستمایه‌ی داستان‌های علمی‌تخیلی زیادی بوده است، و سال‌ها است که یکی از آن مسئله‌های پیچیده‌ی مورد توجه اندیشمندان است.
با پیدایش علم کامپیوتر و پیشرفت چشمگیرش در دهه‌های اخیر این فکر رنگ و روی تازه‌ای به خود گرفته و تبدیل به نظریه‌ای جنجالی بین دانشمندان شده است. قضیه از این قرار است که اکنون به حدی در علم نرم‌افزار پیشرفت کرده‌ایم که می‌دانیم حداقل به لحاظ تئوری می‌توان دنیایی کامل را در برنامه‌ی نرم‌افزاری شبیه‌سازی کرد، البته هنوز چنان برنامه‌ای نوشته نشده و شاید تا سال‌های سال هم نوشته نشود، مسئله صحبت بر سر امکان‌پذیر بودن آن است. اگر چنین امری امکان‌پذیر باشد، آیا ممکن نیست کسی یا چیزی بسیار هوشمندتر و پیشرفته‌تر از ما توانسته باشد چنین شبیه‌سازی را بسازد؟ پس آیا ممکن نیست خود ما در این شبیه‌سازی باشیم؟ و اگر این طور باشد چطور می‌توانیم حدسیاتمان را به آزمایش بگذاریم؟ برخی معتقدند که اگر انسان درون شبیه‌سازی باشد، مطلقا راهی برای فهمیدنش ندارد و برخی دیگر از دانشمندان برعکس معتقدند که می‌توان این سیستم را آزمود و حتا آزمایش‌هایی هم در این راه انجام داده‌اند.
به تازگی، حدود یک ماه پیش در گردهمایی سالیانه به افتخار آیزاک آسیموف تعدادی دانشمند و یک فیلسوف در موزه‌ی تاریخ طبیعی آمریکا درباره‌ی این مسئله صحبت کردند. هر سال در این همایش دانشمندان از زمینه‌های مختلف دعوت می‌شوند تا درباره‌ی سوال‌های مهم علمی بحث کنند. نیل دگر تایسون مروج علم و دانشمند معروف که میزبان این همایش بود امسال از چهار دانشمند و یک فیلسوف دعوت کرده بود تا درباره‌ی امکان شبیه‌سازی بودن دنیای ما صحبت کنند. ابتدا نظر برخی از متفکرین عصر جدید و حاضرین در جلسه‌ی فوق را با هم بخوانیم و بعد سراغ این مسئله‌ی مهم برویم که اگر ما واقعا درون شبیه‌سازی باشیم، از کجا می‌توانیم مطمئن شویم یا این مسئله را بیازماییم.
نظر برخی از متفکرین عصر جدید:
پروفسور نیک بوستروم، مدیر موسسه‌ی آینده‌ی بشریت در دانشگاه آکسفورد دنیای ساختگی را به منزله‌ی نرم‌افزاری بسیار دقیق و با جزییات توصیف می‌کند، که همه چیز از جمله گذشته‌ی تاریخی انسان‌ها در آن شبیه‌سازی شده و این نرم‌افزار را تمدنی بسیار پیشرفته تولید کرده. او می‌گوید این ایده شبیه به فیلم ماتریکس است، اما به جای این که مغزها در خمره قرار گرفته باشند، خود مغزها هم بخشی از شبیه‌سازی هستند. در واقع برنامه‌ی کامپیوتری عظیمی که همه چیز، حتی مغز انسان تا نرون‌ها و سیناپس‌هایش در آن شبیه‌سازی شده.
ری کورزویل که از مهندسان پیشروی گوگل است همین ایده را به شکل دیگری مطرح می‌کند: «شاید تمام جهان ما تکلیف درس علوم دانش‌آموزی دبیرستانی در دنیای دیگری باشد.» (با لبخند می‌گوید با توجه به اوضاع فعلی جهان باید بگویم نمره‌ی خوبی هم نمی‌گیرد.)
دیدگاه کورزویل بر مبنای پیشرفت تصاعدی قدرت نرم‌افزارها در طول زمان بنا شده. از دید او شبیه‌سازی دقیق چندان هم فرقی با واقعیت ندارد. او می‌گوید به این ترتیب قوانین فیزیک، مجموعه‌ای از فرآیندهای کامپیوتری هستند و اطلاعات که پیوسته در حال تغییر و دستکاری است، روی یک لایه‌ی انتزاعی نرم‌افزاری در حال اجرا است و در نتیجه جهان کامپیوتر است.
دیوید برین نویسنده‌ی علمی‌تخیلی و فانتزی و دانشمند علوم فضای هم می‌گوید ممکن است ما میلیون‌ها سال جلوتر از زمان‌فعلی در برنامه‌ی کامپیوتری باشیم و آنچه درک میکنیم تصویری از آن چیزی باشد که زمانی بود و در حال حاضر نیست.
از ماروین مینسکی بنیان‌گذار افسانه‌ای هوش‌مصنوعی درباره‌ی ایده‌های مختلف مربوط به شبیه‌سازی بودن جهان سوال شده که چگونه بین سه مدل فرضی تفاوت قائل می‌شود (سه مدل عبارتند از ۱- مغز در خمره، ۲- شبیه‌سازی جهانی به منزله‌ی نرم‌افزار خالص۳- شبیه‌سازی جهانی به منزله‌ی قوانین واقعی فیزیک) وی پاسخ می‌دهد:
«تفاوت قائل شدن میان این سه بسیار سخت است، مگر این که برنامه‌نویس یک جاهایی از دستش در رفته باشد، اگر به قوانینی از فیزیک برخوردید که درست و حسابی با قوانین دنیا سازگاری ندارند، اگر به خطاهای حاشیه‌ای برخوردید آن‌وقت می‌توانید بگویید لایه‌هایی از نرم‌افزار نمایان شده. اگر این چنین شود یعنی فهم دنیا ساده‌تر از چیزی است که گمان میکنیم و حتا شاید راه‌هایی برای تغییرش پیدا کنیم.»
شاید از دید بسیاری این عدم پایداری دنیا ناراحت کننده باشد ولی از نظر مینسکی چنین نیست. او می‌گوید: «جالب نیست بدانید بخشی از واقعیتی بزرگتر هستید؟»
از کجا بدانیم که در شبیه‌سازی هستیم یا نه:
شرکت کنندگان در همایش بزرگداشت آسیموف، عبارت بودند از نیل دگر تایسون، زهره داوودی فیزیکدان هسته‌ای MIT، ماکس تگمارک کیهان شناس MIT که در کتاب اخیرش دنیا را از زاویه‌ی دید ریاضیات بررسی کرده، جیمز گیتس فیزیکدان دانشگاه مریلند، لیزا رندال فیزیکدان دانشگاه هاروارد که گمان می‌کند این سوال که «آیا دنیا شبیه‌سازی است» بی ربط است و دیوید چالمر فیلسوف دانشگاه نیویورک که دائم در حال زیر سوال بردن واقعیتی است که با ذهن خودآگاه خویش درک میکنیم. به عقیده‌ی او ممکن است هیچ‌وقت نتوانیم بفهمیم دنیا شبیه‌سازی هست یا خیر. وی می‌گوید:
«مسلما اثبات تجربی قطعی در این زمینه وجود نخواهد داشت، هر مدرکی هم که پیدا کنیم ممکن است خودش شبیه‌سازی شده باشد.»
اما دیگر شرکت کنندگان در این همایش معتقد بودند اگر قوانین فیزیک در دنیای شبیه‌سازی شده مانند قوانین فیزیکی دنیای واقعی باشد (که در آن نمی‌توان چیزی بی‌نهایت پیچیده را بدون داشتن منابع بی‌نهایت مدل کرد) آن‌وقت نشانه‌هایی از کمبود و خطا ممکن است در آن مشاهده شود؛ مثل وقتی که خیلی به عکس نزدیک می‌شویم و می‌توانیم پیکسل‌های تشکیل‌دهنده‌ی آن را ببینیم.
داوودی روشی احتمالی برای تشخیص یکی از این خطاها پیشنهاد داده است: مطالعه‌ی اشعه‌های کیهان(cosmic rays)، یعنی پرانرژی‌ترین ذراتی که دانشمندان تا کنون مشاهده کرده‌اند. اگر فضا-زمان ما به جای پیوستار (یعنی چیزی که فرض میکنیم واقعیت دارد) از قطعات کوچک و مشخص مانند پیکسل‌های کامپیوتری تشکیل شده بود، اشعه‌های کیهانی به شکلی متفاوت ظاهر می‌شدند. در واقع خلاصه‌ی حرف داوودی این است که اگر جهان شبیه‌سازی شده باشد، منابع کافی برای شبیه‌سازی آن در حد ذرات زیر اتمی وجود ندارد و ما اگر تاثیر این ذرات پرانرژی را تا لایه‌ی کوانتومی مشاهده کنیم، با این فرض که دنیا شبیه‌سازی شده است، احتمالا با چیزی مواجه می‌شویم که با تصور ما و محاسبه‌های ما تفاوت دارد، یعنی به عبارتی کامپیوتر نتوانسته شبیه‌سازی را تا آخر کامل کند.
اگر جهان قرار باشد به این شکل شبیه‌سازی شده باشد، عملا باید محاسبه شده باشد و این یعنی که ماهیتی ریاضی دارد. تگمارک در کتاب جدیدش به نام «دنیای ریاضیاتی ما: پویش من به دنبال ماهیت غایی واقعیت) به این موضوع می پردازد که چرا دنیا ارتباط مستقیم با ریاضیات دارد.
او می‌گوید: «هر چه بیشتر درباره‌ی واقعیت یاد می‌گرفتم، بیشتر حیرت‌زده می‌شدم، وقتی در ساز و کار هستی دقیق می‌شوید، وقتی به خودتان نگاه می‌کنید و می‌بینید از یک مشت الکترون و کوارک تشکیل شده‌اید و بعد وقتی به حرکت آن ذره‌ها نگاه می‌کنید، می‌بینید که تمامش ریاضی است، حداقل دانش ما فعلا توان همین قدر مشاهده را دارد.»
پیشنهاد داوودی این است که به دنبال شواهد قطعی محاسبه‌ی کامپیوتری در هستی بگردیم، از آن سو گیتس، فیزیکدانی که روی نظریه‌ی ریسمان‌ها کار می‌کند (تلاشی برای توضیح تمام ذرات و نیروهای هستی با استفاده از معادله‌هایی که در برگیرنده‌ی رشته‌های کوچک و فوق متقارن در حال ارتعاش هستد)، چیزی مشکوک و شبیه به ردی از محاسبه‌ی کامپیوتری در معادله‌های نظری پیدا کرده که ساز و کار جهان را توضیح می‌دهند.
او چیزی شبیه به کدهای اصلاح خطا پیدا کرده، این کدها برای بررسی و تصحیح خطاهایی استفاده می‌شوند که در حین فرآیند فیزیکی محاسبه رخ می‌دهند. گیتس می‌گوید پیدا کردن این کدها در دنیایی که شبیه‌سازی نباشد، «بسیار نامحتمل» است.
او ادامه می‌دهد: «کدهای تصحیح خطا همان چیزی هستند که مرورگرها با آن کار می‌کنند، برای چه در معادلات کوارک‌ها و لپتون‌ها و ابرتقارن هم وجود دارند؟ همین باعث شد بهتر بفهمم که دیگر نمی‌توانم بگویم آدم‌هایی مثل مکس (تگمارک) خل هستند.»
اما رندال می‌گوید دنیایی که خطاها در آن همین‌طور گسترش پیدا کنند از هم می‌پاشد، بنابراین آیا منطقی نیست دنیای باثباتی که شاهدش هستیم به نوعی توانسته باشد آن بازخوردها را در خود جای داده باشد؟ محقان می‌گویند فرآیند تصحیح خطای مشابهی در حین تقسیم DNA وجود دارد: ارگانیسم‌هایی که مواد ژنتیکی‌شان خیلی در هم گره بخورد باقی نمی‌مانند. بنابراین پیدا کردن آن کدهای تصحیح خطا را نمی‌توان واقعا دلیلی قطعی و محکم بر شبیه‌سازی بودن جهان دانست.
چند نوع شبیه‌سازی وجود دارد؟
پیش‌تر درباره‌ی نظر نیک بوستروم صحبت کردیم که معقتد است کل جهان شبیه سازی است. تگمارک درباره‌ی نظر پروفسور بوستروم صحبت کرد و گفت که اگر بتوان دنیایی کامل را شبیه‌سازی کرد، بنابراین احتمالش خیلی زیاد است که ما واقعا درون شبیه‌سازی باشیم. اما او معتقد است این ادعا مشکلی اساسی دارد: چه چیزی جلوی زنجیره‌ی بی‌پایان شبیه‌سازی‌های تو در تو را می‌گیرد؟
حال اگر دنیای شبیه‌سازی شده از قوانین فیزیکی تبعیت کند که با قوانین دنیای واقعی فرق دارد، یا شامل موجودیتی باشد که بتواند همگام با شبیه‌سازی قوانین فیزیکی دنیای شبیه‌سازی شده را تغییر دهد (به جای این که دنیایی باشد که از قوانین فیزیکی دنیای واقعی مرجع شبیه سازی تبعیت کند) آن وقت سوال این است که چطور می‌توانیم از داخل این شبیه‌سازی درباره‌ی آن دنیای بزرگتر بیرون اطلاعات به دست بیاوریم؟ به عبارت دیگر مثل این است که شخصیت داخل بازی کامپیوتری بخواهد سیستم عامل پدید آورنده‌اش را درک کند.
چالمر معتقد است اگر این شبیه‌سازی بی‌نقص باشد، کسب اطلاعات درباره‌ی دنیای بیرونی غیرممکن خواهد بود. تنها اگر باگ داشته باشد و یا با ما در تعامل باشد آن وقت است که می‌توانیم چیزی درباره‌اش کشف کنیم.
گیتس می‌گوید وجود این شبیه‌سازی بدان معنا است که تناسخ واقعا امکان‌پذیر است، شبیه‌سازی را می‌توان از نو اجرا کرد و آدم ها را به زندگی برگرداند.
تگمارک می‌گوید: «اگر آخر شب موقع خواب مطمئن نبودید واقعی هستید یا شبیه‌سازی شده، توصیه‌ی من به شما این است که زندگیتان را بکنید، سعی کنید زندگیتان حسابی جالب باشد، کارهای غیرمنتظره بکنید تا شبیه‌سازها حوصله‌شان سر نرود و شما را پاک نکنند.»
حالا همه‌ی این‌ها یعنی چه؟
به گفته‌ی دانشمندی معروف، ادعاهای حیرت‌انگیز نیاز به شواهد حیرت‌انگیز هم دارد. اما چه مدرکی داریم که ادعا کنیم جهان قلابی است؟ حقیقت این است که طرز فکر ما به این شکل نیست، معمولا پدیده‌ای را مشاهده میکنیم و بعد در پی توضیح و کشف آن برمی‌آییم. برعکسش به نظر درست نمی آید، این که اول بگوییم جهان قلابی است و بعد به دنبال آزمودن درستی و غلطی آن باشیم نادرست به نظر می‌رسد. سوال این است که چرا؟ وسواس ذهنی بشر در رابطه با این مسئله اصلا از کجا ناشی می‌شود؟
تایسون، میزبان همایش، تلاش برای درک جهان را به تلاش برای درک قوانین شطرنج تنها با مشاهده‌ی حرکت مهره‌ها تشبیه می‌کند (پیش‌تر این تشبیه را فیزیکدان معروف ریچارد فاینمن شرح داده بود): «اولش با خودتان می‌گویید این که خیلی ساده است. خب این مهره این طرفی می‌رود و آن یکی اریب حرکت می‌کند. اما کمی بعد، مهره‌ای کوچک دو خانه می‌پرد و به آن سوی صفحه می‌رسد و تبدیل به مهره‌ای دیگر می‌شود! این حرکت زیرکانه است. کم اتفاق می‌افتد، ولی به هر حال اتفاق می‌افتد و یکی از قوانین مهم بازی است که بیشتر مواقع آن را نمی‌بینید. خب پس دنیای ما چقدر به بازی شطرنجی شباهت دارد که قوانینش را در دستورالعملش نخوانده‌ایم؟»
شاید بشود گفت اینکه آیا دنیا شبیه‌سازی شده است یا خیر، در حقیقت پاسخ به سوالی بزرگتر باشد: اینکه انسان‌ها تا چه حد قادرند دنیا را بشناسند؟ این هدف خیلی مهم‌تر از تعمق درباره‌ی مسئله‌ی شبیه‌سازی است.
رندال می‌گوید: «پاسخ سوال را نمی‌دانیم، آن‌قدر با علم سر و کله می‌زنیم تا بالاخره جوابش معلوم شود. فکر کردن به دنیا به منزله‌ی شبیه‌سازی تنها از این نظر مفید است که راه‌های جذابی برای کنکاش در دنیا به روش علمی پیش روی ما می‌گذارد و یا دانشمندان را تشویق می‌کند روش‌های مشاهداتی‌شان را دقیق‌تر کنند. این سوال به ما انگیزه می‌دهد تا سوال‌های جذاب‌تری بپرسیم و خوب است که بفهمیم تا چه حد از قوانین فیزیک سر در می‌آوریم. ما فقط می‌خواهیم تا جای ممکن از موضوع سر دربیاوریم.»
به نظر می‌رسد ایده‌ی شبیه‌سازی بودن دنیا که مدرن‌ترین شیوه‌ی بیان ایده‌ای کهن است، استعاره‌ای باشد برای ناتوانی انسان از درک کامل واقعیت. این که شاید واقعیت آن‌قدر پیچیده و متفاوت از تصور و درک ما باشد، که آنچه ما واقعیت می‌پنداریمش در برابرش شبیه‌سازی به نظر برسد. شاید درک و تصور انسان از حقیقت همان طور که افلاطون گمان می‌کرد، آن‌قدر محدود باشد که واقعیتی که ما درک میکنیم همچون نسخه‌ی تقلبی واقعیت به نظر می‌رسید.
اگر این تفکر در طول سالیان، خوراک تفکر فلاسفه بوده، اما ما در حال حاضر ابزاری قوی چون علم داریم، درست که علم کامل نیست و همیشه در حال کامل شدن است، اما در حال حاضر درک ما از واقعیت نسبت به گذشته بسیار کامل‌تر شده و بهتر هم می‌شود، بنابراین شاید حالا واقعا یک قدم به درک ماهیت هستی نزدیک شده باشیم و برای همین است که سوالی چون شبیه‌سازی بودن دنیا این بار به شکلی مدرن در ذهن ما مطرح شده و این بار ابزاری در دست داریم که حداقل تلاش کنیم درستی و نادرستی آن را بیازماییم.
منابع:
سایت فضا (در این لینک می‌توانید تعدادی مصاحبه و گفتگوی کوتاه راکه خلاصه‌ی آن‌ها در این مقاله آمده تماشا کنید)
سایت فضا (خلاصه‌ی همایش بزرگداشت آسیموف)
بالاخره خوندمش. مرسی
با سلام
ضمن عرض تشکر بابت ترجمه این سخنرانی و انتشار آن به فارسی. بنده رشته تحصیلی ام شیمی هست و در زمینه نفت هم فعالیت حرفه ای دارم ولی علاقه اصلی من در زمینه مطالعات فوق برنامه ای فیزیک نظری هست. شک دارم که تعداد افرادی (به جز فیزیکدانان نظری دانشگاهی) که در ایران با نام نیل دگرس تایسون، جیمز گیتس یا بریان گرین یا خانم دکتر داوودی را شنیده باشند به زحمت به عدد انگشتان دست برسد. فکر میکنم شما تنها سایت ایرانی باشید که رویدادهای علمی موزه تاریخ طبیعی آمریکا را به فارسی ترجمه کرده اید.. این کار شما واقعا جای تشکر دارد. بنده این فیلم را در اوان انتشار آن در یوتیوب دیدم و لحظه به لحظه بحث های فیزیک و فلسفه میان دانشمندان پیشرو خط مقدم علم، را بارها گوش کرده و تحلیل کردم . متأسفم که حتی در وطن من وقتی نام زهره داوودی را در اینترنت جستجو میکنیم یا از فیزیکدانان نامش را میپرسیم یا پاسخی نمی یابیم یا با تشابه اسمی یک بازیگر روبرو می شویم.
به هر حال افتخار میکنم که یک هموطن در صف خط مقدم علم، با جهل مرکب انسانی در حال جنگ است.
از شما به خاطر این مطلب سپاسگزارم.
موفق باشید