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利維坦按：
我們都知道，感知並不等於真實。我們的所見所聞等等，從來都是間接的，它們只是大腦對於真實世界的最佳猜測。當然，一個更為奇怪的問題擺在了量子物理學家的面前：在人類開始觀察量子系統之前，它似乎並不是空間中的某種客觀存在。一系列實驗結果和我們的常識背道而馳：如果我們假設構成一般實物的粒子客觀獨立存在，不受觀察者的影響，那麼我們得出的答案就是錯誤的。量子物理學的核心內容相當明瞭：在某些空間中沒有客體存在。這也難怪理論物理學家約翰·惠勒會說，“這推翻了世界可以獨立於我們而存在的那些觀點。”·
所以，按照這個邏輯，我們這個宇宙有沒有可能是被模擬出來的呢？你的直覺告訴你這純屬無稽之談……不過請等一下，既然感知不等於真實，“直覺”又依照於什麼存在呢？如果我們看到的事物只是我們的心理表徵，這就真有點兒“本來無一物，何處惹塵埃”的意思了——又或者，我們的感知系統創造出了世界，這只是進化的一種適應性結果。
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3年前，紐約的美國自然歷史博物館舉辦了一場辯論會，在YouTube上累計播放210萬次（譯註：截止到發稿時，該視頻累計播放將近324萬次）。四位物理學家以及一位哲學家在主持人天文學家尼爾·德格拉斯·泰森（Neil deGrasse Tyson）的鼓舞之下，花了2個小時討論：我們所知的這個現實世界有沒有可能是被模擬出來的。
如果這是真的，那我們就都是虛擬人物，生活在一個電腦創造的世界裡，這裡充斥著大量數據，這裡蘊含著豐富多樣的運算能力，這裡還是我們意識的源頭。但是，這並不一定意味著我們的一切都被模擬器操縱著，正相反，這個模擬器也許只是設定了一些我們認知中的自然法則，然後按下“播放”按鈕，看看接下來到底會演化出什麼東西。
如果不深究細節的話，這個猜想也許還意味著此時此刻我們的宇宙，或者至少是我們這個宇宙的源頭，是從其他地方被渲染出來的——而那裡才是真正的“現實世界”。
在2016年，這早就不是什麼新鮮概念了，但是這一年在紐約進行的那場辯論提出的某些觀點的確是令人信服的，而且多個學術期刊都提到了這場辯論。作為極客界大祭司一般的人物，伊隆·馬斯克（Elon Musk）也順勢提出我們很有可能就是生活在一個被模擬出來的世界中，這樣的論調進一步為該假說的狂熱信徒照亮了前行的道路。當然了，如果你認為這一假說根本就是無稽之談——我（原作者，下同）應該承認，我自己就是這樣的人——那麼當你看到別人論證這個假說不僅是可以想象的，更是合理的，你可能會覺得這個論述過程相當刺激。
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在那次辯論的最後，泰森向參與討論的5位學者提問，要求他們回答“我們生活在一個虛擬宇宙的可能性有多大。”最高的概率數字來自這組專家中的那位哲學家，紐約大學的大衛·查默斯（David Chalmers），他淡淡地說：“
42%。”這是一個出自《銀河系漫遊指南》（The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy）的梗。而來自麻省理工學院的物理學家馬克斯·泰格馬克（Max Tegmark）則認為這個概率是17%，大致相當於你在擲骰子時得到想要的某個特定數字的概率。目前在布朗大學任職的吉姆·蓋茨（Jim Gates）則認為這個概率只有1%而已。來自哈佛大學的麗莎·蘭德爾（Lisa Randall）在辯論中提出，她很詫異怎麼會有人認為“虛擬宇宙假說”很有趣，而她給出的概率是百分之零。對此泰森不為所動，而且他表示自己懷疑這個可能性“也許非常高”。
在小說與電影《銀河系漫遊指南》的情節中，一個超級計算機經過了漫長歲月的思考終於計算出：“關於生命、宇宙以及任何事物的終極答案……就是42。”為了進一步解釋這個答案的含義，超級計算機又製造了另一個計算機繼續計算，而這個新的“計算機”就是地球。© Fandom
這組專家中唯一沒有給出任何概率數字的人是佐雷·達沃迪（Zohreh Davoudi），一位目前任職於馬里蘭大學的理論物理學家，她說：“我無法給你一個數字，對此我還沒有任何答案。”對於這個問題，她的沉默非常令人欽佩。因為比起臺上任何人，只有達沃迪的研究真正深入到虛擬宇宙假說的核心，並試圖判斷這一假說是否屬實。
2016年辯論會視頻截圖，圖中兩人分別是佐雷·達沃迪（左）與尼爾·德格拉斯·泰森（右）。© American Museum of Natural History
達沃迪的研究領域屬於物理學的一個分支，通過研究分析最小的物質來理解自然法則。我們如今已經知道周圍的事物都具備各自的特徵，但為什麼會這樣呢？基本粒子是怎樣在一切物質之中進行相互作用的呢？它們是怎樣受到基本自然法則影響的呢（比如重力、原子內部的“強大作用力”）？它們又是如何預測星系與黑洞的動向的呢？不僅如此，它們是怎樣在大腦中引發那些化學反應的，又是怎樣促成大腦左右你我生活的呢？想搞清楚這些問題，有一種研究方法就是在電腦中模擬上述過程。
達沃迪和她的同事就在做這樣的工作，他們使用超級計算機模擬基本粒子在三維空間裡的運動。由於即使最強大的超級計算機也有其侷限性，因此他們只能模擬非常小的宇宙——僅僅是亞原子級別的規模，但這樣的研究是一個開始。未來還會出現更強大的計算機——包括量子計算機，這種計算機從基本粒子的古怪互動模式中發掘超強的運算能力——它們可以模擬出的宇宙規模將會越來越大。
2012年，達沃迪和她的兩位來自華盛頓大學的同事在一篇論文中表示，他們模擬的宇宙是存在瑕疵的，這種瑕疵來自於計算機有限的運算能力——而且這一類型的問題也會出現在規模更大的模擬運算中。在論文中他們特別寫道，如果使用程序模擬時間與空間，那麼應該可以在被模擬的宇宙中找到一種“底層的立方體或格子結構”。
（arxiv.org/abs/1210.1847）
在這篇論文的摘要中作者的原話是，“數字化虛擬宇宙假說的一個可以被觀測到的結果，會表現為一種立方體的時空格子、框線。” © Alpha Coders
既然如此，任何對虛擬宇宙假說感興趣的人都應該致力於在我們的宇宙中尋找類似的瑕疵。我們觀察到的哪些現象可以表明這個模擬程序正在試圖節省計算機資源呢？
達沃迪目前對於虛擬宇宙假說的真偽非常不確定，但對此她非常高興，她甚至不需要任何猶豫就坦言自己無法給出一個該假說可能是正確的概率。
對此達沃迪和同事們指出，上述特徵可能會在某些特定的宇宙射線中被發現。這些是蘊藏巨大能量的高能粒子，而且在宇宙中飛速擴散。研究這些粒子的難度很大，因為相對來說，在地球大氣層以內極少能觀測到它們。另外，這些粒子所擁有的能量又遠遠超過科學家們利用大型粒子對撞機能為粒子創造的能量。但是，
如果科學家可以測量足夠多的這種高能粒子，我們就有可能推算它們的起源。它們是全部向著每一個方向進行傳播的嗎？或者，它們最初是從某些源頭傳播開的嗎？如果事實證明這些粒子的傳播符合後者所描述的情形，達沃迪表示，“這也許意味著底層的時空具備某種幾何形狀，”這與她的虛擬宇宙極為相似。不僅如此，這一點還在物理界引發了一個長期爭論，空間與時間是否是連續的？即使在最小範圍內的宇宙中也是連續的嗎？另外，空間與時間是否是由離散而微小的顆粒組成的？如果此處你想聯繫虛擬宇宙假說，那麼打個比方，這個問題就是在問——時間與空間是像素化的嗎？
（phys.org/news/2016-04-universe-space-time-discrete.html）
如果宇宙射線的確具備達沃迪提出的特徵，它們將為我們打開新的大門，揭示空間與時間的本質。但這些新知並不一定就意味著宇宙就是被虛擬出來的。“其他科學家對此也許有完全不同的解讀，”達沃迪如是說，“這也許只是一系列研究的嶄新起點。”
© VINICIUS COSTA
達沃迪目前對於虛擬宇宙假說的真偽非常不確定，但對此她非常高興，她甚至不需要任何猶豫就坦言自己無法給出一個該假說可能是正確的概率。她認為這個假說肯定有一定可能是正確的。她本人已經在模擬一部分微小宇宙的研究中取得了進展，因此她也樂於接受假說中的可能性：
一個更高級的智慧文明，以及擁有極強運算能力的電腦，他們也許可以成功模擬出整個宇宙。這就是她與同事寫出那篇2012年論文的原因，因為他們認為虛擬宇宙假說值得被科學家嚴肅地對待。她還指出，在那些突然出現又轉瞬消失的基本粒子的維度上，即使沒有一個外部的代理程序給宇宙進行編程，我們的宇宙至少自身就在進行一些我們認為屬於或類似於計算的事情。
想要從宇宙射線中收集到足夠多的數據，或者期望從宇宙中其他方面收集到任何可以算作虛擬宇宙假說證據的東西——這些工作可能需要幾十年、也許幾個世紀才能完成。達沃迪提出，在這個過程中過度依賴這一假說是不明智的。“這很危險，”她說，“我們已經在科學史上多次見到過這種情形，有時候哲學家或者哲學的討論非常強烈而確定地導向某一個直觀上似乎非常正確的事情，然而物理或其他科學最終的發展方向與此完全相反。”
此處達沃迪所說的哲學論點到底指的是什麼？為什麼這種僅憑言辭的推論會讓一個達沃迪這樣的理性主義者直覺上認為虛擬宇宙假說是引人矚目的？這些哲學論點中有很大一部分來自於一位牛津大學的哲學家，尼克·博斯特羅姆（Nick Bostrom）。
© 超級計算機Piz Daint模擬出的10億光年部分宇宙。JOACHIM STADEL
博斯特羅姆提出，未來的幾代人——或者在我們人類之後出現的某種“後人類”生物——會開發出我們無法想象的超級計算機，其計算能力將比我們現在能想象到的程度還要強得多。憑藉那些計算機，他們可以模擬出整個世界，而且模擬出來的世界會包含及其豐富的細節，足以滿足該世界內的人物獲得豐富的體驗，並加深自身的意識程度。
如果未來的人進行了多次這種對宇宙的虛擬，那麼被製造出來的虛擬意識就會超過真實存在的意識。而他在這一套論述的最後提出，從統計角度講，我們並不處於一個虛擬宇宙的可能性更大一些。
尼克·博斯特羅姆。© This Week in Machine Learning and AI Podcast
這一論調中包含幾個相當宏大的假設，比如未來的計算機會如何發展，再比如未來的智慧生物會如何打發自己的時間。不過，博斯特羅姆的結論的確與我所見略同，相信所有認為虛擬宇宙假說不可信的人都會認同這個結論。正如他在2003年的一篇論文中寫道：“如果我們不認為此時此刻的自己正生活在一個虛擬的程序中，那我們也不應該相信自己的後代會用計算機多次模擬他們的祖先。”我也不願意相信後代會做出這種事。
（www.simulation-argument.com/simulation.html）
© Dénes Ruzsa
不同時代扮演主導角色的技術給我們帶來了一長串各種各樣的隱喻，而最近的一個促使人們想象這個宇宙存在於一個遊戲中，或者某種電腦程序之中。
對於博斯特羅姆的上述論調，一些人幾乎給出了完全相反的反應。博斯特羅姆本人在2007年告訴《紐約時報》（New York Times），他“憑直覺猜想……我們大概有20%的概率生活在計算機的虛擬程序之中。”（不過今天他不再公開表示自己對這個概率的猜測了。）但是，有些人順著他的思路走得更遠，比如尼爾·德格拉斯·泰森。
而伊隆·馬斯克把博斯特羅姆的初始命題視為一個給定命題——他斷言遊戲終將變得“無法與現實區分”——並且藉此宣稱幾乎可以肯定地說，這個宇宙就是被虛擬出來的。事實上，馬斯克說我們應該期望這個宇宙真的是被虛擬出來的，因為如果擁有完美晶格狀結構的遊戲沒有被開發出來，很可能是因為我們的文明毀滅了。
值得注意的是，我們還應該考慮這一套嚴謹的推理是否已經過時了。不同時代扮演主導角色的技術給我們帶來了一系列的隱喻，而最近的一個技術隱喻促使人們想象這個宇宙存在於一個遊戲中，或者某種電腦程序之中。
1993年，劍橋大學計算機科學家約翰·道格曼（John Daugman）在論文中表示，在歷史長河中，大腦以及靈魂先後被拿來和那些過去的前沿科技相提並論，比如噴泉、水泵、鐘錶、蒸汽機、液壓機以及電路。這些技術用人們可以理解的機械化的術語來描述現實世界，而每一種描述自然的公式化理念都反過來限制了人們的想象。
當時道格曼注意到了人們嘗試使用計算機來描述認知，他認為這一趨勢意味著歷史再次上演了。他寫道：“每一種新科技都像過去的技術一樣，它們出現時都被人們熱情地比喻為‘新紀元的開始’，不過別忘了，當這些技術最初似乎是象徵著自由、解放登上歷史舞臺，但它們也可以像監獄一般束縛住人們的思想。”
（www.cl.cam.ac.uk/~jgd1000/metaphors.pdf）
道格曼最近告訴我，在虛擬宇宙假說及其影響中，相似的模式又出現了。他還說：“
在當今的情況下，虛擬現實已經變成一種被神化了的隱喻。”如果要在沒有任何實質證據的前提下相信宇宙虛擬假說，你必須要相信此時此刻我們對該假說的描述是一種更精準的解釋，而非僅僅是一個便於引用的隱喻。但這樣一來就會讓該理論變得更像宗教，而非科學，因為虛擬宇宙假說是可證偽的。畢竟任何能引發疑惑、懷疑的證據——在提出該證據的那一瞬間——都會被這個宇宙的模擬器刪除。
© Dan Luvisi
如果虛擬宇宙假說只是一個因為極為方便所以被氾濫引用的隱喻，那麼仍然有待揭開神秘面紗的那個關於宇宙本質的終極解釋也許要比該假說更奇怪，也更奇妙。小西爾維斯特·詹姆斯·蓋茨（Sylvester James Gates Jr.）有一個設想，暗示了這種可能性的存在。
在2016年那場紐約辯論的舞臺上，蓋茨幾乎否認了虛擬宇宙假說的可能性（他認為其概率只有1%），但是他在這次討論會一開始的某些發言似乎有著截然不同的暗示。他說自己已經在物理方程中找到了“自動糾錯代碼”。
錯誤檢測與糾正（Error Detection and Correction）是計算機科學中關於通信的一個重要原則。它可以讓計算機即使在出現微小故障的時候也能有效地傳達信息，哪怕這些小故障會把最基本的二進制信息從零誤傳為一，或者從一誤傳為零。
在那次辯論中，蓋茨告訴觀眾：“正是自動糾錯代碼讓我們的瀏覽器可以正常工作。那麼這類“代碼”為什麼會出現在我所研究的物理方程式之中呢？”對此，蓋茨並不是唯一感到疑惑的人。其他研究人員也在量子力學的方程中發現了類似的屬性。這到底是為什麼呢？
蓋茨很不願意進行這樣的討論，因為他已經聽膩了虛擬宇宙假說。好在當我給他打電話的時候，他還是很樂於交流的。
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物理學家通過方程來描述他們觀察到的自然法則，比如常見的“E=mc²”，或者“力=質量×加速度”。而其他的方程就要複雜得多。正如蓋茨所述，對於他這樣的理論物理學家——他們的工作是探尋人類尚未理解的事物可能的運作方式——發現一個方程幾乎就相當於音樂家創作一部音樂作品。而且，你可以基於這個方程或作品做各種各樣的變化。
一位即興演奏的音樂家可以加快節奏演奏該作品，或者變換大調、小調進行演奏。同理，一位物理學家可以改變方程，計算某些特定前提下可能會發生的事情，比如，如果在某些前提下電子出現了一些新的特性，而且不同於我們以往對電子的假定。
蓋茨的研究領域是超對稱（Supersymmetry），即推測每一個基本粒子都擁有一個相對應的粒子，而這個相對應的粒子可以解釋我們在宇宙中發現的許多奇怪的現象。 順帶一提，目前並沒有證據可以證明這些相對應的粒子確實存在。
蓋茨介紹說，在有關超對稱的探索工作中，把一些事物表示為非一即零的形式非常便於研究。關鍵在於，如果你真的用這種方式表示一些事物，那麼蓋茨研究的方程式成立的唯一條件就是這些被表示為一或零的物體中包含額外的信息：某種糾錯的信息序列。
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蓋茨認為這些也許標誌著我們的宇宙正在……進化。也許有這樣一種可能，在宇宙形成之初，出現了一些具備一系列數學特徵的宇宙，但是這些宇宙並沒有延續至今。然而我們的宇宙延續下來了。
別忘了，上述現象出現於那些也許能描述現實世界的方程式之中，而現實世界本身與這些來自現實的方程式之間還是有很大差異的。不過眼下我們不妨假設，在未來一些科學觀測會顯示這些代碼的確可以正確反映某個方面的宇宙。畢竟，提出猜想與發現其證據之間可以相隔很多年，比如一個先例就是愛因斯坦在1916年預測了引力波（Gravitational Waves）的存在，直到2015年人們才探測到了它。
蓋茨認為這些也許標誌著我們的宇宙正在……進化。也許有這樣一種可能，在宇宙形成之初，出現了一些具備一系列數學特徵的宇宙，但是這些宇宙並沒有延續至今。
我們的宇宙之所以延續下來了，是因為某些反饋機制（比如糾錯代碼）給我們的宇宙提供了穩定性。要知道，反饋機制也在維繫生物系統的運轉——今天的科學家仍然在研究這些反饋機制是如何保持DNA的協調性的。如果我們的宇宙真的擁有某種機制可以傳播自身的穩定性，我們也大可不必感到驚訝，從某種意義上來說，如果宇宙真的如此，那麼它可能僅僅是通過某些跡象在體現自身生命力，而非沒有任何與生命有關的跡象。
© Tatiana Plakhova & Eduardo "Dudu" Gomes
先別急著下結論。在計算機通信中，糾錯功能即使在有噪音（即一些隨機出現的問題，可能導致零誤傳為一）的情況下也能保證信息流的完整性。那麼在宇宙中，相應的噪音是什麼呢？
“我知道一個也許能作為解釋的答案，”蓋茨說，“這被稱為虛假真空衰減（The Decay of The False Vacuum）。”
在YouTube上有一個關於虛假真空的科普視頻，播放量居然超過了750萬次！（譯註：截止到發稿時，該視頻累計播放將近970萬次。）在這裡用蓋茨的話簡單解釋一下：上世紀60年代出現的方程式預言了基本粒子的存在，並將其稱為希格斯玻色子（Higgs Boson），該粒子於2012年被觀測到。而且這些方程式也表明“整個宇宙有可能突然消失。”蓋茨還補充說，如果這一預測是真的，那麼超對稱方程中存在的糾錯代碼也許表明“宇宙歷經了某種過程，其結果就是宇宙可以保護自身免於衰減”。
讀者可以自行選擇自己相信的假說，後一種假說同樣是基於多個假設進行推論的。也許其中最大的一個假設，就是我們這些直立行走的猿猴最終有一天可以用我們的心智完全理解宇宙的本質與奧秘。
為什麼我們會期待這一天終將來臨呢？蓋茨說，這就是一種信仰，而且這個信仰“已經在過去的數百年之間為我們這個種族解決了不少問題，這就是我現在能確定告訴你的事。不過這個信仰在未來是否還能繼續發揮作用，對此我毫無頭緒”。
譯/John Walker
校對/鳴瓢秋人
原文/onezero.medium.com/is-the-universe-real-61ff508d32aa
本文基於創作共同協議（BY-NC），由John Walker在利維坦發佈
文章僅為作者觀點，未必代表利維坦立場
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