آیا جهان یک شبیه‌سازی است؟ از ماتریکس تا گودل؛ سفری به عجیب‌ترین پرسش علم مدرن

فرض کنید یک روز بفهمید دنیایی که در آن زندگی می‌کنید، همان چیزی نیست که فکر می‌کردید؛ نه خیابان‌های شلوغ شهر، نه میز جلوی شما، نه آسمانی که هر شب بالای سرتان می‌بینید. همه‌چیز شاید فقط خروجی یک سیستم عظیم باشد؛ جهانی ساخته‌شده از کد، قانون و پردازش، آن‌قدر دقیق که هیچ‌کدام از ساکنانش متوجه ساختگی بودن آن نشوند. اما ماجرا وقتی ترسناک‌تر می‌شود که از خود بپرسیم: اگر ما هم یکی از همان ساکنان باشیم چه؟

کد خبر: ۹۲۱۱۹۶

تاریخ: ۲۳ ارديبهشت ۱۴۰۵ - ۱۴:۵۵

دیجیاتو: فرض کنید یک روز بفهمید دنیایی که در آن زندگی می‌کنید، همان چیزی نیست که فکر می‌کردید؛ نه خیابان‌های شلوغ شهر، نه میز جلوی شما، نه آسمانی که هر شب بالای سرتان می‌بینید. همه‌چیز شاید فقط خروجی یک سیستم عظیم باشد؛ جهانی ساخته‌شده از کد، قانون و پردازش، آن‌قدر دقیق که هیچ‌کدام از ساکنانش متوجه ساختگی بودن آن نشوند. اما ماجرا وقتی ترسناک‌تر می‌شود که از خود بپرسیم: اگر ما هم یکی از همان ساکنان باشیم چه؟

این ایده برای خیلی‌ها آشناست: انسانی که ناگهان می‌فهمد زندگی روزمره‌اش، از خیابان و خانه و کار تا انتخاب‌هایی که فکر می‌کرد آزادانه انجام می‌دهد، شاید بخشی از یک واقعیت ساختگی باشد. امروز چنین پرسشی فقط در داستان‌های علمی‌تخیلی وجود ندارد. از فلسفه و فیزیک کوانتوم تا هوش مصنوعی و ریاضیات، حوزه‌های مختلف دانش به شکلی جدی با این سؤال درگیر شده‌اند: واقعیت همان چیزی است که تجربه می‌کنیم یا فقط سیستمی است که بسیار خوب ادای واقعیت را درمی‌آورد؟

ماجرا زمانی جدی‌تر می‌شود که سراغ فیزیک کوانتوم می‌رویم؛ جایی که ذرات زیراتمی مثل اجسام معمولی رفتار نمی‌کنند. یک ذره‌ کوانتومی می‌تواند تا قبل از اندازه‌گیری، وضعیت مشخصی نداشته باشد و به‌صورت مجموعه‌ای از احتمال‌ها توصیف شود. از طرف دیگر، دو ذره‌ درهم‌تنیده می‌توانند چنان به‌هم وابسته باشند که اندازه‌گیری یکی، وضعیت دیگری را هم مشخص کند؛ حتی اگر فاصله‌ زیادی میان آن‌ها باشد. همین ویژگی‌ها باعث شده‌اند برخی طرفداران فرضیه‌ شبیه‌سازی بگویند جهان شاید شبیه یک سیستم پردازشی عمل می‌کند؛ سیستمی که اطلاعات را فقط زمانی به حالت قطعی درمی‌آورد که اندازه‌گیری یا تعامل رخ دهد.

اما درست زمانی که فرضیه‌ شبیه‌سازی دوباره داغ شده بود، پژوهشی جدید ادعا کرد شاید ماجرا برعکس باشد: شاید جهان دقیقاً به این دلیل شبیه‌سازی نیست که واقعیت در بنیادی‌ترین سطح خود فراتر از هر الگوریتم و هر کامپیوتری است. پس کدام روایت درست است؟ آیا ما در یک شبیه‌سازی کیهانی زندگی می‌کنیم، یا جهانی که واقعی می‌دانیم از هر شبیه‌سازی ممکنی عجیب‌تر و پیچیده‌تر است؟

برای رسیدن به پاسخ، باید چند مسیر را کنار هم ببینیم: استدلال فلسفی «نیک باستروم»، رفتار عجیب ذرات در فیزیک کوانتوم، آزمایش‌هایی که تصویر کلاسیک ما از واقعیت را به‌هم زدند و درنهایت، ریاضیاتی که می‌پرسد آیا اصلاً می‌توان کل جهان را به کد تبدیل کرد یا نه.

استدلال باستروم؛ اگر جهان‌های شبیه‌سازی‌شده از جهان واقعی بیشتر باشند چه؟

نسخه‌ امروزی فرضیه‌ شبیه‌سازی بیشتر با نام نیک باستروم، فیلسوف دانشگاه آکسفورد، شناخته می‌شود. ایده‌ او در ظاهر خیلی ساده است، اما هرچه بیشتر به آن فکر کنید، بیشتر آدم را قلقلک می‌دهد: اگر روزی تمدن‌های بسیار پیشرفته بتوانند جهان‌هایی مجازی بسازند که در آن موجودات آگاه زندگی کنند، چرا باید فقط به ساختن یک جهان بسنده کنند؟

ما همین حالا هم نسخه‌های ابتدایی این کار را انجام می‌دهیم؛ از بازی‌های ویدیویی و شبیه‌سازهای پرواز تا مدل‌های آب‌وهوایی، جهان‌های واقعیت مجازی، شهرهای دیجیتال و هوش‌های مصنوعی که می‌توانند بخشی از رفتار انسان را تقلید کنند. حالا این روند را چند هزار سال یا حتی چند میلیون سال جلو ببرید. اگر تمدنی به نقطه‌ای برسد که بتواند یک جهان کامل با موجودات آگاه بسازد، احتمالاً فقط به ساختن یک نسخه بسنده نمی‌کند؛ شاید هزاران، میلیون‌ها یا حتی میلیاردها جهان شبیه‌سازی‌شده ایجاد کند.

اینجا استدلال باستروم جالب می‌شود. فرض کنید فقط یک جهان اصلی داریم، اما یک تمدن بسیار پیشرفته هزاران یا میلیون‌ها جهان مجازی نیز کنار آن ساخته است؛ جهان‌هایی با ساکنانی شبیه ما، با خاطره، فکر، تصمیم و این حس که زندگی‌شان واقعی است. حالا اگر بین همه‌ این موجودات آگاه قرعه‌کشی کنیم، احتمال بیشتری دارد برنده از کجا بیرون بیاید؟ از همان یک جهان اصلی یا از میان میلیون‌ها جهان شبیه‌سازی‌شده؟

باستروم دقیقاً همین نقطه را هدف می‌گیرد. اگر جهان‌های شبیه‌سازی‌شده واقعاً قابل ساخت باشند و هر تمدن پیشرفته بتواند تعداد زیادی از آن‌ها را اجرا کند، آن‌وقت بیشتر ذهن‌های موجود شاید نه در جهان اصلی، بلکه در نسخه‌های شبیه‌سازی‌شده زندگی کنند. در چنین وضعیتی، دیگر نمی‌توان با خیال راحت گفت حتماً در واقعیت پایه هستیم. این ادعا هنوز اثبات علمی نیست، اما به‌اندازه‌ کافی جدی است که بحث را از شوخی‌های علمی‌تخیلی جدا کند.

این همان لحظه‌ای است که فرضیه‌ شبیه‌سازی از یک ایده‌ سرگرم‌کننده به یک سؤال جدی تبدیل می‌شود. ما بازی‌هایی ساخته‌ایم که در آن شخصیت‌ها در دنیایی با قوانین خاص زندگی می‌کنند. جهان‌های مجازی ساخته‌ایم که اقتصاد، مأموریت، آب‌وهوا، فیزیک و تعامل اجتماعی دارند. هنوز این دنیاها خام و محدود هستند، اما فاصله‌ میان بازی‌های ساده‌ چند دهه قبل و جهان‌های گرافیکی امروز نشان می‌دهد فناوری با چه سرعتی می‌تواند جلو برود. حالا تصور کنید تمدنی میلیون‌ها سال از ما جلوتر باشد. آیا ساختن جهانی که برای ساکنانش کاملاً واقعی به‌نظر برسد، واقعاً غیرممکن است؟

اما اینجا باید ترمز را کمی بکشیم. استدلال باستروم یک اثبات آزمایشگاهی نیست و قرار نیست نشان دهد ما قطعاً داخل شبیه‌سازی زندگی می‌کنیم. باستروم بیشتر یک چارچوب فکری می‌سازد و می‌گوید اگر چند فرض مهم را بپذیریم، به نتیجه‌ای عجیب می‌رسیم.

پس تا اینجا هنوز با فیزیک طرف نیستیم؛ با یک سه‌راهی فلسفی طرفیم که روی شانه‌ فناوری آینده ایستاده است. اما درست وقتی فکر می‌کنیم بحث در همین حد باقی می‌ماند، فیزیک کوانتوم وارد صحنه می‌شود و ماجرا را یک پله عجیب‌تر می‌کند.

در زندگی روزمره، جهان خیلی سرراست به‌نظر می‌رسد. صندلی در اتاق هست، حتی اگر نگاهش نکنیم. ماه در آسمان وجود دارد، حتی اگر پشت ابر پنهان شده باشد. گوشی روی میز است، حتی اگر از اتاق بیرون برویم. این همان چیزی است که در فیزیک و فلسفه به آن واقع‌گرایی می‌گویند: یعنی چیزهایی با ویژگی‌های مشخص، مستقل از مشاهده‌ ما وجود دارند.

از طرف دیگر، ما معمولاً فکر می‌کنیم جهان محلی عمل می‌کند. یعنی هر اتفاقی فقط می‌تواند روی چیزهایی اثر بگذارد که به آن نزدیک هستند، آن هم از راه انتقال انرژی یا اطلاعات. صدا باید در هوا حرکت کند، نور باید مسیرش را طی کند، پیام اینترنتی باید از شبکه عبور کند. هیچ‌چیز نباید بی‌واسطه و فوری روی چیزی در فاصله‌ دور اثر بگذارد. اما فیزیک کوانتوم  این تصویر ساده و مطمئن را به‌هم می‌ریزد.

آزمایش دوشکاف یکی از معروف‌ترین جاهایی است که عجیب بودن دنیای کوانتوم خودش را نشان می‌دهد. در این آزمایش، ذراتی مثل فوتون یا الکترون را به سمت صفحه‌ای می‌فرستند که دو شکاف بسیار باریک دارد. پشت این صفحه پرده‌ای برای ثبت محل برخورد ذرات قرار می‌گیرد. اگر این ذرات مثل گلوله‌های ریز و معمولی رفتار کنند، باید روی پرده دو نوار مشخص ببینیم؛ هر نوار روبه‌روی یکی از شکاف‌ها. اما نتیجه همیشه این نیست. در شرایط خاص، به‌جای دو نوار ساده، الگویی از نوارهای روشن و تاریک شکل می‌گیرد؛ الگویی که نشان می‌دهد ذرات رفتاری شبیه موج از خود نشان داده‌اند.

عجیب‌تر اینکه اگر ذرات را نه به‌صورت گروهی، بلکه یکی‌یکی به سمت دو شکاف بفرستیم، باز هم بعد از مدتی همان الگوی موجی روی پرده ظاهر می‌شود. انگار هر ذره قبل از اندازه‌گیری، از یک مسیر مشخص عبور نکرده است و رفتار آن بیشتر با مجموعه‌ای از احتمال‌ها توصیف می‌شود. اما وقتی مسیر ذره را اندازه‌گیری می‌کنیم و می‌فهمیم از کدام شکاف گذشته است، این الگوی موجی از بین می‌رود و نتیجه شبیه رفتار یک ذره‌ معمولی می‌شود.

البته منظور این نیست که ذره حواسش هست ما نگاهش می‌کنیم. در فیزیک کوانتوم، مسئله نگاه کردن انسان نیست؛ مسئله ثبت شدن اطلاعات است. وقتی دستگاه اندازه‌گیری مشخص می‌کند ذره از کدام مسیر می‌گذرد، حالت قبلی که ترکیبی از چند احتمال بود از بین می‌رود و سیستم به یک نتیجه‌ مشخص می‌رسد. ساده‌تر بگوییم: قبل از اندازه‌گیری، چند مسیر ممکن وجود دارد؛ بعد از اندازه‌گیری، فقط یک مسیر ثبت‌شده داریم.

اینجاست که طرفداران فرضیه‌ شبیه‌سازی وارد بحث می‌شوند و می‌گویند: این رفتار بی‌شباهت به دنیای بازی‌های ویدیویی نیست. در یک بازی، لازم نیست تمام نقشه همیشه با بالاترین جزئیات پردازش شود. موتور بازی معمولاً همان بخشی را دقیق‌تر اجرا می‌کند که بازیکن می‌بیند یا با آن تعامل دارد. از نگاه آن‌ها، شاید در جهان ما هم اندازه‌گیری نقشی شبیه همین فعال شدن جزئیات داشته باشد.

البته این فقط یک مقایسه است، نه مدرک قطعی. فیزیک کوانتوم ثابت نمی‌کند جهان یک شبیه‌سازی است؛ اما نشان می‌دهد واقعیت در لایه‌های عمیق خود آن‌قدر عجیب رفتار می‌کند که چنین فرضیه‌ای برای بعضی‌ها جدی‌تر از یک خیال علمی‌تخیلی به‌نظر برسد.

نوبل ۲۰۲۲ چه گفت و چه نگفت؟

پس باید دقیق باشیم: این آزمایش‌ها ثابت نمی‌کنند جهان یک شبیه‌سازی است؛ اما نشان می‌دهند طبیعت در مقیاس کوانتومی مثل دنیای روزمره رفتار نمی‌کند. ذرات همیشه ویژگی‌های ازپیش‌تعیین‌شده ندارند، ارتباط میان ذرات درهم‌تنیده با تصور کلاسیک ما از فاصله و علت‌ومعلول ساده توضیح داده نمی‌شود و اطلاعات نقش مهمی در توصیف واقعیت پیدا می‌کند. همین شکاف میان واقعیت روزمره و واقعیت کوانتومی است که سؤال شبیه‌سازی را جدی‌تر می‌کند: آیا جهان فقط از ماده و فضا ساخته شده است یا در لایه‌ای عمیق‌تر شبیه یک سیستم پردازش اطلاعات عمل می‌کند؟

تا اینجا دیدیم چرا فیزیک کوانتوم و درهم‌تنیدگی، فرضیه‌ شبیه‌سازی را برای بعضی‌ها جذاب‌تر کرده‌اند. اما حتی اگر جهان در بعضی لایه‌ها شبیه یک سیستم پردازش اطلاعات به‌نظر برسد، هنوز یک سؤال بزرگ باقی می‌ماند: آیا اصولاً می‌توان جهانی به این عظمت را شبیه‌سازی کرد؟

یکی از نقدهای جدی به فرضیه‌ شبیه‌سازی از همین‌جا شروع می‌شود: اگر قرار باشد کل جهان شبیه‌سازی شود، چه مقدار توان پردازشی لازم است؟ ما درباره‌ چند ساختمان و چند شخصیت در یک بازی حرف نمی‌زنیم؛ درباره‌ ذرات، میدان‌های فیزیکی، گرانش، نور، واکنش‌های شیمیایی، مغز انسان، حیات، کهکشان‌ها و میلیاردها میلیارد برهم‌کنشِ هم‌زمان حرف می‌زنیم. اگر همه‌ این‌ها قرار باشد با جزئیات کامل محاسبه شوند، با عددهایی روبه‌رو می‌شویم که عملاً از تصور ما خارج هستند.

طرفداران فرضیه‌ شبیه‌سازی برای این نقد یک جواب آماده دارند: شاید لازم نباشد کل جهان، در همه‌ لحظه‌ها، با جزئیات کامل محاسبه شود. شاید سیستم فقط جاهایی را دقیق‌تر پردازش کند که پای مشاهده، اندازه‌گیری یا برهم‌کنش در میان است؛ شبیه کاری که بازی‌ها برای سبک‌تر اجرا شدن انجام می‌دهند.

اما این پاسخ یک مشکل بزرگ دارد: جهان ما مثل یک بازی تک‌نفره نیست که فقط دوربین یک بازیکن مهم باشد. در هر لحظه، میلیاردها انسان، موجود زنده، دستگاه اندازه‌گیری، ذره، سیاره، ستاره و کهکشان با یکدیگر در ارتباط هستند. اگر قرار باشد هر ارتباط، بخشی از واقعیت را فعال یا دقیق‌تر کند، آن‌وقت با شبکه‌ای تقریباً بی‌پایان از پردازش روبه‌رو می‌شویم، نه صحنه‌‌ای ساده مقابل چشم یک بازیکن.

تازه بعد از این، سؤال سخت‌تری مطرح می‌شود: اگر جهان ما روی یک کامپیوتر بیرونی اجرا می‌شود، خود آن کامپیوتر در چه جهانی قرار دارد؟ از چه چیزی ساخته شده است؟ قوانین فیزیکی آن جهان چیست؟ و اگر آن جهان هم خودش شبیه‌سازی باشد، این زنجیره قرار است کجا متوقف شود؟

اینجاست که فرضیه‌ شبیه‌سازی از یک بحث صرفاً کامپیوتری فراتر می‌رود. دیگر فقط نمی‌پرسیم «آیا جهان قابل شبیه‌سازی است؟» باید بپرسیم اگر شبیه‌سازی است، چه چیزی آن را اجرا می‌کند و آن جهانِ بیرونی خودش از کجا آمده است؟

به‌همین‌دلیل، شبیه‌سازی شاید جواب نهایی نباشد؛ شاید فقط مسئله را به لایه‌ای بالاتر منتقل کند. ایده همچنان جذاب و وسوسه‌انگیز است، اما تا وقتی نشانه‌ای قابل آزمون از آن نداشته باشیم، بیشتر یک فرضیه‌ فلسفی ـ علمی باقی می‌ماند تا یک نتیجه قطعی آزمایشگاهی.

تا اینجا بیشتر درباره‌ این حرف زدیم که چرا فرضیه‌ شبیه‌سازی برای بعضی‌ها جذاب است. فیزیک کوانتوم تصویر ساده‌ ما از واقعیت را به‌هم می‌ریزد، درهم‌تنیدگی نشان می‌دهد فاصله همیشه مثل دنیای روزمره عمل نمی‌کند و ایده‌ جهان به‌عنوان یک سیستم پردازش اطلاعات، دیگر فقط یک خیال سینمایی به‌نظر نمی‌رسد. اکنون یک پرسش مهم‌تر مطرح می‌شود: حتی اگر جهان شبیه یک سیستم اطلاعاتی رفتار کند، آیا می‌توان آن را به‌طور کامل به کد تبدیل کرد؟ احتمالاً نه.

حالا همین ایده را کنار رؤیای بزرگ فیزیک بگذارید: نظریه‌ همه‌چیز. فیزیکدانان سال‌هاست دنبال نظریه‌ای هستند که بتواند از رفتار ذرات زیراتمی تا ساختار کل کیهان را در یک چارچوب واحد توضیح دهد. اما اگر چنین نظریه‌ای هم به محدودیتی شبیه محدودیت گودل برسد، شاید کل واقعیت قابل تبدیل شدن به یک الگوریتم کامل و بی‌نقص نباشد. یعنی شاید جهان چیزی فراتر از مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های گام‌به‌گام باشد.

برخی پژوهشگران می‌گویند اگر واقعیت واقعاً به چنین لایه‌هایی از حقیقت غیرقابل‌محاسبه وابسته باشد، پس یک شبیه‌سازی کامل کامپیوتری از جهان ممکن نیست. چون هر شبیه‌سازی، درنهایت باید براساس الگوریتم اجرا شود؛ اما اگر خود واقعیت چیزی فراتر از الگوریتم داشته باشد، هیچ کامپیوتری نمی‌تواند آن را به‌طور کامل بازسازی کند.

پس بالاخره در شبیه‌سازی هستیم یا نه؟

اما حالا دست‌کم سؤال را دقیق‌تر می‌فهمیم. فرضیه‌ شبیه‌سازی فقط یک ادعا نیست؛ چند نسخه‌ مختلف دارد. در نسخه‌ عامه‌پسند، جهان ما مثل یک بازی بسیار پیشرفته روی کامپیوترِ تمدنی برتر، اجرا می‌شود. در نسخه‌ فلسفی باستروم، بحث بر سر احتمال و تعداد جهان‌های شبیه‌سازی‌شده است. در نسخه‌ فیزیکی، نقش اطلاعات، اندازه‌گیری کوانتومی و محدودیت‌های واقعیت محلی پررنگ می‌شود. در نسخه‌ ریاضیات جدید هم سؤال اصلی این است که آیا واقعیت اصلاً می‌تواند به‌طور کامل به الگوریتم تبدیل شود یا نه.

فیزیک کوانتوم نشان داده جهان از تصور روزمره‌ ما عجیب‌تر است. نوبل ۲۰۲۲ هم تأیید کرد طبیعت در مقیاس کوانتومی با نگاه کلاسیک ما به واقعیت محلی سازگار نیست. اما هیچ‌کدام از این‌ها به‌تنهایی ثابت نمی‌کند جهان شبیه‌سازی است. از آن طرف، استدلال‌های مبتنی‌بر گودل و ناتمامیت می‌توانند نسخه کاملاً الگوریتمی از جهان را به چالش بکشند، اما هنوز به معنای پایان قطعی بحث نیستند.

پس فعلاً جواب ساده‌ای نداریم. جهان شاید شبیه‌سازی باشد، شاید هم نباشد؛ اما یک چیز روشن است: واقعیتی که علم مدرن توصیف می‌کند، بسیار عجیب‌تر از چیزی است که در زندگی روزمره تجربه می‌کنیم.

اگر جهان شبیه‌سازی باشد، زندگی ما چه می‌شود؟

اگر روزی بفهمیم جهان شبیه‌سازی است، احتمالاً اولین شوک ذهنی این خواهد بود: پس یعنی هیچ‌چیز مهم نیست؟ اما نه؛ ماجرا این‌قدر ساده نیست. حتی در یک جهان شبیه‌سازی‌شده هم تجربه‌ موجودات آگاه می‌تواند معنا داشته باشد. درد، شادی، ترس، عشق، انتخاب و خاطره برای کسی که آن‌ها را تجربه می‌کند واقعی‌ هستند؛ حتی اگر جهان اطرافش در بنیادی‌ترین سطح، چیزی متفاوت از تصور او باشد.

ما همین حالا هم در چند لایه از واقعیت زندگی می‌کنیم. واقعیت فیزیکی داریم، اما در کنار آن واقعیت ذهنی، اجتماعی و دیجیتال هم وجود دارد. پول، اعتبار، هویت آنلاین، مرز کشورها و حتی خاطرات ما چیزهایی نیستند که مثل سنگ و فلز در طبیعت پیدا شوند، اما اثرشان بر زندگی ما کاملاً واقعی است. انسان‌ها با همین لایه‌ها تصمیم می‌گیرند، رابطه می‌سازند، می‌ترسند، امیدوار می‌شوند و آینده‌شان را شکل می‌دهند.

بنابراین، حتی اگر روزی معلوم شود جهان ما شبیه‌سازی است، زندگی درون آن بی‌ارزش نمی‌شود. تصمیم‌های ما همچنان پیامد دارند، رابطه‌ها همچنان معنا دارند و رنج و شادی ما همچنان برای خودمان واقعی است. و اگر هم جهان شبیه‌سازی نباشد، نتیجه باز هم شگفت‌انگیز است: ما در واقعیتی زندگی می‌کنیم که آن‌قدر عجیب و عمیق است که گاهی از شبیه‌سازی هم غیرواقعی‌تر به‌نظر می‌رسد.

درنهایت، چه جهان شبیه‌سازی باشد و چه نباشد، تصویر ساده و قدیمی ما از واقعیت دیگر کافی نیست. فیزیک کوانتوم، ریاضیات و فناوری نشان داده‌اند جهانی که در آن زندگی می‌کنیم بسیار عمیق‌تر، عجیب‌تر و پیچیده‌تر از چیزی است که با تجربه روزمره می‌بینیم. اگر شبیه‌سازی باشد، ما فقط شخصیت‌های فرعی یک برنامه نیستیم؛ موجوداتی هستیم که شروع کرده‌اند خود برنامه را زیر سؤال ببرند و اگر شبیه‌سازی نباشد، شاید داستان حتی شگفت‌انگیزتر باشد: ما در جهانی واقعی زندگی می‌کنیم که از هر شبیه‌سازی ممکن عجیب‌تر است.