马斯克坚信的“矩阵模拟”，是一种怎样“烧脑”的存在？

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作者:大脑极体，标题图片来自:矩阵

“过去山上有一座山和一座庙。寺庙里有一个老和尚和一个小和尚。老和尚对小和尚说:“以前有一座山……”

这个流行的民间故事与以下主题密切相关。在我们结束这场注定会非常扣人心弦的讨论后，你可能会对这个俄罗斯玩偶结构的故事有一个新的理解。

这个主题的前提是这样一个问题:宇宙和人类文明是如何存在的？

据推测，我们都知道自古以来就有无数关于神话、哲学和宗教以及现代科学的传说，并且已经给出了许多推测和假设。现在，一个有趣的假设在科学界很流行:我们生活的宇宙和人类文明是用矩阵形式模拟的。

信不信由你，埃隆·马斯克还是相信了。

两年前，硅谷铁人在遇到麻烦时参加了一个两个半小时的网络直播。在节目中，他喝了威士忌，吸了大麻，然后完全放松了。这使他很容易地揭示了他所有的想法，包括:人类文明，像游戏一样，可能是许多模拟文明的一部分。

最后，他还严肃地说:“模拟论证是非常充分的，它也提醒我们不要试图加速文明的进化，否则它将模糊文明的界限，使文明走向终结。”

事实上，他可能是世界上最激进的加速文明进化的人。最近，spacex公司成功发射了一艘载人的龙宇宙飞船，星际旅行的“星际飞船”计划也正在推进，这使得马斯克一度成为众人瞩目的焦点。此外，他一直致力于脑-机接口的技术研究和商业化。

你看，从宇宙的宏观探索到微观神经科学，马斯克正在两个极端的方向上探索“模拟”的边界。自然，我们不能轻易怀疑马斯克对“矩阵模拟”假说的信念和坚持。

当然，这个话题对大多数人来说确实很奇怪和有趣。如果你对“我们从哪里来”这个问题感到好奇你还不如一起踏上这令人兴奋的旅程。

柏拉图的“理念理论”:矩阵模拟假说的思想来源

“矩阵模拟”假说是随着计算机技术的兴起而出现的，也可以称为“数字宇宙”假说。它的基本含义是“我们生活的现实世界实际上是由一台更高智能的计算机模拟的，就像我们现在通过计算机的数字技术来模拟现实世界以创造一个数字世界一样。”

这时，你可能会想，这不是电影《黑客帝国》中描绘的场景吗？

是的，《黑客帝国》中的黑客帝国是根据这一理论发明的超级计算机，所以那些被黑客帝国控制的人永远不知道他们是生活在现实世界还是被黑客帝国模拟的世界。

这一思想假说不是现代科学的产物，但最早可以追溯到古希腊的雅典。当时，最早的哲学家大胆地抛弃了上帝创造世界的传统观念，开始探究世界存在和变化的真正起源。例如，毕达哥拉斯学派认为“数字是世界万物的起源”。这些思想直接启发了柏拉图的理论。

在“现实”和“模拟”世界的问题上，柏拉图用“洞穴”的比喻来解释它。

在这个深洞里，有一群被囚禁的奴隶。他们看不见身后，也看不见对方。他们只能直视前墙。他们后面有一堵矮墙。在矮墙后面有另一群人拿着火把和各种各样的物品。火焰将这些物体的影子投射到奴隶们可以看到的墙上，这样奴隶们就可以识别这些物体，并相互交流来命名它们。在他们眼里，这些影子是真实的东西。

直到有一天，一个奴隶挣脱了枷锁，他第一次看到了火光和这些东西，然后他试图爬出洞穴，走到外面。然后他花了很长时间去适应太阳和看外面的世界。当他回到山洞，试图告诉他的同伴“什么是真实的世界”时，他被他的同伴嘲笑，说他在外面破了眼睛，甚至看不清楚墙上的东西，还说了一些关于外面真实世界的事情。

在柏拉图的理论中，我们在这个世界上看到的、听到的、感觉到的和触摸到的一切都只是“模拟”，就像洞穴奴隶看到的“墙壁阴影”，而那些微弱的火焰就是我们的感知能力；我们与理性相伴的世界，他称之为“思想的世界”，是“真实”的世界，就像洞穴奴隶在外面奔跑时看到的世界，包括所有的数学定律、物理世界的概念和人类社会的所有概念规则。

感觉经验的世界是“现象的、变化的和模拟的”，而理性概念的世界确实是“本质的、不变的和真实的”。这是一个反直觉的想法，但它是西方科学和理性精神的真正思想来源。

显然，《黑客帝国》的世界观类似于柏拉图的“洞穴”，而借用的“黑客帝国模拟”假说也有着深刻的“思想理论”根源。也就是说，我们认为感官经验的“真实世界”是由真实的“理想世界”投射和模拟的。

今天，这是我们都熟悉的数字模拟技术，即把所有物理和生物过程转换成数字信号的过程，如图像和声音，以及更复杂的过程，如脑电波和神经元放电。

最后，它变成了这样一个问题:当我们在理论上不能区分“现实”和“幻觉”时，我们怎么能确定我们生活的“现实世界”是否是一个由更高的文明模拟的“矩阵”？

“数字宇宙”假说:它可能被证明，但很难被证伪

矩阵模拟本质上是将现实世界数字化。为了便于理解，我们稍后将继续用“数字宇宙”进行演示。所谓的“数字宇宙”假设必须假设宇宙是由“数字”组成的。

特别需要强调的是，“数字世界”中的“数字”必须是有理数，即包括自然数、分数和可循环的无限小数在内的数字；“宇宙”必须被设定为“不连续的，也就是说，时间是一步一步来的，而空是一次一个案例。”这样一个“数字世界”可以被我们当前的计算机编码和模拟。

众所周知，现代计算机的原理来自图灵机，其本质是对有理数的处理。计算机的算法都是按照完整的步骤执行的，并且它们都处于连续分离的状态，这对应于计算机晶体管的开和关。此外，无论计算多长时间，计算机都必须有一个终止。

这样，计算机中包含的这组数字是“可数的”，所以计算机拒绝无理数。

所以问题来了。真正的宇宙时间空是“连续的”还是“不连续的”还没有决定。此外，我们目前所有的物理定律都可以假设空是连续的。因为计算机只能处理不连续的有理数，我们必须使用宇宙时间空的“不连续”假设来适应人类计算工具的限制吗？

是的，在这两个假设中，具有“时间空不连续性”的“数字宇宙”假设更有吸引力。一方面，可以计算的宇宙更符合人类求知的本性。毕竟，如果宇宙法则和人类文明中的一切都可以被计算并简化为一个数字过程，即使这个数字非常非常大，像矩阵一样无所不包，它也会给人类带来在数字生活中永生的希望。另一方面，“数字宇宙”的假设可能被证明。如果有一天科学家们发现宇宙空中存在一个有限的微观尺度，这将证明这个世界是由有理数组成的，不管10是负的多少倍。这意味着数学世界中的“无理数”怪物终于被驱逐出物理世界，这将是一个巨大的荣誉。

当然，空世界时的“不连续性”和“连续性”一样难以被证伪。因为时间和空在理论上是无限可分的，特别是空，如果人类的实验准确性一直无法找到空之间的最小尺度，那么自然就不能如我们所知，如果一个假设不能被证伪，自然就不可能称之为科学。

回到现实，“数字世界”带来的好处是真实的。

马斯克举了一个例子:40年前，最早的电脑游戏“乒乓”由两个长方形和一个点组成，但这足以让我们深入了解乒乓球在现实世界中的本质。40年后，我们有了一个3d模拟游戏，数百万人同时在线。在它里面，人们可以建造现实世界中所有存在甚至不存在的东西，就像像素化游戏“我的世界”模拟的虚拟世界一样。

未来，除了必要的生理需求和身体能量摄入，我们完全沉浸在数字化的存在中。我们可以在虚拟现实和现实世界中探索星际空室和水下世界，我们可以进入太阳或漫游人体。作为数字世界的第一个视角，你可以在计算机像素精度允许的范围内完成所有的感官体验。

这里一个延伸的问题是:当我们有一个由足够强大的计算机创造的“数字宇宙”(人工智能只是一个更强大的计算)，我们会乐意生活在其中吗？

超越“数字宇宙”:哥德尔不完全性定理的意外之花

如上所述。如果我们现在生活的“现实世界”是一个由高级文明模拟的“矩阵”，我们如何才能打破这种“幻觉”，到达马斯克害怕的“边界”？如果我们想用计算机技术创造一个全新的“数字宇宙”，我们怎么能保持“觉醒”的能力呢？

前者就像《黑客帝国》。尼奥被墨菲唤醒后，他亲眼看到了无尽的“权力牧场”；后者就像一直在梦里旋转的陀螺，在《空海盗之梦》的房间里。

那么，我们醒来后有没有勇气拿着旋转的陀螺，窥视“电牧场”？也就是说，“数字世界”背后的世界是什么？从逻辑上讲，它自然是“连续性”的时间空，即包含无理数的物理世界，即实数的世界(实数包含有理数和无理数)。

你可能会问，需要什么样的勇气？然后你将做一根2米长的带子。你能画一个直径为1米、周长为π的圆形陆地吗？显然，即使有精确的尺子和工具，我们也不能精确地测量这些长度，这是无理数中令人讨厌的部分。但是现实世界可能是无理数的规模，但是我们的测量工具不够精确。

当然，从根本上证明“现实世界就是现实世界”或者伪造“现实世界就是数字世界”几乎是不可能的。但是一位天才数学家，从自然数系统本身的证明出发，给了“数字宇宙”一个沉重的打击。这就是“哥德尔不完全定理”。

1931年，年仅25岁的哥德尔证明了一个关于自然数公理系统的定理。总的结论是，只要自然数公理系统只有有限的公理，就一定有一些命题不能被这些公理证明。因此，自然数的公理系统是不完整的。

数字宇宙的可数系统基本上等同于自然数系统，所以在可数数字宇宙中一定有一些命题不能被其本身证明。也就是说，这个“数字世界”注定是有缺陷的。那么，我们如何跳出计算机规定的各种规则和界限呢？

举个例子。我们的大脑中有1000亿个神经元。即使数字很大，这些理论上是“可数的”有理数，可以用计算机模拟。然而，这些大脑神经元通过节点产生另外100万亿个连接。在这种超复杂性中，一些原本难以由神经元放电产生的东西奇迹般地“出现了”，那就是我们的意识、自我和各种知识。

也就是说，我们有一个仅靠物理定律难以形成的思维过程，这种东西有无限的可能性。虽然各种各样的大脑活动都可以追溯，也就是说，它们是可以恢复的，但仍然有很多“蕴涵”的内容和意义。

如果仍然难以理解，就看看西方世界的背景吧。为了迫使心爱的女机器人醒来，男主人威廉让她一次又一次地感受到人类最痛苦的情感，并通过不断的折磨刺激她类人的意识。

换句话说，尽管“数字宇宙”的假设很难被证伪，但我们可以不断突破界限，跳出有限的系统。西方世界使用人类的情感，而我们人类可以使用艺术和诗歌。

在这一点上，我想知道你是否能跟上这种轻微的“烧脑”思维。现在让我们回到源头。当马斯克说我们的人类文明是一个宇宙时间时，空在140亿年的宇宙时间里模拟了一个更早的文明，他采用了一种类比推理，即我们现在正在通过“矩阵模拟”的方式建立一个全新的“数字宇宙”。然而，构建这个“数字世界”的现实基础是“非常枯燥的”，即它是通过计算机算法用二进制命令构建的，一个拥有巨大数据量和非常清晰规则的世界是一步一步构建的。

通过哥德尔的不完全性定理和一些例子，我们指出由矩阵模拟形成的“数字世界”实际上是不完全的。但是我们无法证明这些超越“数字宇宙”的例子是否真的是“无限和连续的”。

最后，这个“矩阵模拟”的假设是不是就像开头引用的“山上有一座寺庙……”的故事一样，像一个俄罗斯娃娃一样打开了这个神秘的结构？

我们是在“娃娃”的哪一层，模拟新世界还是被模拟？很难回答。

作者:大脑极体，标题图片来自:矩阵

来源：环球邮报中文网