靈魂拷問 【靈魂拷問篇-04問】世界是真實存在的嗎？從科學的角度怎麼看？

有神論者相信神一定存在 而無神論者相信世上無神 但依我看 這兩個所謂的相信 都是缺乏充分依據的 我根本不知道神到底存不存在 所以我應該是屬於不可知論者 我認為不可知論並非是虛無主義 或是消極主義 而是一種謙虛謹慎地看待世界的態度 是一種在沒有充足證據前 不輕易站隊的思維方式 本期視頻 我們將用非常嚴肅的態度 來討論一個看起來不太嚴肅的問題 我們所身處的這個世界 到底是真實的還是虛擬的 你可能早就想過這個問題 書本華說過 整個宇宙都可能是 婆羅那神施展幻術製造的一個假象 是摩耶之墓 王陽明也曾說 你未看此花時 此花與汝心同歸於盡 你來看此花時 則此花顏色一時明白起來 這也有很強的虛擬感 笛卡爾也曾懷疑 當我沒在思考或者睡著的時候 我可能就不存在 但這些思想家最大的問題是 他們的這些說法 都是不可證偽的 你信也行 不信也罷 終歸是沒有證據 但科學是可證偽的 所以 我們現在就嘗試從科學的角度 來分析下這個問題 首先 什麼是真實 如果世界是真實的 那就是說 它是客觀獨立存在的 不需要任何外部系統支持 自己就能慢慢演化 反之 如果世界是虛擬的 像鋼中之腦 或上帝操控那樣 指模擬人的感知 那種情形是萬能的 完全無法證偽 沒有討論的必要 所以我們單論 我們是否有可能 生活在一個計算機的模擬之中 比如 當你看到一匹馬在奔跑 是真的有一堆組成馬的原子在運動 還是隻是某個外部程序 根據算法一針一針模擬出來的結果 整個世界會不會因為外部主機的突然斷電 而頃刻間覆滅 乍一看 只要模擬程序永遠不出bug 那世界是模擬的 似乎也只是一個猜想 而無法被證偽 其實不然 雖然從邏輯上 確實很難直接證明 世界是不是模擬的 但我們可以先從側面 來估算一下這件事的概率 在2016年的一次訪談中 埃隆·馬斯克說 我們所身處的世界 是真實的可能性 只有不到幾十一分之一 此話一出 立即引爆各方媒體 直到今天 偶爾還能刷到一些 故弄玄虛的視頻 啊 馬斯克作為一名成功的企業家 他之所以這麼說 一方面可能只是為了 當時的虛擬現實造勢 而另一方面 這裡面其實蘊含著 一個非常有意思的科學推理 2003年 牛津大學哲學家 尼克·波斯特羅姆 發表了一篇論文 很多人看完後 立即就相信我們這個世界 就是模擬的 波斯特羅姆說 以下這三個論斷中 至少有一個是真的 一 人類在達到能用計算機 模擬世界的技術水平之前 就會消亡 二 即便人類達到了 能模擬世界的技術水平 人們也不願意去模擬世界 三 我們幾乎肯定是 生活在一個計算機模擬之中 簡單說就是 如果世界能夠被模擬 那世界就是模擬的 這個道理其實很簡單 就好比遊戲開發 人類一旦有了 開發遊戲的技術和意願 那必定會開發出 很多各種各樣的遊戲 所以 虛擬世界的數量 必定要比真實世界 多得多得多 而此時 你出現在了一個世界裡 你覺得你碰巧遇到的 是一個真實世界的概率有多大 這就是波斯特羅姆和馬斯克的邏輯 所以 世界是不是模擬的這個問題 就變成了 世界到底能不能被模擬 除去算力限制 大部分宏觀場景 還是比較好模擬的 只要根據預設的物理定律計算 然後場景的顆粒度 做得精細一些 肉眼就很難分辨 比如早已發佈的 使用虛幻引擎5模擬的 黑客帝國覺醒 況且 隨著技術的迭代 未來只會更加真實 在我看來 關鍵的難點 主要在於以下三個方面 複雜系統 人的意識 以及微觀世界 首先是複雜系統 像天氣 股市 湍流等複雜系統之所以複雜 主要是因為 存在著大量的局部信息 就目前的算力而言 你不可能照顧到 整個演化過程中的每一處細節 就像天氣預報 你不可能精確追蹤 每一個空氣分子的運動情況 通常的做法 是把大氣 劃分成一個個方形的三維格子 然後給每個格子 賦予各種初值 然後根據模型進行計算 我們不得不假定 小尺度的擾動 對全局不會有太大影響 但事實並非如此 小尺度的微小變化 真的會劇烈地影響到大尺度 但理論上只要算力允許 要模擬複雜系統 也不是不行 其次是意識 我們現在連自我意識到底是什麼 是純算法的 還是神經網絡湧現出來的 都還沒搞清楚 也許就是存在著一個什麼技術屏障 導致計算機 永遠也無法產生意識 不過好在 今年GPT-4等大語言模型的出現 給我們指出來一條明路 GPT-4只是通過對神經網絡的暴力訓練 就掌握了人類的語言 和基於經驗的常識 甚至還產生了無法解釋清楚的思維鏈 同樣是神經網絡 大語言模型的成功 在一定程度上 反過來破除了人腦的神祕感 既然思維鏈可以湧現 那意識或許也可以 最後是微觀世界 如果宏觀只是一種統計意義下的幻覺 那微觀才更加接近世界的本質 為了確保玩家 在不斷深入研究微觀世界時 不發現破綻 就必須老老實實地 把微觀世界也模擬出來 但就現代物理學而言 微觀世界的模擬非常消耗算力 物理學家將世上所有力歸為四種 其中有一種叫做強力 準確說叫強相互作用 它負責把夸克綁成質子和中子 把質子和中子綁成原子核 強相互作用的計算無比複雜 雖然我們已經知道強相互作用的方程 但連完整地模擬出一個原子核都做不到 我們必須引入一些近似 比如設定一個較大的時空顆粒度 但即便如此 以人類現有計算機的算力 也只能勉強模擬出一個氦原子核 2017年 牛津大學的兩個理論物理學家 發表了一篇論文 他們用算力論證的方式 否定了計算機模擬宇宙的可能性 由於計算複雜度 會隨著粒子數目乘指數增長 如果要模擬出200個電子的信息 所需的計算機內存 實際需要的原子數 甚至會超過整個宇宙的原子數 要這麼搞的話 那還不如直接再大爆炸一個 所以我們基本可以認為 就現代物理學體系 以及人類目前的算力 要想模擬出一個宇宙 在理論上 就已經是不可能的 但其實這個論證也不一定靠譜 也許是因為我們現在的物理定律 或者計算機架構 還是太落後 也許先進文明 能有別的辦法 既然從理論上無法進一步論證 還有沒有其他的方法 可以判斷世界的真實性呢 或許我們可以從世界本身的性質出發 來尋找一些蛛絲馬跡 做過遊戲開發的小朋友也許知道 虛擬世界和真實世界的一個關鍵差別就是 真實世界是客觀的存在 而虛擬世界是為了你而存在 任何遊戲 只有當玩家需要看到時 才臨時將地圖渲染出來給他看 而在其他時候 或者玩家視野之外的代碼 其實並沒有被運行 相對於宏觀世界 微觀世界更隱密 且更加消耗算力 所以如果要偷懶 那大概率也會從微觀世界下手 比如一個微觀粒子 只要玩家不去觀測它 那就沒必要老老實實模擬出它的每一種狀態 但問題是 我們的這個世界 就是這樣的 比如說電子 電子在被觀測前 其各種狀態 都是處於一種模糊的量子疊加態之中 只有在被觀測時 纔不得不表現出一個具體的狀態 這給人一種非常強烈的虛擬感 所以愛因斯坦不信邪 他堅信 世上並不存在所謂模糊的狀態 這一切都只是因為存在一種 尚未被觀測到的影變量導致 後來 英國物理學家約翰·貝爾 將這個問題 極為巧妙地轉化成了一個數學問題 即著名的貝爾不等式 如果貝爾不等式成立 那麼愛因斯坦就是對的 再後來 約翰·克勞澤等物理學家 通過實驗證明瞭 貝爾不等式並不成立 也就是並不存在所謂的影變量 這就是去年的諾貝爾物理學獎 所以 在我們沒去觀測微觀世界時 它確實就是模糊的 當然 實用派物理學家們 並不會把這個現象 認定為是世界出了問題 他們只會將其寫進 量子力學的基本假設之中 曾經還有個流行的說法是 我們這個世界 之所以無法超光速 是地球online程序員有意的設定 因為高速運動不好模擬 這個說法顯然有問題 狹義相對論的關鍵 並非是不能超光速 而是光速不變 光速不變的設定 使得這個宇宙的時空 必須是可伸縮的 這樣的設定 明顯使得宇宙 變得更加複雜 更加不好模擬 以我之見 光速不變的好處在於 不管宇宙有多大 由於任何有效信息的傳遞 都無法超光速 於是 任何事件發生後的影響力邊界 只能以一個個光追的形式 向外界傳播 再加上宇宙空間的整體膨脹 離我們越遠的物體 其退行速度就越快 這意味著 當距離足夠遠時 星系的退行速度 將超過光速 這就導致我們對於宇宙的觀測範圍 其實是有限的 也就是所謂的可觀測宇宙 對於可觀測宇宙之外的事物 在沒有掌握蟲洞 或者曲率引擎等技術之前 人類的所有信息 都將被封鎖在這片區域內 如果宇宙真的只是模擬的 這必定會大大減小算力 那這對地球online的程序員來說 無疑是一個絕妙的設定 又或者 幹過程序員的應該知道 越是複雜的軟件系統 就越容易產生bug 那麼問題就來了 如果世界是模擬的 那它運行時就難免會出bug 系統維護管理員 就需要定期進行版本升級 那為什麼 我們從未有過這種體驗呢 也許是人類出現的時間還太短 沒能趕上維護 也可能是維護經常發生 但系統設定 我們無法感知而已 這不禁讓我想到了曼德拉效應 這是一種大規模集體記憶錯亂的現象 曼德拉是一名南非人 當時很多人明明記得 他在20世紀80年代 就已經死於監獄中 但後來人們突然發現 曼德拉非但沒有死 而且還在被釋放後 當上了南非總統 直到2013年纔去世 類似的案例非常之多 遍佈於世界各國 比如80後90後 或許還記得 在86版西遊記中有一集 《車之國鬥法翔三妖》 劇中有比賽求雨 比賽革板猜悟 比賽砍頭 還有比賽滾油鍋的畫面 包括我在內 都清楚地記得 楊麗大仙有一段跳進油鍋的劇情 因為她有冷龍的保護 所以滾油鍋根本不在話下 然而孫悟空識破了她的伎倆 調走了冷龍 於是楊麗大仙就被組成了楊骨架 但當我們現在 再去翻看86版西遊記的原視頻後 卻並沒有找到比賽滾油鍋的畫面 有人問該劇的攝影師王重秋 結果回覆是 當年他們根本就沒有拍攝滾油鍋的情節 後來有人解釋說 這是混淆了動畫片和真人版 導致的記憶錯亂 但在我印象中 這個場景 好像確實就是真人版的 再比如 歌曲《愛我中華》中 56個民族 56枝花 被篡改成56個星座 56枝花 蒙娜麗莎的微笑變化 真和之兩個字裡 橫線數量變化等等 如此多的集體記憶偏差 讓很多人開始懷疑 平行宇宙或者世界的真實性 但我仍然持保守態度 畢竟 人腦的記憶 一直都是不可靠的 再加上網絡信息的互相搬運轉發 一般人很少有精力 去刨根問底地調查真相 所以 造成這種現象 也不是不可能 還有一個論點是 我們知道 現代物理學 有一個非常厲害的理論 叫做標準模型 它能夠把除了引力之外的所有力 以及基本粒子都描寫清楚 而且非常精確 上帝粒子 也叫希格斯波瑟子 就先是由標準模型預言 然後發現真的存在 標準模型有19個自由參數 但是這些參數 都不是理論推導出來的 而是被實驗測出來的 也就是說 物理學家並不知道 為什麼這些參數 恰好是這樣的數值 但如果它們不是這樣的數值 那我們可能就麻煩大了 還有引力常數 橫星之所以能發光 是因為引力把它壓縮在一起 核心處巨大壓力之下 所產生的源源不斷的核反應 如果把引力調高 那麼橫星核聚變的燃料 會迅速耗盡 如果把引力調低 那麼橫星的內部壓力就不夠 無法持續發光 是誰規定引力常數 正好是這麼大 還有宇宙的膨脹速度 一方面 引力使得宇宙中的物質 聚集在一起 另一方面 暗能量的斥力 又使得宇宙空間不斷膨脹 如果暗能量稍微強一點 或者宇宙總物質少一點 宇宙就會膨脹得非常快 大爆炸後的物質 壓根就沒有機會聚集在一起 形成星系和星球 如果暗能量弱一點 那麼宇宙可能就炸不開 或者剛一膨脹 就迅速收縮了 為什麼宇宙中的物質 正好有這麼多 為什麼暗能量 又正好是這麼強 諸如此類的例子還有很多 篇幅有限 這裡就不再一一列舉 對此 物理學家有一個專門的詞 來描述這個現象 叫做 Fine Tune 於是有神論者猜測 這是上帝設定的 但如果是上帝 那上帝又是誰創造的呢 還有人說 我們都是高級文明 用計算機模擬的 但問題又來了 外星人的宇宙 又是誰微調了呢 又或者是 目前的物理定律 還不夠深刻 也許存在著某個終極理論 所有目前已知的參數 都能從中計算出來 也就沒有所謂的微調了 當然 你可能還會想到人存原理 就像地球為什麼 恰好適合生命存在 只不過是因為只有它適合 我們才存在 但是請注意 這樣的話就默認 還有無數個 不適合生存的宇宙存在 其實這也就是M理論的解釋 M理論 你可以理解為 就是融合了多種弦理論的 超弦理論之母 它的解釋是 物理定律允許很多種 不同參數的宇宙 大概適時的500次方 其中絕大多數都不適合生存 而人類只不過 恰好生活在其中一個 適合人類生存的宇宙裡 這也是霍金 在《大社稷》這本書中 所贊同的觀點 這個理論也很好地解釋了 為什麼我們這個宇宙的參數 雖然適合 但其實並非是最適合的狀態 它還可以進一步優化 不過 前面這幾個論點 都還不夠過硬 他們只能從側面猜測 比較過硬的 還得是量子力學 我們知道 我們用的計算機 本質上都是數字設備 它完全由數學驅動 而數學方程 無法產生真正的隨機數 我們日常用的各種隨機算法 其實都不是真正的隨機 如果量子力學中的隨機 被證明是真隨機 那就說明我們這個世界 並不是純粹用數學就能描述的 也就無法用 我們現有的這種計算機模擬 同時 計算機還有一個特點就是 它只能模擬有理數 對於√2這種無限不循環小數 計算機只能盡可能提高精度 而無法完全準確 但如果我們這個世界的時空 是可以無限細分 是實數的 比如 當我們隨便一揮手時 就會經歷無數個無理數 計算機就無法 真正模擬出這樣的時空 至少人類現有的計算機不可以 說到這裡 可能有的同學忍不住會問了 量子力學不是有個普朗克時間 和普朗克長度嗎 這不就是說 我們的時空 其實就是像顯示屏的像素點那樣 是離散的嗎 並不是 普朗克長度 確實是目前理論上 所能探測的最短距離 但這可不是說 空間本身 就是由一個個普朗克長度組成的 至少現在不能這麼說 基本粒子拆分到一定程度 就已經是全同粒子 是純粹的數學模型 沒有再分的必要 但是時空本質上 還可不可以分 這只能留待視頻前的各位 進一步探索了 如果到時候 你們有誰拿了諾獎 請記得回來 幫我點個贊 最後 我來為大家總結下今天的內容 對於世界 是不是虛擬的這個問題 我們先從簡單的概率估算 到關鍵難點分析 再到對世界本性的探討 從量子疊加態 到光速不變 到曼德拉效應 再到宇宙的精細調節問題 最後到量子力學真隨機 和時空顆粒度的硬核論點 總而言之 世界如果是可模擬的 那我們 可就麻煩了 如果將來某一天 我們終於有能力 創造出一個虛擬的世界 裡面的場景 和真實世界一模一樣 連物理學家都測不出毛病來 並且在這個小世界裡 每個NPC 都擁有自己的意識 我們看著裡面的小人 和我們一樣 也經歷著生老病死 他們會哭會笑 也會害怕 會思考 會見義勇為 甚至會想到自己 是不是真實存在的 而那時的我們 則坐在電腦前 愜意地喝著咖啡 欣賞著裡面的一切 略微震驚 但又帶著一絲不屑 但隨後所有人 都會猛然意識到 我們自己 其實也生活在虛擬世界之中 那將是人類歷史上 一個非常有意思的時刻 好在我們這個宇宙 無論從宏觀 還是到微觀 都足夠複雜 也許根本就不能用 投機取巧的方式進行模擬 唯一的辦法 就是老老實實重新演化一遍 但話說回來 在這個互聯網和大數據時代 在這個營銷信息滿天飛的時代 在這個甚至連評論區 都要區分男女的時代 你所看到的 相信的世界 也只不過是別人 想要你看到的世界 如果你缺乏足夠的 思考辨別能力和認知水平 經常輕易 就被各種網絡言論所左右 那這和生活在 別人所創造的虛擬世界之中 本質上 又有多大的區別呢?