人类科学的发展,都需要实验的不断验证,人类科学史也是实验的发展史。
科学家们通过实验来验证对周围世界的各种假设,然后沉淀出科学理论,推动人类社会不断向前发展。
不过,有一种实验是无法进行验证的,这类实验被称为“思想实验”或者“假象实验”。比如说,薛定谔的猫,就是一个典型的思想实验,无法真的通过实验去验证。
还有一个思想实验,完全颠覆了人类对客观世界的认知,甚至让我们开始怀疑世界的真实性,这个实验就是缸中之脑。相信很多人都听说过这个思想实验。
在具体展开缸中之脑之前,有必要进行一些铺垫。
回到2000多年前,当时的《庄子・齐物论》中有记载“庄周梦蝶” 的故事,是这样记载的:昔者庄周梦为蝴蝶,栩栩然蝴蝶也,自喻适志与,不知周也。俄然觉,则蘧蘧然周也。不知周之梦为蝴蝶与,蝴蝶之梦为周与?周与蝴蝶,则必有分矣。此之谓物化。
到底什么意思呢?
用白话解读是这样的。庄周做了一个梦,梦中他变成了蝴蝶,在花草中自由飞翔,很是悠闲,梦中的他完全不知道自己是庄周,认为自己就是蝴蝶。当他醒来之后,才发现自己躺在床上,是庄周不是蝴蝶。
但是一个奇怪的想法突然浮现他脑海:是庄周做梦变成了蝴蝶,还是蝴蝶做梦变成了庄周?
这个看起来无厘头的想法,其实暗示着梦境与现实的界限很模糊,这就是庄子提出的“物化”思想。
绝大多数人对于做梦,并不会多想,只会把梦当做虚无的幻觉,很快就会遗忘。而庄子会从看似简单普通的梦境出发,进行更深的思考,把对现实的疑惑上升到哲学层次。
而现代社会,随着科学不断发展,人类认知层次不断提升,人们对现实世界的疑惑也越来越多,从一开始的哲学思辨,上升到科学层面。
在这种背景下,1981年,美国科学家普特南就提出了“缸中之脑”这个思想实验,具体实验是这样的。
一个邪恶的科学家在手术时突发奇想,把一个病人的大脑切掉,然后放到充满营养液的容器中。营养液能够提供必要的养分,保证大脑的正常运行。
接下来,科学家利用现代科技,把大脑的神经末梢连接到计算机,利用计算机模拟各种感官信号,让大脑感知到各种生活场景。
比如,计算机模拟出“在公园里散步,草长莺飞,鸟语花香”的信号,大脑就会感觉到在公园里接触大自然。当计算机传输“恋爱”的信号,大脑就会感受到那种心跳加速的感觉。
由于人类在现实中的所有感受,本质上都是大脑接收到的电信号,只要计算机能精准模拟这些信号,大脑就会一直觉得自己真的生活在真实世界里,不会有任何怀疑。
而理论上讲,如此强大的计算机真的可能存在,完全逼真地模拟出与现实世界一模一样的信号,用来“欺骗大脑”,让大脑认为就是真实世界。
打个比方就明白了。
缸中之脑这个思想实验涉及到的虚拟与现实,其实与真币与假币的对比很类似。
理论上,只要你拥有足够先进的设备,同时掌握制造钱币的所有制作工艺,就一定能制造出与真币一模一样的假币,不管是外观,颜色,重量等各方面都一样。
如此一来,当这个假币流入市场,不管是再专业的鉴定人员还是鉴定设备,都不可能分辨出真伪,一定会把假币当真币使用。
但即便如此,即便这张假币真的与真币完全相同,也改变不了它是假币的事实。为什么?
因为从本质来讲,分辨真币假币的最底层逻辑,并不在于外观,而在于生产源头。国家生产的就是真币,即使看起来不那么真,也是真币。而你自己制造的,不管有多真,哪怕比真币还要真,也是假的。
缸中之脑就是如此,不管计算你模拟的信号有多逼真,哪怕真的和现实信号完全一样,也改变不了它是模拟信号的事实。
看到这里,你大概开始怀疑我们这个世界的真实性了,有没有一种可能,我们就像缸中的大脑一样,生活在虚拟世界里?
纯理论分析,这种可能性的确存在。而随着人类科学不断发展,越来越多的现象表明,这种可能性非常大。
当然,你可能也会反驳:你在这扯淡呢?我时刻都在感受到真实,周围的一切都如此真实,每天感受到喜怒哀乐,怎么被你说成虚拟的了?
那就让我们继续分析。
你有没有思考过这样的问题:我们是如何感知周围世界的?
你应该会知道,通过人体的感官系统,有五个,分别是视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉。其中视觉最重要,超过80%的认知都是通过视觉获取的。
这里就通过视觉来具体展开。
我们的眼睛就像是一个监控,不断接收外部的光信息。光信号进入眼睛后,经过经过晶状体的折射,聚焦在视网膜上。视网膜上的感光细胞将光信号转化位神经电信号,通过视觉神经传输给大脑。然后大脑解读电信号,让我们感受到各种场景。
看到了吧,大脑接收到的其实是各种电信号。本质来讲,这些电信号与电脑手机接收到的电信号并没有不同。
明白了这些,让我们假设未来某天人类科技高度发达,超级计算机能够非常逼真地模拟出与现实世界完全相同的虚拟世界,然后通过某种科技,把人类意识转移到虚拟世界,同时不断模拟与现实世界完全相同的各种电信号,传输到虚拟世界。生活在虚拟世界的人们,肯定不会感受到自己生活在虚拟世界,他们一定会认为自己生活的世界是客观现实的。
问题来了,有没有一种可能,早就存在如此发达的超级文明,而且我们生活的“真实世界”就是他们模拟出来的?
理论上真的存在这种可能性。
更让人震惊的是,无论如何,我们都不可能证明这点,都不可能证明自己是否生活在虚拟世界里。
除非我们能通过某种方式突破现实世界的限制,跳出我们暂且认为的虚拟世界,来到创造虚拟世界的高级文明世界,才能真的看到真实世界的模样。这其实就相当于站在上帝视角俯视我们的世界。
而关于虚拟世界,甚至完全不需要一个实体大脑,根本没必要在营养液中放置一个大脑,只需要模拟各种虚拟信号,就能创造出一个完美的虚拟世界,让生活在那里的生命(比如我们人类这样的智慧物种)感受各种生活。
一个问题又来了。我们生活的世界如此庞大,如此复杂,需要多强大的计算机才能模拟出来啊?
不敢想象,能够制造出如此强大计算机的文明,会达到什么层次!
我想说的是,不要用人类的固有思维方式衡量这种问题,大胆放飞我们的思想。虽然我一直做的严谨科普工作,但也希望大家在基础科学的基础上,敢于打破固有思维模式,用于探索。
实际情况是,完全没有必要模拟出全宇宙的场景。想要构建人类分辨不出真假的世界,只需要利用“作弊”的方式“欺骗”人类就可以了。
此话怎讲?
有必要简单讲一下很多人玩过的网络游戏。
大型的网络游戏往往都会占用大量的内存,如果游戏时刻都要加载出所有的场景,角色,包括各种细节,计算机势必会承认巨大的运行压力,最终导致游戏卡顿甚至崩溃,根本无法运行。
怎么解决这个问题呢?
很简单,只需要采用“动态加载”的方式就可以了。简单讲,只需要加载游戏角色当前感知到的场景细节就行了,游戏角色感知不到的场景没有必要加载出来,就相当于不存在,直接不加载或者模糊化处理就行了。
说白了,看不见(感知不到)就等于不存在,加载无法被感知的场景,纯属浪费资源。
超级文明很可能就是采用这种“动态加载”的方式,“欺骗”人类。他们只需要模拟我们感受到的场景,对于那些感受不到的,比如说微观粒子的内部结构,真空环境,人们根本感受不到,完全可以模糊化处理。如此一来,就极大降低了计算机的荷载要求,提升计算机运行速度。
以上猜测并非天马行空,随着量子力学发展,越来越多的现象暗示,我们或许真的生活在虚拟卡世界里。
比如说,光速限制,就可能市超级文明为我们设定的最大加载速度。还有量子世界里,双缝干涉实验,当我们观测时,电子呈现确定的粒子性,不观测时,呈现模糊的波动性。
好像世界的真实与否,与我们的观测息息相关,这不正与虚拟的游戏世界一样吗?
用虚拟世界来解释量子世界里的诡异现象,很容易解释。当我们观测时,超级文明设定的虚拟系统会瞬间加载电子的具体位置和速度,我们就会看到电子的离子性。不观测时,系统为了节省资源,不会加载电子的具体信息,自然会以波的模糊特性呈现。
看到这里,你会不会觉得时刻被超级文明凝视着?
其实完全没有必要为此恐惧,如果真的那样,你应该感到庆幸,竟然有更高层次的超级文明能注意到你,你家的祖坟肯定冒青烟了!
同时,所谓的“真实”与“虚拟”本来就是相对的,不是绝对的。就算人类真的生活在超级文明创造的虚拟世界,也只是超级文明眼里的“虚拟”,对于我们来讲并不是虚拟的,而是真实的。
就像上文提到的虚拟游戏世界,这里的虚拟就是人类眼里的定义,而对于游戏角色来讲,就是真实的。
除非游戏角色能够通过某种方式“实体化”来到我们的现实世界,他才会认为自己之前生活的世界是虚拟的,否则他就是生活在真实世界。
还有,所谓的“一场游戏一场梦”,在梦醒之前,我们也会认为梦境是真实的。
所以,还会有一种可能,我们一直生活在梦境里,一直没有醒来。
所以,只要我们认为是真实的,那就是真实的。
就到这里吧,该搬砖了!
不管真实还是虚拟,搬砖都如此真实!
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