آیا ما در ماتریکس زندگی می‌کنیم؟ دانشمندان پاسخ می‌دهند

فیلم ماتریکس یکی از مهم‌ترین و اثرگذارترین فیلم‌های علمی تخیلی در دهه‌های اخیر بوده است که مفهوم واقعی یا غیرواقعی بودن جهان را با داستانی عمیق و جذاب، به چالش می‌کشد. اما اگر خود شما روزی بفهمید که تمام مدت در ماتریکس زندگی می‌کرده‌اید واکنشتان چه خواهد بود؟ آیا اصولا چنین چیزی ممکن است؟ جالب است بدانید که دانشمندان مدت هاست مشغول بحث و تحقیق روی این فرضیه هستند و به نتایج جالب و شگفت انگیزی دست پیدا کرده‌اند. در این مقاله از دیجی رو به جدیدترین یافته‌های محققان فیزیک و فلسفه در مورد واقعی بودن جهان و فرضیه شبیه سازی خواهیم پرداخت.

ماتریکس از تخیل سینمایی تا نظریه فیزیکی

در سال 1999 یعنی دقیقا بیست سال پیش، فیلم علمی تخیلی ماتریکس روی پرده سینماها رفت، “نئو” قهرمان فیلم که یک هکر زیرزمینی است افرادی را می‌بیند که از قوانین فیزیک تبعیت نمی‌کنند، از دیوارها عبور می‌کنند و ناگهان غیب می‌شوند. این مشاهدات، نئو را به آگاهی جدیدی می‌رساند و متوجه می‌شود دنیایی که در آن زندگی می‌کند یک دنیای ساختگی و شبیه سازی شده است. این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که نئو با یک انتخاب سرنوشت ساز مواجه می‌شود: این که قرص آبی را بخورد و برای همیشه در ماتریکس به زندگی آرام خود ادامه دهد و یا قرص قرمز را انتخاب کند و حقیقت را در مورد ماتریکس بفهمد و یا به تعبیر شاعرانه فیلم و اشاره به داستان “آلیس در سرزمین عجایب” دریابد که سوراخ خرگوش چقدر عمیق است.

فیزیکدان‌ها نیز اکنون چنین انتخابی پیش روی ما قرار داده‌اند، اگر آن‌ها بتوانند تشعشعات فضایی را مطالعه و بررسی کنند می توانند بفهمند که ما در ماتریکس زندگی می‌کنیم یا خیر. جالب است بدانید که فیزیکدان‌ها در این مورد تنها نیستند و برخی از فلاسفه معاصر نیز معتقدند که ما در جهانی ساخته شده توسط هوش مصنوعی زندگی می‌کنیم. این مساله، مدت‌هاست که موضوع بحث فیزیکدانان و فلاسفه بوده است و برخی از آن‌ها معتقدند احتمال این که جهان ما ساختگی و شبیه سازی شده باشد بیشتر از آن است که به شکل واقعی و ارگانیک به وجود آمده باشد. اما اگر این فرضیه درست باشد قوانین فیزیکی که اجازه می‌دهند ما واقعیت جهان را مشاهده و اندازه گیری کنیم چه ارتباطی با قوانین جهان برتری که ما در آن شبیه سازی شده‌ایم خواهد داشت؟ این شبیه سازان را می‌توان خدایانی در نظر گرفت که توانایی تغییر دادن واقعیت را دارند. پس آیا وقت آن رسیده است که قرص قرمز را انتخاب کنیم یا این که بهتر است به زندگی آرام خود در ماتریکس ادامه دهیم؟

جهان شبیه سازی شده

اولین بحث جدی در مورد حقیقت جهان در سال 2001 مطرح شد زمانی که دانشمندان در تلاش بودند تا منابع لازم برای شبیه سازی جهان را تخمین بزنند و در این تخمین با یافته‌هایی روبرو شدند که غیرممکن به نظر می‌رسید. در این بررسی، ست لوید مهندس مکانیک کوانتوم در دانشگاه MIT تعداد کامپیوترهایی را که برای شبیه سازی جهان و تمام وقایع آن از لحظه انفجار بزرگ تاکنون لازم بود تخمین زده و به نتیجه رسیده بود که انرژی لازم برای انجام کامل این شبیه سازی، بیش از آن مقداری است که در حال حاضر در جهان ما وجود دارد. او بیان کرد: “چنین کامپیوتری باید از جهان ما بزرگ‌تر باشد و زمان نیز باید با سرعتی کمتر حرکت کند. پس ساخت چنین کامپیوتری ممکن نخواهد بود.”

اما کمی بعد، برخی دیگر دریافتند که ساخت یک نسخه نه چندان کامل از جهان نیز می‌تواند برای ساکنان آن قانع کننده باشد بدون آن که به انرژی نامحدودی نیاز داشته باشد. در واقع با حذف جزئیات میکروسکوپی و اتمی هم می‌توان جهانی شبیه سازی شده و کامل داشت چون طبق نظریه کوانتوم تا زمانی که به این جزئیات توجه نداشته باشیم آن‌ها وجود نخواهند داشت. از نظر تئوری ما هرگز متوجه این عدم وجود نخواهیم شد چون شبیه سازها با توجه به مشاهده ما، آن‌ها را بازسازی خواهند کرد (مانند چیزی که در بازی های رایانه ای رخ می دهد). این فرضیه توانست شبیه سازی جهان را به کاری قابل دسترس تبدیل کند که حتی انجام آن توسط انسان‌ها هم امکانپذیر خواهد بود.

ابرکامپیوترهای امروزی توانسته‌اند نسخه‌هایی اولیه از جهان ما را شبیه سازی کنند که شامل کهکشان‌ها و مدل‌های ستارگان است اما با در نظر گرفتن پیشرفت سریع تکنولوژی می‌توان حدس زد که در آینده نه چندان دور شبیه سازی کامل جهان نیز امکان پذیر خواهد بود. حتی ممکن است روزی برسد که هر انسانی بتواند در گوشی هوشمند خود یک جهان شبیه سازی شده داشته باشد. تصور کردن چنین پیشرفتی چندان دور از ذهن نیست و به وجود آمدن ماتریکس از آن چیزی که فکر می‌کنید نزدیک‌تر است. “سیلاس بین” فیزیکدان هسته‌ای در دانشگاه واشنگتن سیاتل می‌گوید: “شاید تا یک قرن آینده بتوانیم انسان‌ها را نیز به جهان‌های شبیه سازی شده خود اضافه کنیم.” بین شبیه سازی‌هایی را طراحی کرده است که در آن چگونگی تشکیل ذرات پروتون و نوترون و ساخت اتم در جهان ما قابل مشاهده هستند.

اخلاقیات و وضع قوانین ممکن است ما را از ساخت چنین جهان‌های مصنوعی برحذر دارد اما نسل آینده شاید نظر متفاوتی داشته باشد و بازی کردن نقش “خدا” در این جهان‌ها را وسوسه کننده و جذاب بداند. حال این سوال پیش می آید که آیا عقل و منطق وجود چنین جهان‌هایی را می‌پذیرد؟ نیک بوستروم فیلسوف دانشگاه آکسفورد در سال 2003 به این نتیجه رسید که احتمال این که ما در یک ماتریکس شبیه سازی شده زندگی کنیم بسیار بیشتر از آن است که توسط ساختارهای ارگانیسمی زنده بر اساس کربن به وجود آمده باشیم. اما از آن جایی که تشخیص تفاوت بین این دو نوع جهان برای ما ممکن نیست هنوز چشم ما به حقیقت ماتریکس باز نشده است.

کشف حقیقت

اما حقیقت همیشه مخفی نمی‌ماند و تئوری ماتریکس هم در سال 2007 به چیزی قابل لمس تبدیل شد. جان دی بارو پروفسور علوم ریاضی در دانشگاه کمبریج بیان کرد که نقص در شبیه سازی واقعیت باعث بروز خطاهای قابل اندازه گیری خواهد شد همان طور که سیستم عامل کامپیوتر شما باید به روزرسانی شود تا بدون خطا و ایراد عمل کند. با در نظر گرفتن این فرضیه می‌توان گفت که در یک دنیای واقعی نباید خطایی وجود داشته باشد و همه چیز در آن ثابت است مثل سرعت نور یا ثابت ساختار ریز که قدرت نیروی الکترومغناطیس را مشخص می‌کند. اما واقعیت چیز دیگری است. سال گذشته بین و همکارانش آزمایشی در باب تئوری شبیه سازی مطرح کردند. بیشتر فیزیکدانان فرض را بر این می‌گیرند که فضا به طور یکپارچه و بی‌نهایت امتداد یافته است اما فیزیکدانانی که مدل اولیه جهان را شبیه سازی کردند نمی‌توانستند چنین فضایی را به وجود آورند و در عوض یک فضای مشبک و توری مانند را شبیه سازی کردند که ترکیبی از پیکسل‌های مجزا است، چیزی مانند آن چه که در یک صفحه تلویزیون مشاهده می شود.

این تیم تحقیقاتی در محاسبات خود به این نتیجه رسید که حرکت و انرژی هریک از اجزا در شبیه سازی، به فاصله بین نقاط هر بخش بستگی ارد و هرچه پیکسل یا بخش مورد نظر، کوچک‌تر باشد این انرژی هم بیشتر خواهد بود. این به معنای آن است که اگر دنیای ما، شبیه سازی شده باشد ما بیشترین انرژی را در سریع‌ترین ذرات مشاهده خواهیم کرد. اخترشناسان مشاهده کرده‌اند که تشعشعات کیهانی (ذرات با سرعت بالا که از کهکشان‌های دور فرستاده می‌شوند) همیشه با مقدار انرژی مشخصی به زمین می‌رسند که برابر با 10 به توان 20 ولت است.

این شبیه سازی یک اثر قابل مشاهده دیگر هم داشت که مورد توجه اخترشناسان قرار گرفت و آن به بحث پیوستگی فضا مربوط می‌شود. اگر فضا پیوسته باشد در این صورت هیچ شبکه و خط راهنمایی وجود نخواهد داشت که جهت تشعشعات کیهانی را مشخص کند و این تشعشعات در هر جهتی حرکت خواهد کرد. اگر ما در یک ماتریکس گسسته زندگی کنیم چنین توزیع پیوسته‌ای را مشاهده نخواهیم کرد. بنابراین اگر فیزیکدانان بتوانند یک توزیع نامتوازن از این تشعشعات را مشاهده کنند می‌توان گفت که جهان ما واقعی است و شبیه سازی نشده است.

اخترشناسان برای جمع آوری داده‌های لازم به مشاهده تشعشعات کیهانی متعددی نیاز دارند و اگر بتوانند مشاهدات کافی انجام دهند می‌توانند واقعی یا غیرواقعی بودن جهان را به اثبات برسانند. بین معتقد است: “دانستن این که ما در دنیایی شبیه سازی شده زندگی می‌کنیم یا خیر، تاثیری روی زندگی من نخواهد داشت و باور من را که جهان بر اثر انفجار بزرگ به وجود آمده است تغییر نخواهد داد.” شبیه سازان قدرتمند ما ممکن است علاقه‌ای به تعامل با مخلوقات خود نداشته باشند و یا ممکن است برای سرگرمی هم که شده بخواهند در قوانین فیزیکی دنیای شبیه سازی شده دست ببرند. در این حالت شاید بهترین استراتژی برای ما این باشد که سرگرمی خوبی برای خالقان خود باشیم تا در نسل بعدی مجددا ما را به حیات بازگردانند!

عواقب عجیب تئوری ماتریکس به اینجا ختم نمی‌شود. شبیه سازان ما حتی ممکن است خودشان را هم شبیه سازی کنند و مجموعه‌ای از دنیاهای سلسله مراتبی با قوانین فیزیکی متفاوت به وجود آورند. بین می‌گوید: “اگر ما شبیه سازی شده باشیم در این صورت چیزهایی که تاکنون اندازه گیری کرده‌ایم قوانین واقعی طبیعت نبوده‌اند بلکه مجموعه‌ای از قوانین ساختگی هستند که توسط شبیه سازان بر جهان ما وضع شده‌اند. چنین چیزی حقیقتا موجب افسردگی دانشمندان خواهد بود.” آزمایش تشعشعات کیهانی می‌تواند مشخص کند که جهان ما واقعی است یا یک ماتریکس شبیه سازی شده است که قوانین موجود در آن قابل انعطاف هستند و یا حتی می‌توان آن‌ها را زیر پا گذاشت.

اما اگر فهمیدن حقیقت به معنای پذیرفتن این باشد که هرگز نتوانیم از واقعی بودن چیزی مطمئن باشیم آن موقع انتخاب شما چه خواهد بود؟ راه برگشتی وجود ندارد، آیا قرص آبی را انتخاب می‌کنید یا قرص قرمز؟