## 我们生活的这个世界是计算机模拟出来的吗？

这一讲我们要用严肃的态度讨论一个学术问题：咱们生活的这个世界，到底是真实的存在，还是某个更高级的文明中的什么人用计算机模拟出来的、像电子游戏一样的存在 —— 你、我，我们这些人，到底是我们以为的那种真正的人，还是计算机生成的 NPC（非玩家游戏角色）。

我们以前提到过这个话题，但是你可能没意识到问题的严重性。

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八宝饭正在连载的一本网络小说叫《道长去哪了》，其中有个非常有创造性的设定。

传统上佛家和道家都认为有不同类型的“世界”存在。八宝饭小说中说，我们地球人现在生活的这个世界，叫“末法诸天”，也可以叫末法世界。这里的特点是没有魔法。你所谓修个道念个佛其实都学习人生哲学，也许能让你心情更好，但是你怎么修也修不出神通来。

但还有一种世界叫“灵力诸天”，那里存在一种宝贵的修炼资源，也就是“灵力”。有灵力就可以真正地修行，只不过你可能得有天生的资质才行。灵力世界是修行者和凡人共处的世界，大家寿命都很有限，但是你只要修炼就有“飞升”的可能性。飞升，是去更高级的世界。

比“灵力诸天”更高级的一种世界叫“混沌诸天”，那里面住的就都是修行者了。再往上还有更高级的地方，等等。

八宝饭这本书的创造性设定是，小说里的世界不是一个真实世界。它是某个混沌诸天里的十位神仙用神识想象出来的世界。如果这个世界能够很好地演化下去，能立得住，想象这个世界的神仙们就可以获得永生。这个世界里也有花草树木飞禽走兽，也有普通人和修炼者，有文化和历史，当时基本上就是中国大唐时代。身处这个世界中的人感觉自己是一个有意识的主体，这种感觉非常真实，而且也可以飞升到别的世界中去。小说的剧情展开，则是这个世界出问题了……

这是我第一次在修仙小说中看到世界是计算机模拟出来的。当然你叫“神识想象”、叫“庄周梦蝶”、叫“黑客帝国”都可以，本质是一个意思。

我这里要说的是，你我身处的这个世界未必就不是这样的。也许真相比小说还神奇。

在 2016 年的一个访谈中 [1]，埃隆·马斯克说，「我们所处的世界是真实的可能性不到几十亿分之一。」换句话说我们这个世界应该是计算机模拟出来的。他为什么这么说呢？咱们讲讲其中的道理。

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先说好什么叫真实什么叫模拟。如果世界是“真实”的，那就是说它是一个客观独立的存在，不依赖任何外部支持系统，自己就能演化下去。为什么抛出的石头会掉下来？因为物理定律就是这样的，它自动就会掉下来。

反过来说，我们猜测世界有可能是世界以外的某个智能 —— 也许是一台计算机 —— “模拟”出来的。为什么石头会掉下来？因为计算机程序一帧一帧地安排了它的运行轨迹。如果外部那台计算机突然没电了，我们这个世界也就不存在了。

乍一看，你可能觉得“世界是模拟的”只是一个有意思的猜想，反正也不能证伪，好像不值得严肃对待。其实不然。这里面有个非常有意思的推理。你确实很难从逻辑上*彻底证明*世界是不是模拟的，但是我们可以估算一下概率。

2003 年，牛津大学哲学家尼克·波斯特罗姆（Nick Bostrom）发表了一篇论文 [2]。这篇论文一出，很多人就都相信我们这个世界是模拟的了。为啥呢？

波斯特罗姆煞有其事地弄了一番数学计算，其实他的论证非常简单。他说，以下这三个论断之中，至少有一个是真的 ——

1. 人类将会在达到能用计算机模拟世界的技术水平之前消亡。

2. 即便我们达到了能模拟世界的技术水平，我们也不愿意去模拟世界。

3. 我们几乎肯定是生活在一个计算机模拟之中。

我给你解说一下。用计算机模拟一个世界是非常困难的。当然你做个电子游戏很容易，但是难点在于你怎么能让游戏中的人物都有自己的意识。我们现在连到底什么是意识、意识是不是纯算法的、人脑到底是不是计算机程序都不知道。也许有一些无法克服的技术限制，使得我们永远都做不到去模拟一个世界。

而且就算能做到，我们也许可能出于道德或者别的什么原因，不去做这样的事情，就好像反盗版一样。

但如果有一天我们真的能用计算机模拟世界、而且还愿意模拟世界，你猜我们会模拟几个世界？

肯定不止一个。这就好像开发计算机游戏一样。一旦人类有了开发游戏的技术和意愿，我们肯定会开发很多很多不同类型的游戏。也许那时候的人类就以创造世界为乐趣。也许像写小说一样，创造一个高级世界能给创造者带来某种好处。人们会创造各种各样的世界。

所以模拟出来的世界一定比“真实”世界多得多。

那现在你出现在一个世界里，你觉得你碰巧遇到的是一个真实世界的概率能有多大呢？如果盗版书的质量跟正版一样、而且盗版完全合法、而且盗版更便宜，盗版的数量肯定远远超过正版，你上街买了一本书，你猜这本书是盗版还是正版？

这就是波斯特罗姆和马斯克的逻辑。

如果你相信人脑就是计算机、人脑是可以模拟的，你相信整个宇宙和人类文明的演化都是可以用计算机模拟的 —— 那么根据上面的推理，你就应该相信，我们其实就是被模拟出来的。

如果世界*可以*被模拟，世界*就是*模拟的产物。

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那我们这个世界到底是不是模拟的？很多人是从世界本身的性质去推测，但是现在看来说服力不够大。

有个流行的段子说这个世界之所以不允许超光速运动，就是因为它是模拟的，是程序员有意的设定，因为高速运动不容易模拟。这个论证肯定是错的。你稍微了解一点相对论的话，物理定律的关键可不是不能超光速，而是光速不变 —— 为了光速不变这个设定，这个宇宙的时空必须是可伸缩的：这样的设定其实是让模拟更麻烦、而不是更容易了。

你还可以设想，如果世界是模拟的，它运行起来就有可能会出毛病，它肯定需要系统管理员维护，可能还需要版本升级啊？那我们为什么从未有过这种体验呢？这也未必。可能是人类智能生活的时间太短，没能赶上维护；也可能维护时刻都在发生，只是系统设定我们无法感知到而已。

还有一个论点是如果宇宙是模拟的，为什么要模拟得那么大呢？我们现在推测宇宙甚至有可能是无穷大的，那如果只是模拟一个世界给人看，有必要弄这么大吗？无数的星球各有各的特色，都无比复杂，没人看岂不是白白消耗算力吗？这个论点也不够过硬，也许人家就有能力弄那么大。

比较过硬的判据，一个是量子力学。我们知道计算机模拟是完全靠数学驱动的，而数学方程里面没有真正的随机性。如果量子力学中的随机是真随机，那就说明我们这个世界不是纯粹用数学能解释的，那就说明它不是模拟出来的。

还有一个判据是时空的颗粒度。我们用的计算机本质上都是数字设备，它只能模拟有理数，理论上它只能模拟具有有限颗粒度的时空。但如果这个世界的时空是可以任意细分的、是实数的，那它就至少不可能用我们这种计算机模拟 [3]。

这些只能留待物理学的进步。现在来说，我们最好的判断方法还是使用波斯特罗姆的思路，关键在于“算力” [4]。

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就已知的物理学而论，我们这个世界能用计算机模拟吗？非常，非常困难。

如果是像“缸中之脑”那样只模拟人的感知，那种情形是万能的，完全不可证伪，没有讨论的必要。我们单论，如果用计算机模拟这个世界一切，你诚实的做法，是必须模拟其中所有的物理过程，不管当时有没有人看。这样的模拟无比消耗算力。

比如说，把夸克绑定成质子和中子的力叫强相互作用，强相互作用的计算就无比复杂。物理学家已经知道强相互作用的方程，可是想要用这个方程去忠实地模拟一个原子核，都是根本做不到的。物理学家必须引入一些近似、比如说假定时空有个比较大的颗粒度，而不能可丁可卯地算 —— 就算是这样，以目前计算机的算力，也只能模拟一个氦原子核，其中只有两个质子和两个中子。

那你想想要再过多少年才能模拟一个真正的原子，模拟一个分子呢？更不用说模拟一个人和模拟整个世界了。

2017 年，牛津大学的两个理论物理学家就是用算力论证，否定了计算机模拟宇宙的可能性 [5]。他们列举了几个物理过程，包括“量子霍尔效应”之类，在计算上不但是实在太复杂，而且复杂度随着粒子数目增加呈指数增长。你想要模拟比如说 200 个电子的运动，就得需要一台把整个宇宙的粒子都用上的计算机才行！

所以如果你想要创造一个世界的话，模拟真是个笨办法，还不如直接大爆炸一个真的呢。当然也可能是因为我们已知的计算方法都太落后了，也许先进文明有别的办法。

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总而言之，这个世界如果是可模拟的，我们就麻烦了。

设想五十年后，真的有个公司开发了这么一个游戏。游戏里的场景跟真实世界一模一样，以至于物理学家都测不出毛病来。游戏里的 NPC 都有真实的意识，看起来跟真人完全一样。那一天人们肯定会为之欢呼的。

但是第二天，所有人都会马上意识到，我们其实也是别人模拟出来的。

那将是人类历史上一个非常有意思的时刻。

好在我们这个宇宙似乎足够复杂，而且是“不可约化的复杂”，也许根本就不能用更简单、更节能的方法模拟，唯一的办法就是老老实实重新演化一遍 [6]。

可是话又说回来，如果计算都算不了，宇宙中的万事万物到底是怎么自己就会演化的呢？如果世界不是模拟出来的，它又是个什么呢？

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