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大家好，我是子彌
在幾篇硬核文之后，子彌正準(zhǔn)備加班加點(diǎn)，炮制一篇更加硬核的《網(wǎng)絡(luò)與元宇宙》。突然，一個讀者發(fā)出了挑戰(zhàn)：“如果像《頭號玩家》中描述的那樣，元宇宙渲染足夠真實(shí)，達(dá)到電影級，我呆在元宇宙里的時間會很長，那么到底元宇宙是真實(shí)，還是現(xiàn)實(shí)生活是真實(shí)？子彌，你來講講。”
看來是避不開了，子彌決定，提前解釋一些和元宇宙相關(guān)的概念，比如模擬世界、意識上傳、基質(zhì)獨(dú)立、缸中之腦、平行宇宙之類的，然后再回到我們的《網(wǎng)絡(luò)與元宇宙》。
曾經(jīng)，意大利蒙扎市議會通過了一項法案，禁止市民將金魚養(yǎng)在圓形魚缸里觀賞。提案者說，圓形魚缸會讓金魚視線扭曲，非常殘忍。
這位提案者的物理學(xué)的不錯，但是我們是否想過一個問題：如果金魚從小就生活在圓形魚缸里，那么它會不會覺得，弧形扭曲的世界才是世界的真相？這也是霍金在《大設(shè)計》一書中，通過蒙扎的那條天才金魚所思考的問題。
我們生活在一個模擬之中嗎？
元宇宙展示了人的一種新的存在方式。
一方面，我們正常生活在一個真實(shí)的世界中，吃飯、交友、結(jié)婚、生子。
另一方面，我們戴上虛擬眼鏡，進(jìn)入到一個虛擬世界，在元宇宙中創(chuàng)造、活動，同樣擁有虛擬的身份，獲得虛擬的資產(chǎn)，這部分資產(chǎn)甚至可以兌換為真實(shí)世界的貨幣。
時間上，元宇宙可以快進(jìn)快退，但最終會與真實(shí)世界的時間維持在同一個尺度。
空間上，元宇宙是虛擬的，但仍然與真實(shí)世界相互連接在一起。在時空的兩個維度上，元宇宙都和真實(shí)世界處于平行的狀態(tài)。
城市元宇宙展示了一個真實(shí)和虛擬相互融合的場景，正如子彌在《荒謬的算力》中提到，真實(shí)和虛擬的界限會漸漸變得模糊，在任何時候真實(shí)都無障礙的融入虛擬之中，而虛擬也可以無障礙的融入真實(shí)中。真假難辨，虛實(shí)不分。
那么問題來了，在當(dāng)下，我們是不是本來就生活在一個模擬中呢？
知名科幻作家，菲利普·迪克和他的“武器”
就像那個有趣的詰問，除了人間之外，還有天堂和地獄，但你怎么知道，我們現(xiàn)在是身在人間，而不是在地獄呢？
1977年，知名科幻作家菲利普·迪克在法國科幻會議上發(fā)表演講，“我們生活在在一個計算機(jī)模擬的現(xiàn)實(shí)中”。一開始，大家都覺得他在開玩笑，因?yàn)槟M是迪克科幻作品的一個重要的主題。
然而，他接下來說，“唯一的線索是當(dāng)某些變量被改變的時候，一些變化會在現(xiàn)實(shí)中發(fā)生……這些改變，就像是déjà vu（法語，較難準(zhǔn)確表達(dá)含義，故保留原文，可以理解為一種似曾相識的錯覺）一樣?！?/p>
然后大家都驚呆了，原來迪克真的相信，我們是生活在一個模擬中。
菲利普·迪克1977年演講
迪克的科幻作品《機(jī)器人會夢見電子羊嗎？》后來被改編為賽博朋克的代表電影《銀翼殺手》，廣為人知，他也是最早大量以模擬為主題的科幻作家。為何如此惟妙惟肖，原來這不是源于他的想象，而是他真實(shí)的一個認(rèn)知。
《黑客帝國》中，接連出現(xiàn)的黑貓
在電影《黑客帝國》中，尼奧看到一只黑貓從一個門口走過去，當(dāng)他回頭的時候，又看到一只一模一樣的黑貓走過去。然后他就說了一聲“Woah,déjà vu(此處也直接使用了法語)”。
然后，同行的崔妮蒂就立即知道，一定是“某些變量被改變了”，是特工斯密斯在重寫虛擬世界，植入了一些信息，這些信息干擾了尼奧的感知，所以才會出現(xiàn)了兩個相同的黑貓，一個走過去，然后，另一個相同的黑貓又走過去。類似的電影創(chuàng)意均源于迪克。
2014年，天體物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者，客串過《生活大爆炸》的George Smoot在TED做了一個演講，“人是一個模擬，而物理學(xué)會證明它?！?/p>
George Smoot以高分辨率大腦掃描為例說明2045年人腦可以上傳到電腦網(wǎng)路
得益于埃隆馬斯克在2016年的一段訪談，模擬理論被重提：“也許我們現(xiàn)在正處于一個模擬世界，是的，我很嚴(yán)肅的說”。這使得模擬理論，成為一個流行詞。
Elon Musk: Maybe we’re in a simulation right now, yeah…seriously.
如今，元宇宙開啟了業(yè)界一個新概念熱潮。使一部分人相信，我們很可能生活在一個模擬之中，它與現(xiàn)實(shí)無法區(qū)分。甚至，可能沒有真的現(xiàn)實(shí)存在。模擬之中的參與者卻不會懷疑他們所經(jīng)歷的性質(zhì)。
如果一定要將元宇宙和現(xiàn)實(shí)這個模擬分離開來，那么，元宇宙可能是一個模擬中的模擬。
模擬假說
2003年，哲學(xué)家Nick Bostrom發(fā)表了一篇模擬假說的論文。
論文包含3個主要的命題：
－人類社會可能在到達(dá)“后人類”階段之前滅絕；
－任何后人類文明均不可能對其進(jìn)化史（或其變異）進(jìn)行模擬；
－我們幾乎肯定是在一個計算機(jī)模擬中。
并宣稱，這三個命題必有一個是正確的。
Nick Bostrom將意識或智能的基質(zhì)無關(guān)作為論文的給定的基礎(chǔ)，雖然它并非完全沒有爭議。
正如Nick Bostrom在TED 2005的演講中談到的，遙望未來，一系列技術(shù)，遲早被研發(fā)出來。雖然我們對這些技術(shù)何時面世一無所知，但我們知道，它們必然與我們所知的一切知識相一致，比如物理、化學(xué)定律等等。
未來的新科技可能已經(jīng)潛藏在我們現(xiàn)在已經(jīng)完全確知的物理定律之中，就像原子能潛伏在人類歷史中一樣，直到1945年，它才真正面世。我們可以假定，排除大災(zāi)難發(fā)生的情況，遲早我們都會發(fā)展出這些技術(shù)，改變?nèi)祟惖木硾r。
“真實(shí)”的幕布背后到底隱藏著什么？
同樣，我們也可以為文明對其進(jìn)化史的模擬找一個理由和必要性。
這個理由是，通過模擬發(fā)現(xiàn)文明的可能性，或者是那個答案，就像是找到一個算術(shù)題具體的答案一樣。
這個必要性就是，在復(fù)雜而多元的計算中，即便初始狀態(tài)、計算原則確定下，其結(jié)果仍然是難以預(yù)測的。
除了通過計算之外，都無法確定其結(jié)果（Stephen Wolfram）。所以，模擬是必要的。而且，很可能其計算空間超過Elon Musk所說的10億個。
模擬和擬真
要較真兒的說，模擬這個詞，英文simulation，其實(shí)是不準(zhǔn)確的。
模擬這個詞來源于計算機(jī)科學(xué)，通常使用一種模型，對一個真實(shí)過程或者系統(tǒng)進(jìn)行一個隨著時間演化的模仿。比如，復(fù)雜的湍流、空氣動力學(xué)，通常無法用簡單的數(shù)學(xué)公式來描述的，就可以用算力更強(qiáng)的計算機(jī)來模擬。
更準(zhǔn)確的說，絕大部分非線性的情況，是無法解出解析解的，但可以采用各種復(fù)雜手段去逼近。模擬就是各種復(fù)雜手段中的一種。
風(fēng)洞的實(shí)物測試非常昂貴，可以現(xiàn)在計算機(jī)上模擬
模擬是一種科學(xué)研究的手段。而我們前文所講到的“模擬假說”更適合采用另一個詞語——擬真（emulation）。
擬真也起源于計算機(jī)科學(xué)，表示通過替代其底層功能，但上層表現(xiàn)保持不變。擬真系統(tǒng)通過在更快的硬件上運(yùn)行原系統(tǒng)，來提升效率。
圖靈在其論文中稱，圖靈機(jī)可以擬真任何其他圖靈機(jī)，即，計算是基質(zhì)無關(guān)的。
人工智能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，最初也是擬真，即用于擬真神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)軟件。
擬真是為了替代其原始版本，而提供真實(shí)應(yīng)用（An emulator can replace the original for 'real' use）. 相比之下，模擬反而是一種為了分析而建立的模型。
比如，電網(wǎng)的控制中心可以通過外觀一模一樣的虛擬的電子仿真儀表盤來代替機(jī)械儀表盤，遠(yuǎn)程操作電網(wǎng)開關(guān)的閉合，這也是一種擬真。
虛擬PC，即在服務(wù)器上虛擬個人計算機(jī)，是擬真PC。如果一個飛行模擬器，可以將一個人從A地點(diǎn)運(yùn)送到B地點(diǎn)，那么它就是一個飛行擬真器。一個擬真器通常接近實(shí)時運(yùn)行，而模擬器則未必。比如，地理模擬通常1000年作為1秒，或者更快。
利用工業(yè)擬真軟件對工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行擬真
元宇宙是一個現(xiàn)實(shí)擬真器。
人是有能力范圍的，比如記憶，比如空間想象力。但人通過抽象，去除了次要因素，合并共同的東西，可以將客觀規(guī)律總結(jié)成幾條簡單的概念和公式。
抽象是隱藏層的能力（深度抽象是通過幾種連續(xù)變換，每個變換都與大腦區(qū)域或大量神經(jīng)元關(guān)聯(lián)）。
但面對更為復(fù)雜的問題時，人就越來越難從大量特征中作出數(shù)量有限的選擇，使得保留與理解現(xiàn)實(shí)情況成為不可能。
然后，人們發(fā)明了計算工具，但仍然經(jīng)常會遇到數(shù)據(jù)不夠或者過度擬合的問題，通常，大家依靠減少維數(shù)，從中選擇重要的特征構(gòu)建模型，以提高模型的推廣能力。
而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含了更多的隱藏層，它不是靠減少維數(shù)提高泛化能力，而是保留更多參數(shù)，它通過提高更多隱藏層來保留特征和提高泛化能力。
元宇宙是一個現(xiàn)實(shí)擬真器
現(xiàn)在科技發(fā)展中，復(fù)雜度在不停的擴(kuò)張，一架飛機(jī)通常有數(shù)百萬乃至上千萬個零部件，數(shù)十萬人為之研發(fā)。人的學(xué)習(xí)速度再增加多少倍，也跟不上復(fù)雜度的擴(kuò)張，人的壽命增加多少倍，也仍然“吾生也有涯”。
而未來的科技發(fā)展，是充分利用模型的能力和計算的優(yōu)勢，而不是依靠單個生物個體的能力。
元宇宙其實(shí)是一種新的科學(xué)進(jìn)路。它模擬，然后擬真整個世界。
元宇宙真實(shí)嗎？
我們是不是生活在一個模擬之中？元宇宙是不是一個多層的模擬，就像是盜夢空間的多層夢境一樣？
我們的一生是不是下一層模擬的1秒鐘？
你的陀螺會停下來嗎？
這是一個哲學(xué)問題。柏拉圖、笛卡爾（我思）、普特南（缸中之腦），到現(xiàn)在是這個模擬假說。
不過，實(shí)際上，科學(xué)中的理論，比如高維、平行宇宙，比笛卡爾等要反直覺得多。
平行宇宙示意
在一部講述霍金在《大設(shè)計》的紀(jì)錄片中，一只蒙扎市圓形魚缸中的金魚，雖然生來就看著扭曲的世界，但它縱身一躍，跳入了噴泉金魚池。是不是它的大腦可以從扭曲的世界中重構(gòu)準(zhǔn)確的世界影像呢？
蒙扎Monza的天才金魚
天才金魚躍入噴泉金魚池
哪怕我們的世界只是處在一層模擬之中；哪怕我們吃的漢堡，只是計算機(jī)的模擬；穿著名牌服飾的你，也只是一串編碼。它在我們思想中是真實(shí)不虛的。
想吃漢堡的欲望，仍然是我們本身的欲望，哪怕它是被給定的。
幸福、痛苦、歡笑、汗水……它就是我們的生活，而且真實(shí)存在。
（未完待續(xù)）
子彌實(shí)驗(yàn)室是廣東粵港澳大灣區(qū)國家納米科技創(chuàng)新研究院的下屬一級單位。由中科院院長白春禮于2020年11月21日在黃埔揭牌成立，中科院院士趙宇亮任實(shí)驗(yàn)室主任。
“子彌”一詞來源于傳統(tǒng)佛教宇宙哲學(xué)——“芥子須彌”，意思是微小的芥子中能容納巨大的須彌山。子彌實(shí)驗(yàn)室“小”中“生”大“，思考、設(shè)計、產(chǎn)生人類沒有的技術(shù)和產(chǎn)品，成為改變?nèi)祟愃季S模式、改變?nèi)祟惪萍歼M(jìn)程、改變?nèi)祟惞ぷ髂Ｊ?、改變?nèi)祟惿罘绞降陌l(fā)源地。
子彌實(shí)驗(yàn)室致力于研究面向未來的關(guān)鍵共性技術(shù)，希望尋找對科技充滿癡迷，思想未被格式化的人、行為未被同步化的人、認(rèn)知未被標(biāo)準(zhǔn)化的人、情懷未被世俗化的人，共同用思想創(chuàng)造人類沒有的技術(shù)和產(chǎn)品。
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