Но в РПГ у вас в итоге стрела или попала или нет, а не «попала во все точки разом ;)
Вы правы. Я понял в чем моя ошибка. Из-за недостатка знаний я слишком упрощенно воспринимал квантовые случайности. Мол, вероятность нахождения электрона в конкретной точке описывается простой формулой вероятности, такой как вероятность попасть стрелой из лука 95%. В играх это ничего не стоит в вычислительном плане.
Но квантовый мир сложнее. Если бы это было так, то было бы очень просто делать квантовые расчеты. А как мы знаем, это совсем не так ). Есть понятие квантового превосходства. Если не ошибаюсь, это что-то вроде 50 кубитов. Выше этого числа не хватит вычислительной мощности всех компьютеров земли, чтобы смоделировать такой квантовый компьютер.
Что ж, симулировать физику вселенной из-за квантовых эффектов, как мы их сейчас понимаем, похоже действительно невозможно. По крайней мере, классическим компьютером. А вот сделать Матрицу для конкретного индивида или даже сколь угодно большой группы (хоть для всего человечества) технически все еще можно… Из-за ограниченного количества чувств. Надо просто на лету генерировать картинку и непротиворечиво увязывать ее с памятью.
Собственно, это уже происходит. Известны несколько реализаций нейронных сетей, которые сначала обучаются строить внутреннее представление о мире, наблюдая реальный мир. А потом на лету генерируют реалистичную картинку — аналог наших снов, фантазии. И дальнейшее обучение происходит уже по примерам из этого выдуманного мира, так как их можно нагенерировать сколько угодно (для нейронных сетей нужно много примеров). Хороший пример: worldmodels.github.io, где нейросеть динамично создает в воображении уровни из Doom и различные ситуации на дороге для управляемой машинки.
Что касается подобной тотальной симуляции, то возникает вопрос «зачем?»
Сейчас компьютерные симуляции (кроме чисто утилитарных расчетов) делаются, чтобы понять мир, когда недостаточно данных. Симулируем по упрощенным правилам распределение всей материи во всей вселенной начиная с большого взрыва, а потом смотрим, совпадает ли результат с наблюдаемым небольшим кусочком космоса. И если совпало, значит формулы в симуляции более менее верны.
Другие тоже могут проводить подобные исследования, но изучая, например, особенности развития разума. Введение в модель небольших случайностей как бы расширяет границы модели. Может они изучают, в каких вариантах вселенных может возникнуть разумность, а в каких нет. Или пытаются таким образом создать эволюционным путем разум, который превосходил бы их собственный. Как мы сейчас пытаемся создать компьютерный ИИ.
Вообще, виртуальная вселенная объяснила бы странную силу математики, которой удивляется автор в статье. Потому что симулировать физику на основе простых линейных и квадратичных уравнений легче, чем например использовать табличные данные. На практике, конечно, все наоборот — большинство формул в физике линейные, квадратичные и кубические из-за того, что у нас всего три пространственных измерения, а большинство взаимодействий распространяются вдоль линии (линейные), площади (квадратные) или объема (кубические).
Как выше верно заметили, сейчас считается, что квантовая механика исключает возможность симуляции всей вселенной классическими компьютерами (требуется слишком большая вычислительная мощность). А чтобы симулировать вселенную на квантовом компьютере, нужен квантовый компьютер… размером с вселенную! Можно сказать, что наша вселенная и есть квантовый компьютер, который моделирует сам себя.
Но симулировать не обязательно всю вселенную. Достаточно только оперативно генерировать реалистичную картинку и сенсорную информацию. А вот это уже вполне реально. Уже есть нейронные сети, которые генерируют фотореалистичную картинку. Со временем они увеличат разрешение до человеческих 1900х1900 пикселей и смогут генерировать видео движения в любую сторону по виртуальному району, городу, миру… Просто на ходу фантазируя и дорисовывая. А это можно делать сколько угодно, ограничений на вычислительную мощность как при настоящей симуляции всей вселенной тут нет.
Если при этом отслеживать что запомнил виртуальный персонаж (хотя бы отслеживая его мозговую активность, как сейчас по МРТ пытаются читать мысли), то можно оперативно создавать непротиворечивые объяснения. Динамически генерируя места, которые он якобы посещал. Ведь они не должны быть идеально такими же, достаточно чтобы лишь соответствовали его грубой памяти. Что-то вроде взрослого, который рассказывает ребенку выдуманную сказку, и на все вопросы ребенка оперативно придумывает непротиворечивые ответы.
И это не обязательно должен быть один виртуальный персонаж. Это может быть взаимодействие сразу нескольких, как в мультиплеере. А это уже открывает большой простор для научных исследований. Это возможный ответ на вопрос зачем нужна такая урезанная индивидуальная симуляция.
Наши сенсорные возможности ОЧЕНЬ ограничены. В интернете полно роликов, где люди падают и теряют равновесие от подмены всего лишь визуальной информации (в очках виртуальной реальности). Есть также недавний эксперимент, где свиные головы продержали живыми в течении суток. Да очевидно же, что им рано или поздно заменят сигналы с внутреннего уха, подменив ощущение равновесия, а также сигналы с выходящих из головы нервов на тактильные ощущения. И по МРТ будут отслеживать активность мозга. Если она окажется такой же, как у живых свиней, значит они реально будут по ощущениям жить в своей свиной Матрице! И если для взрослых людей (да и свиней тоже) сделать такую подмену пока сложно — надо создавать фотореалистичную картинку, имитировать нервные сигналы. То вырастив ребенка сразу в такой виртуальной реальности, ему будет трудно понять, что он в ней…
P.S. я не верю, что вселенная это симуляция. слишком много слабых мест в такой теории. но и исключать ее полностью тоже вроде как опрометчиво.
Квантовая механика как раз почти не оставляет возможности, что мы живем в симуляции.
Есть много вещей, которые предстают совсем в другом виде, если посмотреть на них иначе. Наша жизнь с математической точки зрения это движение в пространстве высокой размерности к локальному экстремуму (см. ландшафт обучения в нейронных сетях, а наш мозг по принципу действия и есть нейронная сеть). При этом из-за комбинаторного взрыва, для принятия решения невозможно анализировать сразу все размерности на этом ландшафте.
Поэтому наш мозг, как нейронная сеть, снижает размерность, создавая компактные вектора, аналогично работе автоенкодеров. И это же позволяет нам делать обобщения в мышлении (т.н. генерализацию в англ.литературе), когда отличающийся набор данных с сенсоров при таком сжатии оказывается таким же вектором, как сжатие от других, немного отличающихся данных с сенсоров.
Поэтому как может выглядеть компьютерная симуляция вселенной? Это необязательно симуляция каждого атома и каждого кванта всех квантовых полей. Представьте, что мы хотим перенести сознание в компьютер. На первый взгляд, для этого надо скопировать состояние всех нейронов в мозге, а потом убить биологический организм. Это ужасная мысль.
Но давайте заменим не весь мозг компьютером, а маленькую его часть? Отрежем под наркозом кусочек мозга и подключим выходы оставшихся нейронов к компьютерной симуляции. Если по ощущениям очнувшийся пациент не сможет найти отличия в своем самочувствии, то все ок (по условию, наш 50ГГц кремниевый компьютер легко симулирует 100 Гц нейроны).
А теперь давайте отрежем еще кусочек мозга и тоже заменим его на кремниевый чип. Если опять пациент не сможет отличить свои ощущения от прежних, то он остается все тем же человеком. Так, постепенно заменяя все большую часть мозга на компьютерные чипы, мы в итоге полностью заменим биологический мозг на компьютер. И никого убивать не пришлось, верно? =)
Ну а теперь, мы можем подключить этот компьютерный мозг к внешним более мощным серверам. Или запустить специальную компьютерную программу на этом же чипе-мозге, если хватает его производительности. И, в общем-то, можно симулировать для человека любую реальность. Со всеми поддельными данными наблюдений, с историей поддельного «человечества», и так далее.
Принципиальная возможность такой подделки есть, потому что не нужно рассчитывать эту симулируемую виртуальность целиком, со всеми ее квантовыми вероятностями, на классическом компьютере. Достаточно выдавать только те сжатые вектора, которыми оперирует мозг как нейронная сеть. Это вполне может делать более крупная нейронная сеть. Нужно подделывать только нейронные веса промежуточных скрытых слоев, которые, как мы знаем из биологии, имеют намного меньшую размерность не только чем вселенная, но даже чем ограниченный набор внешних сенсоров человека!
То есть, такому человеку с замененным мозгом на компьютер можно подсунуть любую синтезированную сказку. Хоть с драконами, хоть с принцессами. Да, это сложно. Да, пока не доказано, что можно синтезировать непротиворечивый мир, чтобы живущее в нем разумное существо не смогло найти странности и понять, что оно живет в виртуальности.
Но принципиально и технически это, похоже, возможно. И технологии из компьютерных игр, например, способ повышать разнообразие действий искусственными распределениями вероятностей вроде шанса попадания стрелой в цель, этому способствуют. Игры становятся все реалистичнее. Особенно, если виртуального персонажа специально затупить, чтобы ему сложнее было разобраться в устройстве мира. Например, ограничив длину кратковременной памяти до 5-7 элементов и снизив частоту работы его нейронов до жалких 100 Гц. Ох, погодите-ка…
Ааа, кажется понял ). Вы имеете ввиду, что природа может в принципе не описываться математикой. И что наше математическое понимание природы, в том числе понимание математической случайности может быть лишь грубым приближением.
То есть, какие бы формулы для тех же квантовых вероятностей мы ни придумывали, и какую бы статистику столкновений частиц ни собирали, природа может преподнести нам сюрприз, не вписывающийся в наши формулы. Просто так получилось, что она чаще всего ведет себя похоже на наши математические формулы.
Ну не знаю, это не укладывается в голове. По-моему, математическое определение случайности, как мы его понимаем на примере наблюдаемой квантовой случайности, уже включает такую возможность ). Если обнаружится что-то необычное, например если выяснится на большой статистике столкновений частиц, что они не укладываются в текущие распределения вероятностей, то просто придется придумывать что-нибудь другое. Что лучше подойдет к наблюдаемому поведению вселенной (или поведению симуляции, если она ненастоящая).
Это немного другое. Вы говорите, что конкретные формулы описывают природные явления только в определенных условиях, а за их пределами могут не работать. Математика, как вы правильно заметили, тут ни причем. Это просто означает, что эти формулы подобраны не оптимально. Более подходящие всегда описывают вещи и более высокого уровня, и более низкого.
Формулы сверхзвуковой аэродинамики включают в себя и дозвуковую как частный случай. А формулы общей теории относительности включают в себя ньютоновские формулы гравитации, просто с меньшей точностью и для более ограниченных условий.
А в статье скорее речь о том, что непонятны причины, почему математика оказалась так эффективна. Ведь это своего рода сжатие — мы берем поведение очень сложной системы и сжимаем его до простой абстрактной формулы. На фундаментальном уровне существует ограничение, как сильно можно сжимать информацию без потерь. Связанное с энтропией. Так, например арифметическое сжатие считается максимально возможным. Математика же позволяет снизить и размерность, и сжать информацию до очень хорошего уровня. Удивительно, что человечество смогло изобрести такой способ. Хотя он возник естественным образом из разумности, на примере тех же древних греков, но это не отменяет его высокой эффективности.
Ведь мы могли бы симулировать физические системы подбрасывая камушки и ветки, и выбирая из них похожие на реальность комбинации. Такой способ был бы явно менее эффективным, чем описать систему математическими формулами. Например, средневековые гадания на картах. Они построены так, чтобы общими словами описывать какие-то общие ситуации, например: "вас скоро ждет дальная дорога". Иногда такие "предсказания" сбывались (ха-ха), поэтому это можно считать своего рода способом моделировать реальность. Но он явно уступает математическим способам. Например, посчитать числа из статистики и определить, что у профессии коммивояжера вероятность "дальней дороги" в ближайшем будущем на такое-то количество процентов будет выше, чем у домоседа.
Понятно, что математика победила, так как оказалась эффективнее. Но по каким причинам она на много порядков эффективнее описывает реальность, чем альтернативные способы (гадание на картах, интуиция и т.д.)? Почему реальность так хорошо описывается такими простыми формулами? Нет ли за этим каких-то фундаментальных причин, вроде очень простой Теории Всего. Или нам просто повезло найти удачный способ сжатия информации математическими закорючками.
Там не случайности, а псевдослучайности, в том-то и дело.
Принципиально ничто не мешает в играх использовать настоящую квантовую случайность на основе внешнего устройства. Кажется, были новости о попытках встраивании аппаратного генератора случайных чисел в процессор. Там это нужно было для нужд криптографии, но может использоваться и будущими играми.
Верно и обратное — ничто не доказывает, что случайность в квантовом мире настоящая, а не псевдослучайность более высокого уровня от программистов этой симуляции. Ведь на локальном уровне в компьютерной игре псевдослучайный программный генератор практически не отличается от аппаратного, в этом весь его смысл. Мы можем за тысячи лет наблюдений не набрать достаточной статистики наблюдений, чтобы отличить квантовую псевдослучайную вероятность от настоящей. Да и инициализируется псевдослучайный генератор в играх по-настоящему случайным seed'ом, например от времени запуска программы.
Более того, даже в полностью детерминистских алгоритмах симуляций (CFD пакеты и прочее) ограниченная битовая точность современных процессоров вносит элемент случайности. Существует, например, разработка нейронной сети, работающей на этом принципе. На конечной точности представления чисел в компьютерах: blog.openai.com/nonlinear-computation-in-linear-networks Там это выполняет роль нелинейного элемента в нейроне, но этот же эффект влияет на точность компьютерных физических симуляций, т.е. вносит случайность.
Квантовая неопределенность в нашем мире может быть таким же побочным эффектом компьютерной симуляции с ограниченной точностью. Или целенаправленного распределения вероятности для моделирования конкретной модели вселенной. В играх конкретные кривые распределения вероятностей однозначно используются для снижения вычислительных мощностей, необходимых для симуляции. И увеличения разнообразия действий. В рамках модели симулируемого мира, разумеется.
И это очень похоже на плотность вероятности нахождения элементарной частицы в конкретной точке пространства из мира квантовой физики, которую мы наблюдаем на практике.
Это если Вселенная реальна. Если она — виртуальная симуляция, то, наверное, она полностью описывается математикой. И наоборот — если у нас получится полностью описать Вселенную математикой, это натолкнёт на неприятные мысли))
Скорее наоборот — принципиально вероятностная природа на квантовом уровне один из самых неприятных намеков на то, что наш мир виртуальная симуляция. В компьютерных симуляциях (играх и пр.) на низком уровне часто используются случайности. Это упрощает расчеты. Вместо того, чтобы придумывать сложную детерминистскую механику, дающую все возможное многообразие, мы говорим: пусть стрела из лука в RPG игре попадает в цель с вероятностью 90%. Это автоматически дает большое разнообразие игровых ситуаций и ничего не стоит в вычислительном плане.
По-моему, тут прямая аналогия с «электрон может быть хоть у Сатурна, но скорее всего будет в этой точке».
Но конечно, есть и альтернатива — клеточные автоматы. Где правила заданы жестко, а кажущаяся случайность форм просто следствие из этих необычных правил. Скорее всего наша вселенная такая (хотя бы согласно бритве Оккама, чтобы не придумывать лишние сущности в виде владельцев симуляции). Если рассуждать так, то квантовая случайность скорее всего кажущаяся, как следствие работы Теории Всего, которую мы пока не понимаем.
Об этом тоже упоминается в статье, мол, мы выбираем ту математику, которая описывает наблюдаемые явления на нашем масштабе чувств. И хороший вопрос, может ли голая математика привести к какому-то более глубокому пониманию вселенной, за пределами нашего бытового восприятия. Как это уже произошло в современной физике с квантовыми вероятностями. Но, возможно, и даже скорее всего, это еще не предел. В этом смысле рассуждения о природе математики, ее эффективности и прочее, могут подтолкнуть к направлению, в котором стоит вести поиск. Хотя все это сильно смахивает на философию, если честно. И должно по идее решаться более детерминистскими, научными способами.
Что-то посчитал, а потом удивляется: ничего себе, оно каким-то образом работает!
Да, именно так. Но, похоже, подобное удивление от успеха математики испытывают только те, чьи расчеты оправдались для каких-то очень сложных вещей, например если он этого зависела их собственная жизнь.
Приведу пример. Как-то я сшил самодельный парашют. Из формул аэродинамики я нашел необходимую площадь, которая должна в теории обеспечить безопасное снижение. Из геометрии нашел какую форму должны иметь полоски ткани, чтобы они правильно искажались под воздушным напором, чтобы обеспечивать эту площадь. Учел прочность строп и их растяжение под нагрузкой, чтобы форма парашюта в полете не исказилась слишком сильно. Обычным динамометром измерил прочность ниток из магазина (при скольких кг нагрузки они рвутся) и рассчитал количество стежков, чтобы обеспечить прочность швов, чтобы парашют не развалился в воздухе.
И с этим самодельным парашютом, спроектированным чисто по формулам из математики, я разбежался и прыгнул с обрыва.
После приземления я испытывал такое же удивление, как у автора статьи. Удивительно, что это сработало. Там были тысячи нюансов и мелочей, где что-то могло пойти не так. Эти мелочи могли наложиться друг на друга и пересилить эффект об общей абстрактной математики, которую я использовал в расчетах.
Как эти примитивные математические формулы, состоящие, как правило, всего из пары-тройки множителей, могут так точно описывать реальность? Ну например: прочность одной нитки в кг, умноженной на количество стежков в одном сантиметре, умноженной на длину шва в сантиметрах, дает нагрузку в кг, при которой этот шов разорвется. Формулы аэродинамики, которые я использовал, тоже были ненамного сложнее.
Автор упомянул, что он занимался расчетами, связанными с испытаниями атомных бомб и крылатых ракет. Видимо, точность его расчетов имела для него большое значение. Как и для меня, так как от правильности или неправильности моих математических расчетов зависело, выживу я после прыжка или нет. Поэтому я полностью понимаю автора. Чрезмерная эффективность математики — то, насколько точно она описывает сложную реальность своими очень простыми уравнениями, действительно вызывает удивление.
Вы правы. Я понял в чем моя ошибка. Из-за недостатка знаний я слишком упрощенно воспринимал квантовые случайности. Мол, вероятность нахождения электрона в конкретной точке описывается простой формулой вероятности, такой как вероятность попасть стрелой из лука 95%. В играх это ничего не стоит в вычислительном плане.
Но квантовый мир сложнее. Если бы это было так, то было бы очень просто делать квантовые расчеты. А как мы знаем, это совсем не так ). Есть понятие квантового превосходства. Если не ошибаюсь, это что-то вроде 50 кубитов. Выше этого числа не хватит вычислительной мощности всех компьютеров земли, чтобы смоделировать такой квантовый компьютер.
Что ж, симулировать физику вселенной из-за квантовых эффектов, как мы их сейчас понимаем, похоже действительно невозможно. По крайней мере, классическим компьютером. А вот сделать Матрицу для конкретного индивида или даже сколь угодно большой группы (хоть для всего человечества) технически все еще можно… Из-за ограниченного количества чувств. Надо просто на лету генерировать картинку и непротиворечиво увязывать ее с памятью.
Собственно, это уже происходит. Известны несколько реализаций нейронных сетей, которые сначала обучаются строить внутреннее представление о мире, наблюдая реальный мир. А потом на лету генерируют реалистичную картинку — аналог наших снов, фантазии. И дальнейшее обучение происходит уже по примерам из этого выдуманного мира, так как их можно нагенерировать сколько угодно (для нейронных сетей нужно много примеров). Хороший пример: worldmodels.github.io, где нейросеть динамично создает в воображении уровни из Doom и различные ситуации на дороге для управляемой машинки.
Сейчас компьютерные симуляции (кроме чисто утилитарных расчетов) делаются, чтобы понять мир, когда недостаточно данных. Симулируем по упрощенным правилам распределение всей материи во всей вселенной начиная с большого взрыва, а потом смотрим, совпадает ли результат с наблюдаемым небольшим кусочком космоса. И если совпало, значит формулы в симуляции более менее верны.
Другие тоже могут проводить подобные исследования, но изучая, например, особенности развития разума. Введение в модель небольших случайностей как бы расширяет границы модели. Может они изучают, в каких вариантах вселенных может возникнуть разумность, а в каких нет. Или пытаются таким образом создать эволюционным путем разум, который превосходил бы их собственный. Как мы сейчас пытаемся создать компьютерный ИИ.
Вообще, виртуальная вселенная объяснила бы странную силу математики, которой удивляется автор в статье. Потому что симулировать физику на основе простых линейных и квадратичных уравнений легче, чем например использовать табличные данные. На практике, конечно, все наоборот — большинство формул в физике линейные, квадратичные и кубические из-за того, что у нас всего три пространственных измерения, а большинство взаимодействий распространяются вдоль линии (линейные), площади (квадратные) или объема (кубические).
Как выше верно заметили, сейчас считается, что квантовая механика исключает возможность симуляции всей вселенной классическими компьютерами (требуется слишком большая вычислительная мощность). А чтобы симулировать вселенную на квантовом компьютере, нужен квантовый компьютер… размером с вселенную! Можно сказать, что наша вселенная и есть квантовый компьютер, который моделирует сам себя.
Но симулировать не обязательно всю вселенную. Достаточно только оперативно генерировать реалистичную картинку и сенсорную информацию. А вот это уже вполне реально. Уже есть нейронные сети, которые генерируют фотореалистичную картинку. Со временем они увеличат разрешение до человеческих 1900х1900 пикселей и смогут генерировать видео движения в любую сторону по виртуальному району, городу, миру… Просто на ходу фантазируя и дорисовывая. А это можно делать сколько угодно, ограничений на вычислительную мощность как при настоящей симуляции всей вселенной тут нет.
Если при этом отслеживать что запомнил виртуальный персонаж (хотя бы отслеживая его мозговую активность, как сейчас по МРТ пытаются читать мысли), то можно оперативно создавать непротиворечивые объяснения. Динамически генерируя места, которые он якобы посещал. Ведь они не должны быть идеально такими же, достаточно чтобы лишь соответствовали его грубой памяти. Что-то вроде взрослого, который рассказывает ребенку выдуманную сказку, и на все вопросы ребенка оперативно придумывает непротиворечивые ответы.
И это не обязательно должен быть один виртуальный персонаж. Это может быть взаимодействие сразу нескольких, как в мультиплеере. А это уже открывает большой простор для научных исследований. Это возможный ответ на вопрос зачем нужна такая урезанная индивидуальная симуляция.
Наши сенсорные возможности ОЧЕНЬ ограничены. В интернете полно роликов, где люди падают и теряют равновесие от подмены всего лишь визуальной информации (в очках виртуальной реальности). Есть также недавний эксперимент, где свиные головы продержали живыми в течении суток. Да очевидно же, что им рано или поздно заменят сигналы с внутреннего уха, подменив ощущение равновесия, а также сигналы с выходящих из головы нервов на тактильные ощущения. И по МРТ будут отслеживать активность мозга. Если она окажется такой же, как у живых свиней, значит они реально будут по ощущениям жить в своей свиной Матрице! И если для взрослых людей (да и свиней тоже) сделать такую подмену пока сложно — надо создавать фотореалистичную картинку, имитировать нервные сигналы. То вырастив ребенка сразу в такой виртуальной реальности, ему будет трудно понять, что он в ней…
P.S. я не верю, что вселенная это симуляция. слишком много слабых мест в такой теории. но и исключать ее полностью тоже вроде как опрометчиво.
Есть много вещей, которые предстают совсем в другом виде, если посмотреть на них иначе. Наша жизнь с математической точки зрения это движение в пространстве высокой размерности к локальному экстремуму (см. ландшафт обучения в нейронных сетях, а наш мозг по принципу действия и есть нейронная сеть). При этом из-за комбинаторного взрыва, для принятия решения невозможно анализировать сразу все размерности на этом ландшафте.
Поэтому наш мозг, как нейронная сеть, снижает размерность, создавая компактные вектора, аналогично работе автоенкодеров. И это же позволяет нам делать обобщения в мышлении (т.н. генерализацию в англ.литературе), когда отличающийся набор данных с сенсоров при таком сжатии оказывается таким же вектором, как сжатие от других, немного отличающихся данных с сенсоров.
Поэтому как может выглядеть компьютерная симуляция вселенной? Это необязательно симуляция каждого атома и каждого кванта всех квантовых полей. Представьте, что мы хотим перенести сознание в компьютер. На первый взгляд, для этого надо скопировать состояние всех нейронов в мозге, а потом убить биологический организм. Это ужасная мысль.
Но давайте заменим не весь мозг компьютером, а маленькую его часть? Отрежем под наркозом кусочек мозга и подключим выходы оставшихся нейронов к компьютерной симуляции. Если по ощущениям очнувшийся пациент не сможет найти отличия в своем самочувствии, то все ок (по условию, наш 50ГГц кремниевый компьютер легко симулирует 100 Гц нейроны).
А теперь давайте отрежем еще кусочек мозга и тоже заменим его на кремниевый чип. Если опять пациент не сможет отличить свои ощущения от прежних, то он остается все тем же человеком. Так, постепенно заменяя все большую часть мозга на компьютерные чипы, мы в итоге полностью заменим биологический мозг на компьютер. И никого убивать не пришлось, верно? =)
Ну а теперь, мы можем подключить этот компьютерный мозг к внешним более мощным серверам. Или запустить специальную компьютерную программу на этом же чипе-мозге, если хватает его производительности. И, в общем-то, можно симулировать для человека любую реальность. Со всеми поддельными данными наблюдений, с историей поддельного «человечества», и так далее.
Принципиальная возможность такой подделки есть, потому что не нужно рассчитывать эту симулируемую виртуальность целиком, со всеми ее квантовыми вероятностями, на классическом компьютере. Достаточно выдавать только те сжатые вектора, которыми оперирует мозг как нейронная сеть. Это вполне может делать более крупная нейронная сеть. Нужно подделывать только нейронные веса промежуточных скрытых слоев, которые, как мы знаем из биологии, имеют намного меньшую размерность не только чем вселенная, но даже чем ограниченный набор внешних сенсоров человека!
То есть, такому человеку с замененным мозгом на компьютер можно подсунуть любую синтезированную сказку. Хоть с драконами, хоть с принцессами. Да, это сложно. Да, пока не доказано, что можно синтезировать непротиворечивый мир, чтобы живущее в нем разумное существо не смогло найти странности и понять, что оно живет в виртуальности.
Но принципиально и технически это, похоже, возможно. И технологии из компьютерных игр, например, способ повышать разнообразие действий искусственными распределениями вероятностей вроде шанса попадания стрелой в цель, этому способствуют. Игры становятся все реалистичнее. Особенно, если виртуального персонажа специально затупить, чтобы ему сложнее было разобраться в устройстве мира. Например, ограничив длину кратковременной памяти до 5-7 элементов и снизив частоту работы его нейронов до жалких 100 Гц. Ох, погодите-ка…
Ааа, кажется понял ). Вы имеете ввиду, что природа может в принципе не описываться математикой. И что наше математическое понимание природы, в том числе понимание математической случайности может быть лишь грубым приближением.
То есть, какие бы формулы для тех же квантовых вероятностей мы ни придумывали, и какую бы статистику столкновений частиц ни собирали, природа может преподнести нам сюрприз, не вписывающийся в наши формулы. Просто так получилось, что она чаще всего ведет себя похоже на наши математические формулы.
Ну не знаю, это не укладывается в голове. По-моему, математическое определение случайности, как мы его понимаем на примере наблюдаемой квантовой случайности, уже включает такую возможность ). Если обнаружится что-то необычное, например если выяснится на большой статистике столкновений частиц, что они не укладываются в текущие распределения вероятностей, то просто придется придумывать что-нибудь другое. Что лучше подойдет к наблюдаемому поведению вселенной (или поведению симуляции, если она ненастоящая).
Это немного другое. Вы говорите, что конкретные формулы описывают природные явления только в определенных условиях, а за их пределами могут не работать. Математика, как вы правильно заметили, тут ни причем. Это просто означает, что эти формулы подобраны не оптимально. Более подходящие всегда описывают вещи и более высокого уровня, и более низкого.
Формулы сверхзвуковой аэродинамики включают в себя и дозвуковую как частный случай. А формулы общей теории относительности включают в себя ньютоновские формулы гравитации, просто с меньшей точностью и для более ограниченных условий.
А в статье скорее речь о том, что непонятны причины, почему математика оказалась так эффективна. Ведь это своего рода сжатие — мы берем поведение очень сложной системы и сжимаем его до простой абстрактной формулы. На фундаментальном уровне существует ограничение, как сильно можно сжимать информацию без потерь. Связанное с энтропией. Так, например арифметическое сжатие считается максимально возможным. Математика же позволяет снизить и размерность, и сжать информацию до очень хорошего уровня. Удивительно, что человечество смогло изобрести такой способ. Хотя он возник естественным образом из разумности, на примере тех же древних греков, но это не отменяет его высокой эффективности.
Ведь мы могли бы симулировать физические системы подбрасывая камушки и ветки, и выбирая из них похожие на реальность комбинации. Такой способ был бы явно менее эффективным, чем описать систему математическими формулами. Например, средневековые гадания на картах. Они построены так, чтобы общими словами описывать какие-то общие ситуации, например: "вас скоро ждет дальная дорога". Иногда такие "предсказания" сбывались (ха-ха), поэтому это можно считать своего рода способом моделировать реальность. Но он явно уступает математическим способам. Например, посчитать числа из статистики и определить, что у профессии коммивояжера вероятность "дальней дороги" в ближайшем будущем на такое-то количество процентов будет выше, чем у домоседа.
Понятно, что математика победила, так как оказалась эффективнее. Но по каким причинам она на много порядков эффективнее описывает реальность, чем альтернативные способы (гадание на картах, интуиция и т.д.)? Почему реальность так хорошо описывается такими простыми формулами? Нет ли за этим каких-то фундаментальных причин, вроде очень простой Теории Всего. Или нам просто повезло найти удачный способ сжатия информации математическими закорючками.
Принципиально ничто не мешает в играх использовать настоящую квантовую случайность на основе внешнего устройства. Кажется, были новости о попытках встраивании аппаратного генератора случайных чисел в процессор. Там это нужно было для нужд криптографии, но может использоваться и будущими играми.
Верно и обратное — ничто не доказывает, что случайность в квантовом мире настоящая, а не псевдослучайность более высокого уровня от программистов этой симуляции. Ведь на локальном уровне в компьютерной игре псевдослучайный программный генератор практически не отличается от аппаратного, в этом весь его смысл. Мы можем за тысячи лет наблюдений не набрать достаточной статистики наблюдений, чтобы отличить квантовую псевдослучайную вероятность от настоящей. Да и инициализируется псевдослучайный генератор в играх по-настоящему случайным seed'ом, например от времени запуска программы.
Более того, даже в полностью детерминистских алгоритмах симуляций (CFD пакеты и прочее) ограниченная битовая точность современных процессоров вносит элемент случайности. Существует, например, разработка нейронной сети, работающей на этом принципе. На конечной точности представления чисел в компьютерах: blog.openai.com/nonlinear-computation-in-linear-networks Там это выполняет роль нелинейного элемента в нейроне, но этот же эффект влияет на точность компьютерных физических симуляций, т.е. вносит случайность.
Квантовая неопределенность в нашем мире может быть таким же побочным эффектом компьютерной симуляции с ограниченной точностью. Или целенаправленного распределения вероятности для моделирования конкретной модели вселенной. В играх конкретные кривые распределения вероятностей однозначно используются для снижения вычислительных мощностей, необходимых для симуляции. И увеличения разнообразия действий. В рамках модели симулируемого мира, разумеется.
И это очень похоже на плотность вероятности нахождения элементарной частицы в конкретной точке пространства из мира квантовой физики, которую мы наблюдаем на практике.
Скорее наоборот — принципиально вероятностная природа на квантовом уровне один из самых неприятных намеков на то, что наш мир виртуальная симуляция. В компьютерных симуляциях (играх и пр.) на низком уровне часто используются случайности. Это упрощает расчеты. Вместо того, чтобы придумывать сложную детерминистскую механику, дающую все возможное многообразие, мы говорим: пусть стрела из лука в RPG игре попадает в цель с вероятностью 90%. Это автоматически дает большое разнообразие игровых ситуаций и ничего не стоит в вычислительном плане.
По-моему, тут прямая аналогия с «электрон может быть хоть у Сатурна, но скорее всего будет в этой точке».
Но конечно, есть и альтернатива — клеточные автоматы. Где правила заданы жестко, а кажущаяся случайность форм просто следствие из этих необычных правил. Скорее всего наша вселенная такая (хотя бы согласно бритве Оккама, чтобы не придумывать лишние сущности в виде владельцев симуляции). Если рассуждать так, то квантовая случайность скорее всего кажущаяся, как следствие работы Теории Всего, которую мы пока не понимаем.
Об этом тоже упоминается в статье, мол, мы выбираем ту математику, которая описывает наблюдаемые явления на нашем масштабе чувств. И хороший вопрос, может ли голая математика привести к какому-то более глубокому пониманию вселенной, за пределами нашего бытового восприятия. Как это уже произошло в современной физике с квантовыми вероятностями. Но, возможно, и даже скорее всего, это еще не предел. В этом смысле рассуждения о природе математики, ее эффективности и прочее, могут подтолкнуть к направлению, в котором стоит вести поиск. Хотя все это сильно смахивает на философию, если честно. И должно по идее решаться более детерминистскими, научными способами.
Да, именно так. Но, похоже, подобное удивление от успеха математики испытывают только те, чьи расчеты оправдались для каких-то очень сложных вещей, например если он этого зависела их собственная жизнь.
Приведу пример. Как-то я сшил самодельный парашют. Из формул аэродинамики я нашел необходимую площадь, которая должна в теории обеспечить безопасное снижение. Из геометрии нашел какую форму должны иметь полоски ткани, чтобы они правильно искажались под воздушным напором, чтобы обеспечивать эту площадь. Учел прочность строп и их растяжение под нагрузкой, чтобы форма парашюта в полете не исказилась слишком сильно. Обычным динамометром измерил прочность ниток из магазина (при скольких кг нагрузки они рвутся) и рассчитал количество стежков, чтобы обеспечить прочность швов, чтобы парашют не развалился в воздухе.
И с этим самодельным парашютом, спроектированным чисто по формулам из математики, я разбежался и прыгнул с обрыва.
После приземления я испытывал такое же удивление, как у автора статьи. Удивительно, что это сработало. Там были тысячи нюансов и мелочей, где что-то могло пойти не так. Эти мелочи могли наложиться друг на друга и пересилить эффект об общей абстрактной математики, которую я использовал в расчетах.
Как эти примитивные математические формулы, состоящие, как правило, всего из пары-тройки множителей, могут так точно описывать реальность? Ну например: прочность одной нитки в кг, умноженной на количество стежков в одном сантиметре, умноженной на длину шва в сантиметрах, дает нагрузку в кг, при которой этот шов разорвется. Формулы аэродинамики, которые я использовал, тоже были ненамного сложнее.
Автор упомянул, что он занимался расчетами, связанными с испытаниями атомных бомб и крылатых ракет. Видимо, точность его расчетов имела для него большое значение. Как и для меня, так как от правильности или неправильности моих математических расчетов зависело, выживу я после прыжка или нет. Поэтому я полностью понимаю автора. Чрезмерная эффективность математики — то, насколько точно она описывает сложную реальность своими очень простыми уравнениями, действительно вызывает удивление.