We live in a vast universe, on a small wet planet, where billions of years ago single-celled life forms evolved from the same elements as all non-living material around them, proliferating and radiating into an incredible ray of complex life forms. All of this— living and inanimate, microscopic and cosmic— is governed by mathematical laws with apparently arbitrary constants. And this opens up a question: If the universe is completely governed by these laws, couldn’t a powerful enough computer simulate it exactly? Could our reality actually be an incredibly detailed simulation set in place by a much more advanced civilization?
ما در جهانی پهناور، بر سیاره ای کوچک و مرطوب زندگی می کنیم، که در آن میلیاردها سال پیش اشکالی از حیات تک سلولی از همان عناصر مثل تمام مواد غیر زنده اطراف آنها، در پرتوی باور نکردنی از اشکال پیچیده زندگی تکثیر و منتشر شد. تمام این موجوداتِ - زنده و بی جان، میکروسکوپی و کیهانی- توسط قوانین ریاضی با ثابت های ظاهرا دلخواه اداره می شوند. و این پرسشی را مطرح می کند: اگرجهان به طور کامل توسط این قوانین اداره شود، آیا یک کامپیوتر به قدر کافی قوی نمی تواند به طور دقیق آن را شبیه سازی کند؟ آیا واقعیت هستی ما در واقع می تواند یک شبیه سازی بسیار دقیق باشد که توسط تمدنی بسیارپیشرفته تر ایجاد شده باشد؟
This idea may sound like science fiction, but it has been the subject of serious inquiry. Philosopher Nick Bostrom advanced a compelling argument that we’re likely living in a simulation, and some scientists also think it’s a possibility. These scientists have started thinking about experimental tests to find out whether our universe is a simulation. They are hypothesizing about what the constraints of the simulation might be, and how those constraints could lead to detectable signs in the world. So where might we look for those glitches?
این ایده ممکن است مانند داستان علمی تخیلی به نظر برسد، اما همواره موضوع پژوهش های جدی بوده است. فیلسوف نیک باستروم استدلالی قانع کننده ای ارائه داد این که ما احتمالا در یک شبیه سازی زندگی می کنیم، و برخی دانشمندان هم فکر می کنند این یک احتمال است. این دانشمندان شروع به اندیشیدن درباره آزمایش های تجربی کرده اند تا بفهمند که آیا جهان ما یک شبیه سازی است یا خیر. آنها در حال فرضیه پردازی هستند که محدودیت های شبیه سازی، ممکن است چگونه بوده و چگونه این محدودیت ها می توانند منجر به نشانه های قابل شناسایی در جهان شوند. پس از کجا می توان در پی اِشکالات آن باشیم؟
One idea is that as a simulation runs, it might accumulate errors over time. To correct for these errors the simulators could adjust the constants in the laws of nature. These shifts could be tiny— for instance, certain constants we’ve measured with accuracies of parts per million have stayed steady for decades, so any drift would have to be on an even smaller scale. But as we gain more precision in our measurements of these constants, we might detect slight changes over time.
یک ایده این است که همینکه شبیه سازی اجرا می شود، ممکن است با گذشت زمان خطاها جمع آوری شود. برای تصحیح این خطاها، شبیه سازها می توانند مقادیر ثابت موجود در قوانین طبیعت را تنظیم کنند. این تغییرات می توانند کوچک باشند - به عنوان مثال، مقادیر ثابت خاصی که ما با دقت جزء در میلیون اندازه گیری کرده ایم، برای دهه ها ثابت مانده است، بنابراین هر گونه تغییرات باید در مقیاس کوچکتری انجام شود. اما همان طور که دقت بیشتری در سنجش این مقادیر ثابت به دست می آوریم، ممکن است تغییراتی جزیی را در طول زمان کشف کنیم.
Another possible place to look comes from the concept that finite computing power, no matter how huge, can’t simulate infinities. If space and time are continuous, then even a tiny piece of the universe has infinite points and becomes impossible to simulate with finite computing power. So a simulation would have to represent space and time in very small pieces. These would be almost incomprehensibly tiny. But we might be able to search for them by using certain subatomic particles as probes. The basic principle is this: the smaller something is, the more sensitive it will be to disruption— think of hitting a pothole on a skateboard versus in a truck. Any unit in space-time would be so small that most things would travel through it without disruption— not just objects large enough to be visible to the naked eye, but also molecules, atoms, and even electrons and most of the other subatomic particles we’ve discovered.
جایِ ممکن دیگر ناشی از این مفهوم است که قدرت محاسباتی محدود، مهم نیست چقدر بزرگ باشد، نمی تواند ابدیت و بینهایت ها را شبیه سازی کند. اگر فضا و زمان پیوسته باشند، پس حتی یک قطعه کوچک از جهان دارای نقاطی نامتناهی است و برای شبیه سازی با توان محاسباتی محدود غیرممکن می شود. پس یک شبیه سازی باید مکان و زمان را در قطعات بسیار کوچک نشان دهد. اینها تقریبا به طرز غیرقابل درکی بسیار کوچک خواهند بود. اما ممکن است بتوانیم با استفاده از ذرات زیر اتمی خاص و مشخص به عنوان کاوشگر به دنبال آنها بگردیم. اصل اساسی این است: هرچه چیزی کوچکتر باشد، نسبت به ضربه حساستر خواهد بود -- تصور کنید که با تخته اسکیتی به چاله ای در مقابل یک کامیون برخورد کنید. هر واحد در فضا-زمان آن قدر کوچک خواهد بود که اغلب چیزها بدون اختلال از آن عبور می کنند -- نه فقط اشیا به اندازه کافی بزرگ که با چشم غیر مسلح دیده شوند، بلکه مولکول ها، اتمها و حتی الکترونهایِ اتمی دیگر و بیشتر ذرات زیراتمی باشند که کشف کرده ایم.
If we do discover a tiny unit in space-time or a shifting constant in a natural law, would that prove the universe is a simulation? No— it would only be the first of many steps. There could be other explanations for each of those findings. And a lot more evidence would be needed to establish the simulation hypothesis as a working theory of nature.
اگر واحدی کوچک را در فضا-زمان یا ثابت متغیری را در یک قانون طبیعی کشف کنیم، آیا ثابت می کند که جهان یک شبیه سازی است؟ خیر- این فقط نخستین گام از مراحل بسیار خواهد بود. ممکن است توضیحات دیگری برای هریک از این یافته ها وجود داشته باشد. و شواهد بسیار بیشتری برای اثبات فرضیه شبیه سازی به عنوان یک نظریه عملی از طبیعت مورد نیاز است.
However many tests we design, we’re limited by some assumptions they all share. Our current understanding of the natural world on the quantum level breaks down at what’s known as the planck scale. If the unit of space-time is on this scale, we wouldn’t be able to look for it with our current scientific understanding. There’s still a wide range of things that are smaller than what’s currently observable but larger than the planck scale to investigate.
با این حال، بسیاری از آزمونهایی که طراحی می کنیم، محدود به برخی از فرضیاتی هستیم که همگی آنها با هم مشترک هستند. درک کنونی ما از دنیای طبیعی در سطح کوانتومی، در آنچه که به عنوان مقیاس پلانک شناخته می شود، تجزیه می شود. اگر واحد فضا-زمان در این مقیاس باشد، با درک علمی کنونی مان نمی توانیم به دنبال آن باشیم. هنوز گستره وسیعی از چیزها وجود دارد که کوچکتر از آن است که در حال حاضر قابل مشاهده باشد، اما بزرگتر از مقیاس پلانک جهت پژوهش و بررسی است.
Similarly, shifts in the constants of natural laws could occur so slowly that they would only be observable over the lifetime of the universe. So they could exist even if we don’t detect them over centuries or millennia of measurements. We're also biased towards thinking that our universe’s simulator, if it exists, makes calculations the same way we do, with similar computational limitations. Really, we have no way of knowing what an alien civilization’s constraints and methods would be— but we have to start somewhere.
به همین ترتیب، تغییر در ثابت هایِ قوانین طبیعی به قدری به کندی رخ می دهد که فقط در طول عمر جهان قابل مشاهده خواهند بود. بنابراین آنها می توانند وجود داشته باشند، حتی اگر در طول قرن ها یا هزاران سال سنجش آنها را تشخیص ندهیم. همچنین مایلیم که فکر کنیم شبیه ساز جهان ما، اگر وجود داشته باشد، محاسبات را همان طور انجام می دهد که ما انجام می دهیم، با محدودیت های محاسباتی مشابه. واقعا، هیچ راهی برای دانستن اینکه محدودیت ها و روش های تمدن بیگانه چه خواهند بود را نداریم -- اما باید از جایی شروع کنیم.
It may never be possible to prove conclusively that the universe either is, or isn’t, a simulation, but we’ll always be pushing science and technology forward in pursuit of the question: what is the nature of reality?
شاید هرگز به طور قطع نتوان ثابت کرد که جهان یک شبیه سازی هست یا خیر، اما همیشه علم و فناوری را به سمت و سوی این سوال پیش می بریم: ماهیت حقیقتِ هستی چیست؟