你活在一个计算机模拟的世界中吗？

摘  要

本文认为下列命题中至少有一个是正确的：（1）人类很可能在达到“后人类”阶段之前灭绝；（2）任何后人类文明都极不可能大对其自身的进化历史（或其变体）进行模拟；（3）我们几乎一定是生活在一个计算机模拟的世界中。由此可见，我们终有一天能成为可以进行祖先模拟的后人类的机会很大的信念错误的，除非我们现在生活在一个模拟世界中。本文还讨论了一些关于这个结果的其它推论。

B.1 引言

许多科幻作品以及一些严肃的技术专家和未来学家的预测预言道，未来将有大量的计算能力可用。让我们暂时假设这些预言是正确的。后代可能用超级强大的计算机对他们的祖先或其他类似他们的祖先的人进行详细的模拟。因为他们的电脑如此地强大，他们可以运行大量这样的模拟。假设这些被模拟的人是有意识的（如果模拟的粒度足够精细，并且如果在心灵哲学中某个相当广泛接受的立场上是正确的话）。那么可能绝大多数像我们这样的心灵不属于原始种族，而属于被原始种族的先进后代模拟出的人。那么就可能争辩说，如果是这样的话，我们可以合理地认为我们很可能存在于模拟的头脑之中，而不是原始的生物头脑之中。因此，如果我们不认为我们现在生活在计算机模拟的世界中，我们就没有资格相信我们将有会进行大量的祖先模拟的后代。这是基本观点。本文的其余部分将更加仔细地阐述它。

本文除了可能会适用于从事未来主义推测人的兴趣外，还有更纯粹的理论收益。这个论点为构造一些方法论和形而上学问题提供了一种刺激，并且它提出了对某些传统宗教概念的自然主义类比，对此有些人可能会觉得有趣或发人深思。

本文的结构如下。首先，我们构造了一个我们需要从心灵哲学导入的假设，以便开始论证。其次，我们考虑一些经验主义的原因认为，对于发展出了许多已经能够证明已知物理规律与工程约束可以相容的技术的未来文明来说，运行大量的人类心灵的模拟将会是能力范围之内。这部分不是哲学上必要的但它提供了关注其余部分的动机。然后遵循着利用一些简单的概率论的论点核心，以及这个论点所采用的为弱无差异原则提供支持的一部分。最后，我们讨论一些关于摘要中提到的三难选言的解释，它们形成了模拟理论结论。

B.2 基质独立性假设

在心灵哲学中一个常见的假设是基质独立性（substrate-independence）。这个观念是，精神状态可以依附于各种广泛的物理基质中的任何之一。假定一个系统实现了一种正确的计算结构和过程，它就能和意识体验相关联。在颅骨中的碳基生物神经网络上去实现它并不是意识的必要属性：计算机中的硅基处理器原则上也能够做到。

这篇论文的论点已经在文献中给出了，虽然它不是完全没争议，但我们将在此将其视为一个给定条件。

然而，我们目前所提出的观点并不依赖于任何非常强力版的功能主义或计算主义。例如，我们不需要假设基质独立的论点必然是真实的（无论是分析的还是形而上学的）——事实上，一个运行着适当的程序的计算机将是有意识的。此外，我们不需要假定为了在计算机上创建一个心灵，就要以在所有情况下它都表现的像个人类，包括通过图灵测试等这样的方式对它进行充分的编程。我们仅仅需要较弱的假设，即人类大脑的计算过程在适当细粒度细节，如单个突触的级别的结构复现足以产生主观体验。这种弱化版的基质独立性被相当广发的接受。

神经递质、神经生长因子以及比突触小的其他化学物质显然在人类的认知和学习中起作用。基质独立论点并不是说这些化学物质的影响较小或无关紧要，而是说它们仅仅通过它们在计算活动上的直接或间接的影响来影响主观体验。例如，如果主观体验没有差异，突触释放也不存在差异，那么模拟的必要细节就处于突触级别（或更高）。

B.3 计算的技术极限

在目前我们的技术发展阶段下，我们既没有足够强大的硬件，也没有必要的软件来创造计算机的意识。但是已经有具有说服力的论点被提出了，如果技术进步继续有增无减，那么这些不足终将被克服。一些作者认为，这个阶段可能只有几十年。[1]现在目标不在于关于时间尺度的假设。对于那些认为需要数十万年才能达到“后人类”阶段文明的人来说，模拟理论同样适用，当何时人类取得了当前可以证明符合物理规律与材料能源限制的大部分技术能力。

这样一个技术发展的成熟阶段将使得将行星和其他天文资源转化为极其强大的计算机成为可能。任何当下很难有信心的计算力上下对于后人类文明来说或许都是可以的。由于我们仍然缺少“万物的理论”，我们不能排除这样一种可能性，即在当前的物理理论中不被允许的新奇物理现象可以被用来超越这些在我们目前的理解中，在给定的问题上可以达到的信息处理的理论极限的限制[2]。通过假定只有已经被理解的机制，我们能以更大的自信来确定后人类计算的下限。例如，Eric Drexler概述了一个方糖的大小（不包括冷却和电源），每秒执行1021条指令的系统的设计。[3]另一位作者给出了一台大型行星的质量计算机每秒能执行1042次操作的粗略地估算。[4]（如果我们可以造出量子计算机，或者学会使用核物质或等离子体来打造计算机，我们可以将其推向更接近理论极限的位置，Seth Lloyd计算出每秒5*1050次逻辑运算用~1031位实现的1kg计算机的上限。[5] 然而，对于我们的目的而言，使用以目前已知的设计原则为前提的更保守的估计就足够了。）

同样可以粗略估计模拟人类思维所需的计算能力。 一种估计是，基于计算复杂程度如何复制我们已经了解的一块神经组织的功能，并且其功能已经在硅片上复制，视网膜对比度增强，每秒产生~1014次操作的数字为整个人类的大脑。[6] 基于大脑突触数量和发射频率的另一种估计给出了每秒~1016 -1017次操作的数字。[7] 可以想象，如果我们想详细模拟突触和树突树的内部工作，可能还需要更多。然而，人类中枢神经系统很可能在微观尺度上具有高度的冗余度，以弥补其神经元成分的不可靠性和噪音。因此，当使用更可靠和多功能的非生物处理器时，人们会期望获得显着的效率增益。

记忆似乎没有处理能力那么严格。[8] 此外，由于人类感官最大带宽为每秒~108位，与模拟皮层活动相比，模拟所有感官事件的成本可以忽略不计。因此，我们可以将模拟中枢神经系统所需的处理能力用作模拟人类思维的计算成本的总估计值。

如果环境包含在模拟中，这将需要额外的计算能力——多少取决于模拟的范围和粒度。将整个宇宙模拟到量子水平显然是不可行的，除非从根本上全新的物理学被发现。但是为了获得真实的人类体验模拟，只需要少得多的东西——只要确保模拟人类以正常的人类方式与其模拟环境进行交互，就不会注意到任何不规则行为。地球内部的微观结构可以安全地省略。遥远的天文物体可以具有高度压缩的表示：真实性需要延伸到我们可以从我们的行星或太阳系航天器观察到的窄带性质。在地球表面，可能需要不断模拟居住区域的宏观物体，但微观现象可能会被特别的填充。通过电子显微镜看到的东西需要看起来不太可靠，但是通常无法确认它与微观世界中未被察觉的部分的一致性。当我们故意设计系统来利用未知的微观现象时，会出现例外情况，这些微观现象按照已知原则运行，以获得我们能够独立验证的结果。这种典型的案例是一台电脑。因此，模拟可能需要包括计算机的连续表示，直到单个逻辑元素的级别。这没有问题，因为我们目前的计算能力可以被后人类标准忽略不计。

此外，后人类模拟器将有足够的计算能力来随时跟踪所有人类大脑中的详细信念状态。因此，当它看到人类即将对微观世界进行观察时，它可以根据需要在适当的领域模拟足够的细节。如果出现任何错误，主管可以在损坏模拟之前轻松编辑任何已知晓异常情况的大脑状态。或者，主管可以跳过几秒钟，以避免问题的方式重新运行模拟。

因此，似乎合理的是，在模拟系统中创建与人类头脑中的物理现实无法区分的模拟体验的主要计算成本在于将有机的大脑模拟到神经元或次级神经元水平。[9] 尽管无法准确估计人类历史的真实模拟成本，但我们可以使用〜1033 - 1036作为粗略估计[10]。随着我们获得更多关于虚拟现实的经验，我们将更好地掌握计算要求，让这些世界看起来更加现实。但是，无论如何，即使我们的估计偏离了几个数量级，这对我们的论点来说并不重要。 我们注意到，行星级质量的计算机的计算能力的粗略近似值是每秒1042次操作，并且假定只有已知的纳米技术设计，这可能远不是最佳的。一台这样的计算机可以通过使用不到百万分之一秒的处理能力来模拟人类的整个心理历史（称之为祖先模拟）。后人类文明可能最终会建立一个天文数量的这种计算机。 我们可以得出结论，后人类文明可用的计算能力足以运行大量的祖先模拟，即使它只为其分配很小一部分资源。我们可以得出这个结论，即使在我们所有的估计中都有很大的误差。

· 后人类文明将具有足够的计算能力来运行大量的祖先模拟，即使仅使用其中一小部分资源来实现这一目的。

B.4 模拟理论的核心

本文的基本思想可以粗略地表达为：如果我们的文明有很大的机会进入后人类阶段并运行许多祖先模拟，那么为什么你不是生活在这样的模拟中？

我们将把这个想法发展成一个严格的论点。让我们介绍下面的符号：

：所有人类技术文明的一部分，能够在后期阶段中生存下来

：由后人类文明运行的祖先模拟的平均数量

：文明在达到后人类阶段之前曾经居住过的平均人数

所有具有人类体验的观测者生活在模拟中的实际比例如下：

写作对于有兴趣进行祖先模拟（或者至少包含一些对此感兴趣并且有足够资源来运行大量此类模拟的个体）的后人类文明的部分，以及对于这种感兴趣的文明所经营的祖先模拟的平均数量，我们已经有了

因此：

                                          （*）

由于后人类文明的巨大计算能力，就像我们在前面的章节中看到的那样非常大。 通过检查（*），我们可以看到至少以下三个命题中的一个必须是正确的：

（1）         

（2）         

（3）         

B.5 温和无差别原则

我们可以采取更进一步的步骤，并得出结论认为，以（3）的真值为条件，一个人生活在模拟世界的假设的可信度应接近于1。更一般地说，如果我们知道具有人类经验的所有观察者中的很小一部分x存在于模拟中，并且我们没有任何信息表明我们自己的特定经历比其他人类的经历，被在活的有机体内（in vivo）而不是机器机关（in machina）内实现的可能性更大或更小已经，那么我们在模拟中的信任应该等于x：

                                     （#）

这一步受到一个非常弱的无差别原则的制裁。让我们区分两种情况。第一种情况是最简单的，就是所有的心灵都像你自己的心灵，因为他们的性质完全相同，他们的信息和体验完全相同。第二种情况