我们生活在模拟世界中？一个公式，计算我们身处模拟的可能性
一种版本的德雷克方程。其中，N代表银河系中可能与我们通讯的文明数量；R*代表适合智能生命发展的行星形成的平均速率；fp代表恒星具有行星系的比例；Ne代表银河系中拥有宜居生态环境的行星平均数量；fl代表宜居行星上有生命出现的比例；fi代表有生命出现的行星上演化出智慧生物的概率；fc代表智慧生物能够进行通讯的概率；L代表这种文明将可检测的信号发射到太空的时长。（图片来源：SETI Institute）
来源 | The Physics arXiv Blog
翻译 | 樊亦非
编辑 | 吴非
作为科学界最著名的算式之一，德雷克方程（Drake equation，又称萨根方程）估计了银河系中可能存在着多少智能文明，计算了我们在这茫茫宇宙中并非孤单存在的可能性。
对于该方程中的某些项（如银河系中的恒星数量、这些恒星系统的宜居带中，有行星存在的比例），我们已经有了充分的认识；但对于其他项（如行星发展出智慧生命的概率）却知之甚少，而有些项（如其他文明在被发现之前就毁灭自己的概率）可能永远也不会为人所知。
尽管如此，德雷克方程也使得科学家能够为可能存在的智慧文明数量划定出重要阈值。
但是，人类有可能在另一种意义上与外星智慧生命联系在一起——我们的世界可能只是由这种外星生命所操作的超级计算机中的一场模拟罢了。确实，不少科学家、哲学家都曾说过，发生这种情况的可能性可能接近于1。换句话说，我们很可能就处于模拟之中。这些论断的准确性存在争议。我们亟需一种方法来确定自己有多大可能正身处模拟之中。
加拿大蒙特利尔大学的Alexandre Bibeau-Delisle和Gilles Brassard推导出了类似德里克方程的方程，该方程式计算了我们生活在计算机模拟中的可能性。计算结果引起了一些反直觉的思考，这些思考可能会改变我们对于如何确定自己是否处于模拟之中、能否逃脱的看法。
计算能力
Bibeau-Delisle和Brassard首先对可用于创建模拟的计算能力进行估算。他们举例说，1千克物质被充分用于计算时，每秒可以执行1050次操作。
相比之下，同样为1千克的人脑每秒能执行1016次操作。他们说：“因此，一台与人脑质量相等的计算机就可以模拟1025个虚拟大脑的实时演化。”
当今社会中，已经有大量计算机模拟出了整个文明，诸如《文明6》《钢铁雄心4》《人类》等游戏。因此，可以合理地假设，在一个足够先进的文明中，个体将能够运行那些模拟了由有意识生物所构成社会的游戏，就像我们的那些游戏一样。
这就产生了一个有趣的问题：芸芸众生之中，有多少人可能是模拟的产物？为了得出答案，Bibeau-Delisle和Brassard首先着手于真实的人类总数NRe，将其乘以可获得必要计算能力的概率fCiv，再乘以计算能力专用于模拟意识的比例fDed（因为外星生命也可能将其计算机用于其他目的），再乘以外星生命能够模拟的大脑数量Rcal。
最终的方程如下，其中fSim表示模拟大脑的比例：
而1025这个庞大的数字使Bibeau-Delisle和Brassard得出一条无法回避的结论：除非fCiv与 fDed乘积约为0，否则fSim约为1。
因此，有两种可能的结果。要么，我们生活在模拟中；要么，用于模拟大脑的先进计算能力几乎不存在。
不难想象为什么第二种结果可能是正确的。Bibeau-Delisle和Brassard 说：“与我们类似（但技术发达得多）的社会确实可能认为，以足够高的精度模拟生命体，给予他们意识，但却欺骗他们、让他们与现实世界隔绝，这样的做法并不道德。”
另一种可能性是，先进文明永远不会进入技术足以执行这种计算的阶段。也许早在那之前，他们就因战争、疾病或气候变化而毁灭了自己。答案无从得知。
如何逃脱
但是，现在让我们假设自己身处模拟之中。Bibeau-Delisle和Brassard向我们发问：我们能否以某种方式向幕后操纵者隐藏自己的意图，与此同时成功逃脱？他们假设模拟技术本质上是量子的。他们说：“如果在经典系统中计算量子现象的难度如我们所想的那样，那么包含了我们世界的模拟很可能将依靠量子计算能力来实现。”
这时，我们将更有可能检测到那群幕后操纵者，因为他们无法在不暴露自身的情况下测量我们世界的量子性质。量子密码学使用了相同的原理，而Brassard正是这项技术的开拓者之一。
这似乎使我们得以制定不为幕后操纵者所知的加密计划，例如将我们秘密地转移到我们自己的模拟中。
但是，幕后操纵者也有对策。他们需要做的就是重新连接模拟，使我们看似能够隐藏信息，其实他们全都知晓。“如果模拟者对我们想要逃脱的企图特别生气，他们也可能将我们送入模拟地狱。在这种情况下，我们至少会证实自己确实生活在模拟当中，而我们的躁动并非没有道理。”Bibeau-Delisle和Brassard开玩笑地总结道。
如此说来，我们便是终极的实验室小白鼠：永远为我们万能主人的邪恶才能所困，永远被愚弄。
是时候玩《文明6》的另一个版本了。
原文链接：
https://www.discovermagazine.com/mind/this-equation-calculates-the-chances-we-live-in-a-computer-simulation
原始论文：
https://arxiv.org/abs/2008.09275