第2章
什么是模拟假设？

1901年，在希腊安提凯希拉岛（Antikythera）附近海底的一艘沉船中，人们发现了安提凯希拉装置。它的制造时间可以追溯到2 000年前。这台装置用铜制成，最初是固定在一个大约长13英寸（1英寸约合2.54厘米）的盒子上。它的外形与钟相似，内置由30多个齿轮组成的复杂系统，这个系统曾经驱动装置前后部的指针和刻度盘转动。经过一个世纪极为细致的分析，研究者发现指针模拟出了太阳和月球每日在黄道带的位置，数据是根据希腊罗得岛上的天文学家喜帕恰斯（Hipparchus）的理论计算出来的。最近，对残存文字和齿轮碎片的数学分析提供了极具说服力的证据，表明该系统还模拟了五个当时已知行星的运行。看起来安提凯希拉装置是一次模拟太阳系的尝试，也是第一个已知的宇宙模拟器。

安提凯希拉装置是一种机械模拟。在这种装置中，元件的位置反映了它们所模拟物体的位置。在安提凯希拉装置中，齿轮运动的目的是展现太阳和月球相对其他行星的运动，人们可以用它来预测未来发生日食的年份。

机械模拟现在还经常得到应用，旧金山湾及其周边环境的机械模拟装置就是一个著名的例子。该装置坐落于一座面积超过1英亩（1英亩约合0.4公顷）的大型仓库中，就位于旧金山城外。它是一个微缩模型，通过液压机构驱动巨大的水流来模拟潮汐、海流和其他自然力量。建造它的目的是检验在湾区修建水坝的计划是否可行。这个机械模拟装置显示计划不可行，所以水坝也从未破土动工。

由高度复杂的系统构成的机械模拟器很难建造，而模拟技术和仿真科学也始终没有发展起来，直到20世纪中期计算机时代到来，情况才发生变化。在布莱奇利公园（Bletchley Park）知名的密码破译部队里（电影《模仿游戏》讲述了这段故事），英国数学家艾伦·图灵和其他研究人员研制了第一批计算机，目的是模拟和分析德国的密码系统。二战后，数学物理学家斯坦尼斯拉夫·乌拉姆（Stanislaw Ulam）和约翰·冯·诺伊曼利用ENIAC计算机（电子数字积分计算机，又称“埃尼阿克计算机”）模拟核爆炸中中子的表现。

这些例子属于最早的计算机模拟。机械模拟由物理装置驱动，而计算机模拟由算法驱动。现代计算机模拟不用指针和齿轮来反映行星位置，而是利用位模式。对已知行星运动定律的算法模拟确保位元的演变反映行星位置变化。利用这种方法，现在我们具备了对太阳系精确模拟的能力，使得我们能够以不可思议的精度来预测火星的位置。

计算机模拟在科学和工程设计领域无处不在。在物理学和化学领域，我们对原子和分子进行模拟。在生物学领域，我们模拟细胞和有机体。在神经科学领域，我们模拟神经网络。在工程设计领域，我们对汽车、飞机、桥梁和建筑进行模拟。在行星科学领域，我们模拟地球数十年的气候变迁。在宇宙学领域，我们模拟已知的整个宇宙。

在社会学领域，已经有大量针对人类行为的计算机模拟。早在1955年，丹尼尔·格拉夫（Daniel Gerlough）就完成了一篇关于计算机模拟的博士论文，模拟对象是高速公路交通。1959年，Simulmatics公司成立，目标是模拟和预测政治运动中的信息传递如何影响各种选民群体。据说这项工作对1960年美国总统大选产生了极其重要的影响。Simulmatics公司所宣称的效果也许被过分夸大了，但是自那以后，社会和政治模拟便成为主流做法。自然而然地，广告公司、政治顾问、社交媒体公司和社会学家都建立了各种模型，对人群进行模拟。

模拟技术正在飞速发展，但距离完全模拟还很遥远。模拟对象通常集中在特定层面。群体层面的模拟将人类行为近似处理为简单的心理模型，很少模拟神经网络，而后者才是心理活动的基础。多尺度模拟是模拟科学的一个热门话题，指的是研究者越来越有能力同时模拟不同等级的系统，但是，局限性仍然存在。能同时模拟人类行为和脑中原子的实用模拟目前还没有出现。大多数模拟充其量只能做到与模拟对象的表现大致近似。

对整个宇宙的模拟也是如此。迄今为止，大多数宇宙模拟聚焦于银河系的演变，典型的做法是在宇宙中某片区域放置一张网格，将其划分成若干巨大的单元。模拟过程展示了这些单元如何随时间推移而演化，如何互相影响。在某些系统中，网格的尺寸是弹性的，这样一来，特定区域的单元格可以缩小，以便开展更加细致的分析。但是，宇宙级模拟很少会降级为单个恒星层面的模拟，更不用说行星或行星上的有机体层面了。

不过，在下一个100年内，我们也许可以相当精确地模拟人脑和行为。在那之后，我们也许能够对整个人类社会进行合理的模拟。最后，我们将能够模拟太阳系甚至是宇宙，从原子层面到宇宙层面，应有尽有。在这样一个系统里，被模拟的宇宙中的每个实体都有位元相对应。

一旦我们能够对人脑的所有活动进行极为细致的模拟，就必须认真思考以下观点：虚拟大脑本身就具有意识和智能。毕竟，如果有系统能够完全地模拟我的大脑和身体，其行为也将与我本人一模一样。也许，它会有自己的个人观点。也许，它会和我一样，生活在完全相同的环境里。到那时，我们几乎要接受这样的假设了：我们自己就生活在模拟系统里。

可能世界和思想实验

有些模拟系统以现实为基础，其他则并非如此。法国哲学家让·鲍德里亚（Jean Baudrillard）在其1981年的著作《拟像与模拟》（Simulacra and Simulation）中，根据模拟与现实的近似程度，将模拟分为四个阶段。第一个阶段是“呈现”，即“对复杂现实的映射”。最后一个阶段是“拟像”，这个阶段的模拟“与任何现实毫无关联”。鲍德里亚谈论的是文化符号模拟，不是计算机模拟。但是我们在对他的四阶段区分法进行调整后，就可将其用于计算机模拟，并将计算机模拟分为四种类型。

有些模拟系统（类似于鲍德里亚所说的呈现）的目标是尽可能真实地模拟现实的某一方面，就像地图尽可能真实地呈现某个地区的状况。对宇宙大爆炸或者第二次世界大战的历史性模拟旨在详细地再现这些过去发生的事件。对沸水的科学模拟的目的在于模拟水真正沸腾时的现象。

有些模拟系统的目标是模拟现实中可能发生的事情。飞行模拟器通常不是用来模拟已经发生的飞行，而是可能发生的飞行。军事模拟系统可以尝试模拟核战争爆发时美国可能遭受的打击。

有些模拟系统的目标是模拟本来有可能发生但最后没有发生的事情。进化模拟器可以模拟这样的情形：假如大规模小行星撞击没有引发恐龙灭绝，生物会如何进化。运动会模拟器可以模拟在美国没有抵制1980年莫斯科奥运会的情况下，什么将会发生。

最后，有些模拟系统（类似于鲍德里亚所说的拟像）的目标是模拟与现实毫无相似之处的世界。科学模拟系统可以模拟没有重力的世界，我们可以尝试模拟七维时空的宇宙。

因此，模拟系统不仅仅指导我们了解现实世界，而且指引我们去探索由可能存在的世界构成的庞大宇宙体系。哲学家将这些统称为可能世界。

在我们生活着的这个世界（也就是这个宇宙），我成为一名哲学专业人士。在邻近的可能世界里，我也许是数学专业人士。在遥远的可能世界，我又可能是专业运动员。在真实世界里，希特勒成为德国领袖，第二次世界大战爆发。在一些可能世界里，希特勒从未掌权，二战也从未发生过。在真实世界里，地球孕育出生命。在可能世界里，太阳系从未形成过。甚至在某些可能世界，宇宙大爆炸根本没有发生。

计算机模拟可以帮助我们探索所有这些可能世界。宇宙模拟系统能够模拟新的宇宙，在那里，我们的银河系根本不存在。进化模拟系统能够模拟新版本的地球，在那里，人类从未进化出来。在军事模拟系统可以模拟的世界里，希特勒从未入侵苏联。最后，个人模拟系统可以模拟这样的情形：如果我一直从事数学研究，从未转向哲学领域，我会有怎样的遭遇。

思想实验是一种只需要思考就可以进行的实验，也是探索可能世界的一种方法。你要做的是描述一个可能世界（或者至少是其中一个部分），然后观察后续发展。柏拉图的洞穴就属于思想实验。他构想了一个世界，在那里，囚徒只能看见投射在洞穴墙壁上的影子。他的问题是，这些囚徒的生活与洞穴外的人相比如何。庄周梦蝶也是思想实验。在庄子描述的这个世界里，他记得自己做了一个梦，梦中他变成了蝴蝶。他的问题是，他如何才能知道自己不是一只做梦变成庄子的蝴蝶。

思想实验为科幻小说提供了素材。和哲学相似，科幻小说也会探索可能存在的世界。任何一本科幻小说都属于思想实验。作者构思一个场景，然后观察接下来会发生什么。H. G. 威尔斯（H. G.Wells）的《时间机器》（The Time Machine）虚构了一个拥有时间机器的世界，然后安排了一系列后续故事情节。艾萨克·阿西莫夫在《我，机器人》中用几个故事构想了一个存在智能机器人的世界，并推测人类应该如何与他们相处。

厄休拉·勒古恩（Ursula Le Guin）于1969年发表的经典小说《黑暗的左手》（The Left Hand of Darkness）描述了这样一个可能世界：格森（Gethen）星球上的人没有固定的性别。按照勒古恩在1976年一篇题为《性别是必要的吗？》的文章中所言，“我抹掉性别，为的是了解会剩下什么”。她在小说序言中写道：

思想实验产生了大量真知灼见。勒古恩的思想实验让我们洞察到一种可能性：它告诉我们，性别的根源可能是什么。罗伯特·诺齐克关于生活体验机的思想实验使我们深刻认识到价值的含义：它有助于阐明，对我们而言，什么是有价值的，什么没有价值。庄周梦蝶让我们对知识有了深刻理解：什么是我们能够或者不能够知道的？

思想实验可以扩展某些概念（例如时间和智能）的界限，另一方面又有助于划定某些概念（例如知识和价值）的界限。通过研究这些界限，我们会对时间的本质或者知识的含义有更多的认识。

思想实验有可能牵强附会，但是它常常让我们对现实有更深刻的理解。勒古恩说，她撰写关于性别的内容，是“以小说家的方式，也就是通过精心编造间接的谎言，来描述心理现实的某些方面”。勒古恩笔下的格森人也许不存在，但是他们的本性所展现出来的方方面面会与许多人的生活经历产生共鸣。阿西莫夫对机器人所具备的人工智能进行了探索，一旦现实中的人工智能系统发展成熟，他的思想可以为我们与人工智能的互动提供参考。柏拉图的洞穴之喻可以帮助我们分析表象与真相的复杂关系。为什么说思想实验在哲学、科学和文学领域处于如此核心的地位？以上就是部分原因。

科幻小说中的模拟

在科幻小说和哲学领域，有一个极具影响力的思想实验，这就是模拟宇宙的概念。如果我们的宇宙就是一个模拟器，什么事情会发生？未来将如何发展？

詹姆斯·冈恩在1955年发表的小说《裸露的天空》（The Naked Sky）是第1章提到的Hedonics公司故事的续集。两个故事后来都被收录到冈恩1961年出版的小说集《快乐制造者》（The Joy Makers）中。在表面上摧毁了Hedonic的梦想机之后（“在巨大的蓝色覆盖下，天空开始消散”），小说中的角色仍然感到迷惑，自己是在机器中，还是回到了现实世界：

因为这段话，冈恩被列为最早明确阐述模拟假设的候选人之一。所谓模拟假设，指的是我们生活在计算机模拟的世界中。必须承认，在冈恩那个时代，计算机还是新事物，他也没有将梦想机明确地描述为计算机模拟系统。他在第一个故事中提到的“sensies”类似于高度沉浸式电影，在后来的故事中，升级为令人拜服的“realies”系统。计算机模拟在阿瑟·C. 克拉克1956年的小说《城市与群星》（The City and the Stars）中小试牛刀，但是模拟假设没有被人接受。

计算机模拟和模拟假设这两个概念的第一次融合应该是出现在戴维·邓肯（David Duncan）于1960年创作的短篇小说《永生者》（The Immortals）中。这篇语言晦涩但情节引人入胜的小说讲述的是，罗杰·斯泰鸿（Roger Staghorn）设计了一种名为“Humanac”的计算机模拟系统，用来预测假想事件的结果。他和同事佩卡里（Peccary）博士进入模拟系统中，与一些被认为将来可以活100岁的人互动。两人经历了一番冒险，好不容易才逃脱。回到现实世界后，他们关闭了模拟系统。故事的结尾写道：

在过去的岁月里，计算机模拟这一概念在小说《幻世3》（Simulacron-3）中得到了最深刻的描述。这是丹尼尔·F. 加卢耶（Daniel F. Galouye）于1964年出版的一部内容深奥的作品，讲述的是多层级模拟系统的故事。1973年，杰出的德国导演赖纳·维尔纳·法斯宾德（Rainer Werner Fassbinder）将其改编为德语电视剧《世界旦夕之间》（Welt am Draht），该剧后来作为同名电影发行，添加了英文副标题。这似乎是模拟假设在电影胶片和电视屏幕上的处女秀。1999年，好莱坞翻拍了法斯宾德的电影，新作名为《异次元骇客》（The Thirteenth Floor），赢得广泛赞誉，使得模拟系统题材的电影变得热门。

同一年《黑客帝国》首映，该片由拉娜·沃卓斯基和莉莉·沃卓斯基两姐妹编剧和执导，目前仍然是对虚拟概念描述得最出色的影片。主角尼奥（基努·李维斯贡献了令人难忘的表演）生活在平凡的世界，他上班、读书、参加聚会，和普通人没什么两样。他发现了一些怪事，例如，他的世界被蒙上了一层淡淡的绿色，而且他总是有一种不安的感觉。他在阅读鲍德里亚的《拟像和模拟》，这表明他心存疑虑。最后，他服下红色药丸，然后发现自己长期以来一直生活在计算机模拟系统中。

《黑客帝国》是我开始研究模拟领域的动力之一。该片导演和制片人对哲学深感兴趣，邀请了若干哲学专业人士为电影官方网站撰写关于哲学理念的文章。我也受到邀请，2003年在网站上发表了《母体是形而上学》这篇文章，全面论述母体不一定是幻象。该文提供了本书第3部分某些观点的早期版本。

在《母体是形而上学》一文中，我用“母体假设”这一名称来指代模拟假设概念。它指的是这样一种假设：我现在和将来永远都生活在母体中。我将母体定义为人工设计的计算机模拟出来的世界。

同一年，尼克·博斯特罗姆发表重要文章《你生活在计算机模拟系统中吗？》，通过统计论证手段解释我们应该严肃对待模拟概念的原因。（第5章将讨论他的论证过程。）在同年的另一篇文章中，博斯特罗姆提出了“模拟假设”这一名称。事实证明这个名称比我的更好，因为“模拟”一词具有普遍意义，而电影是短暂的。本书将按照现在的标准做法来讨论模拟假设。

模拟假设

到底什么才是模拟假设？博斯特罗姆的定义比较简单：“我们生活在计算机模拟系统中。”我的定义是：“我们现在和将来永远都生活在人工设计的计算机模拟出来的世界中。”我认为两种定义是一致的。我的版本只是明确了博斯特罗姆没有说明的两件事。其一，模拟必须是终生的，或者至少只要我们还有记忆力，模拟就一直存在。短时间的模拟不能算作模拟。其二，模拟必须是由模拟者设计的。没有模拟者参与的、随机运行的计算机程序不是模拟。一般情况下，当我们考虑模拟假设时，上述两个要素将包括在内。

身处模拟系统是一种怎样的体验？按照我对这个概念的理解，基本上就是与模拟环境进行交互。当身处模拟系统时，你的感官从模拟环境中输入信息，肌肉向模拟环境施加影响。通过这些交互过程，你就会完全沉浸于模拟系统中。

在《黑客帝国》的开头，尼奥的生物肉体和脑部位于非模拟系统的容器中，与别处的模拟系统相连接。就“在”这个字通常所包含的空间意义而言，尼奥的大脑并没有“在”模拟系统里。但是，他的一切感官输入都来自模拟环境，而肌肉输出的目的地也是模拟环境，因此，从这个重要意义上讲，他确实在模拟系统中。在尼奥吞服红色药丸后，他的感官开始对非模拟系统做出反应，所以他不再处于模拟系统中。

我会用“模拟人”（sim）一词来表示身处模拟系统的人。至少存在两种模拟人。第一种是生物模拟人（biosims）：位于模拟系统之外（就空间意义而言）但又与其连接。尼奥属于这一类，脑部位于箱体内，与计算机连接。容纳生物模拟人的模拟系统是非纯粹模拟系统（impure simulation），因为内部包含了非模拟元素（即生物模拟人）。

第二类是纯粹模拟人（pure sims）。这是只存在于模拟系统的模拟人。加卢耶的小说《幻世3》中的大部分人都是纯粹模拟人。他们只接收来自模拟系统的感官输入，因为他们就是系统的一部分。重要的是，他们的大脑也是模拟的。只有纯粹模拟人的模拟系统也许可以被称为“纯粹模拟系统”（pure simulations），那里发生的一切都是模拟出来的。

混合模拟系统也有可能存在，其中既有生物模拟人，也有纯粹模拟人。在母体内部，主角尼奥和崔妮蒂是生物模拟人，而“机器人”角色史密斯特工和先知则是纯粹模拟人。在2021年的电影《失控玩家》中，瑞安·雷诺兹（Ryan Reynolds）饰演的主角盖是一款电子游戏中纯粹的数字非玩家角色。他在游戏中的伙伴、朱迪·科默（Jodie Comer）饰演的燃烧弹女孩是游戏玩家，也是游戏的设计者，游戏之外的普通人。因此，盖是纯粹模拟人，燃烧弹女孩是生物模拟人。

模拟假设同样适用于纯粹、非纯粹和混合模拟系统。模拟概念在科幻小说和哲学中的出现次数在这三种系统中分布得非常均匀。短期来看，非纯粹模拟将比纯粹模拟更加常见，因为我们知道如何将人与模拟系统连接，但还不清楚如何模拟人。长期而言，纯粹模拟很可能更加普遍。非纯粹模拟系统所需脑供给并不是无止境的，而且任何情况下，将人脑连接机器都会是一件棘手的工作。相反，从长期来看，纯粹模拟就比较容易。我们只需编写恰当的模拟程序，然后静观其运行便可。

还有一点区别要说明。整体模拟假设指的是，模拟系统详细地模拟整个宇宙。例如，对我们所处宇宙的整体模拟将模拟你、我、地球上的每个人、地球本身、整个太阳系、银河系以及此外的一切。局部模拟假设指的是，模拟系统只是详细模拟宇宙的一部分。它可能仅仅模拟我、纽约（见第24章图57），或者只有地球和全部人类，又或者只是银河系。

短期来看，局部模拟更容易实现。它需要的计算能力要小得多。但是，局部模拟系统必须与世界其他部分进行交互，那样有可能带来麻烦。在《异次元骇客》中，模拟者只模拟了南加利福尼亚。主人公试图驾车去往内华达州时，遇到了一个路标，上面写着“道路封闭”。他继续向前，看到山脉变成了绿色线条。要设计令人信服的模拟系统，这可不是一个好方法。如果局部模拟仅限于局部细节，就无法合理地模拟与世界其他部分的互动。

想要运行良好，局部模拟系统必须是弹性的。为了模拟我，模拟者必须大规模模拟我的生活环境。我与其他地方的人交谈，在电视上收看世界各地发生的事件，还经常旅行。我遇到的人又会继续与很多人互动。因此，一个对我本人的局部环境进行模拟的出色系统需要对世界其他部分进行非常细致的模拟。在系统运行过程中，模拟者也许要不断地更新模拟的细节。例如，对月球背面进行模拟时，一旦航天器能够拍摄那里的图像并将图像传回地球，模拟系统就需要修正。到了某些时刻，系统有可能自然而然地停止更新，例如，当模拟者能够按照要求详细展现地球和太阳系，且对外部宇宙完成基本模拟时，也许这样的时刻就到来了。

哲学家酷爱分类。我们可以建立更多分类，例如短暂的和持久的模拟（人们只是短期进入还是终生生活在模拟系统中？）、完全的和不完全的模拟（是如实地模拟所有物理定律，还是允许近似结果和特例存在？）、预编程的和开放式模拟（是预先编好程序、产生单一的事件进程，还是由初始条件和模拟人的选择来决定不同的事态发展过程？）。也许你还可以想出其他分类，不过已经足够多了。

你能证明自己并没有身处模拟系统吗？

你能证明自己并没有身处模拟系统吗？

你可能认为自己已经掌握明确的证据来证明上述问题的答案是否定的。我认为那是不可能的，因为任何这样的证据都是可模拟的。

也许你认为，身边风景壮丽的森林就证明你的世界并非被模拟出来的。然而，理论上说，森林也可以模拟，每一个微小细节，眼睛接收到的每一束来自森林的光，都可能是模拟的。在模拟系统里，你大脑的反应就和非模拟的正常世界里的反应一样，所以模拟的森林也和正常的森林几乎没有区别。那么，你真的能证明自己看见的不是模拟的森林吗？

也许你认为，心爱的猫绝对不可能是模拟的。可是，猫属于生物系统，而生物学机理似乎是可以模拟的。只要技术足够先进，模拟猫和真实猫难分彼此。你真的知道自己的猫不是模拟出来的吗？也许你认为，身边人的创意之举和友爱行为绝对不可能被模拟。

然而，猫所适用的规律，人类也不能例外。人这种生物可以被纯粹模拟。人类行为由人脑引导，而人脑看起来就是复杂的机械。你真的知道对人脑的完整模拟不能再现上述行为的细节吗？

或许你认为自己的肉体绝不可能被模拟。你感觉饥饿或疼痛，四处走动，用手触摸物体，吃饭喝水，对体重一清二楚，所有这些行为看起来都出于本能，非常真实。可是作为生物系统，肉体也可以被模拟。如果你的肉体得到极其逼真的模拟，能够向大脑发送真实肉体才会发送的信号，那么，大脑就不能分辨真伪。

也许你认为意识绝不可能被模拟。你从第一人称视角对世界有了主观体验：感受到颜色、痛苦、思想和记忆。成为你自己，是一种特殊体验。仅靠对大脑的模拟是无法形成这种意识的！

意识以及意识是否可以模拟的问题比其他问题都难。我们将在后文尽力予以详细解答。现在，我们可以将意识问题暂时搁置，来关注非纯粹模拟，也就是“母体”式模拟，其特点是生物模拟人与模拟系统连接。生物模拟人自身不是模拟的，他们拥有正常的生物脑，很可能像我们的大脑那样具有意识。无论你是正常人还是脑部状况相同的生物模拟人，你对外界事物的感知都是一样的。

纯粹模拟的特点是身处模拟系统的人本身就是模拟的。它引出这样一个问题：模拟人是否具有意识？我们如果可以证明，模拟人不可能具有意识，也许就可以证明我们并非生活在纯粹模拟系统中（考虑到我们确定自己是有意识的，至少这一点可以证明）。在第15章，我将论证，即使是模拟人，也可能有意识。如果模拟脑精确复制生物脑，意识体验将是相同的。如果这个观点正确，那么，正如我们永远无法证明自己并非身处非纯粹模拟系统，我们也绝不可能证明自己并没有生活在纯粹模拟系统中。

你能证明自己生活在模拟系统中吗？

我认为我们永无可能证明自己并非身处模拟系统，那么，反过来呢？你能证明自己生活在模拟系统中吗？

在《黑客帝国》中，尼奥吞下红色药丸，在另一个现实世界醒来，这时他意识到自己一直生活在模拟系统里。如前所述，他不应该如此确信。他仅仅知道，旧世界不是模拟的，而红色药丸使他瞬间进入模拟的世界。

不过，我们当然可以获得极具说服力的证据，证明我们生活在模拟空间里。模拟者可以将悉尼港湾大桥举至空中，然后翻转过来；可以向我们出示模拟系统源代码；可以展示我们过去的个人生活经历，以及生成这段经历的模拟技术；可以给我播放一段影片，显示我的大脑与上一级现实世界中的线路连接，我的思想和情感被上传至那里；还可以让我控制模拟系统，这样的话只需按下几个按钮，就能够移动我周围的山脉。不过，即使这样的证据也不足以证明我们生活在模拟空间里。

也许我们所在的世界是一个非模拟的魔法世界，就像哈利·波特的世界，在那里，全能的巫师利用他们的能力使人类相信自己生活在模拟系统里。也许我的生活不是模拟的，但是模拟者将我带入临时复制的模拟空间，目的是愚弄我。又或者，也许我陷入了药物诱发的幻觉中。尽管如此，我认为如果我掌握了上一段那样的证据，我很可能确信自己生活在模拟系统中。

模拟假设是科学假说吗？

有时人们认为模拟假设是科学假说，也就是说，通过观察和实验，可以从理论上验证这个假设。那么，是否存在科学依据证明我们生活在模拟系统里呢？

2012年，物理学家赛拉斯·比恩（Silas Beane）、佐瑞·达沃迪（Zohreh Davoudi）和马丁·萨维奇（Martin Savage）发表文章指出，从理论上说，我们终究有一天会掌握证明模拟假设的科学依据。他们的基本观点是，通过获取近似值的方式对我们的宇宙进行模拟，很可能走出一条捷径，而这些近似值也许就体现在科学依据中。三位作者开发了一套数学分析方法，说明利用“超正方体时空”晶格（“hypercubic spacetime”lattice）的特定物理近似值如何背离正统物理学。我们的模拟者如果采用特定尺寸的晶格间距（lattice-spacing）进行计算，就会生成高能宇宙射线的特有模式。作者认为，这为将来验证模拟假设提供了一种可能的方式，虽然目前情况下我们没有这样的证据。

这种潜在证据的获取有赖于这一前提：模拟系统是不完全的。前面两节讨论的潜在证据同样需要上述前提。红色药丸、与模拟者的交流以及近似值，都是某种不完全，也就是说，模拟系统在这几个方面违背了它所模拟的世界的基本定律。在《黑客帝国》中，似曾相识的体验，例如一只黑猫两次经过同一条路，被认为是程序故障导致的现象。而完全模拟系统不会存在这样的故障。

完全模拟系统可以这样定义：精确复制它所模拟的世界。如果它所模拟的世界遵循严格的物理学定律，那么完全模拟系统将精确模拟这些定律，绝对不会出现违背现象。红色药丸、与模拟者的交流以及近似值不属于这样的定律。

有一种观点认为，数字计算机永远不能完全模拟连续体的物理定律，后者包含对连续体的精确量化。这个观点值得商榷。数字模拟技术应该能够近似处理已知的物理定律，实现一定程度的准确性。而且，至少从理论上来说，用于处理连续值的模拟计算机（也许是模拟量子计算机）有可能对已知定律进行完全模拟。

如果我们身处完全模拟系统，我们很难知道如何才能获得证明这一事实的证据。我们在模拟系统里的证据始终将与非模拟系统的证据精确对应。

同样困难的是获得证据证明我们没有生活在完全模拟系统中。和前面一样，这样的证据理论上是可以模拟的。任何证据，在完全模拟系统里，我们都可以模拟出相同的版本。至少可以这样说，假定模拟的大脑拥有与被模拟的大脑相同的意识体验，那么我们身在系统内部，根本就不可能分辨出非模拟系统与其完全模拟版本之间的区别。

大众媒体偶尔会刊登文章宣称，科学家已经证实我们不是生活在模拟空间里。举个例子，2017年《科学进步》（Science Advances）发表的一篇研究文章辩称，传统计算机不能高效地模拟量子进程。文章作者、物理学家祖海尔·林格尔（Zohar Ringel）和德米特里·科夫日辛（Dmitry Kovrizhin）并没有说他们否定模拟假设，但一些记者却从这篇文章中得出了那样的结论。传统计算机不能高效模拟我们的宇宙，这是事实，但是仅凭这一事实自然完全不能证明我们没有生活在模拟系统中。正如计算机科学家斯科特·阿伦森（Scott Aaronson）指出的那样，要解决这个问题，我们只需假定模拟系统用到了量子计算机。我们甚至可以假定，模拟系统其实正在使用传统计算机来模拟量子进程，只是运行速度慢，效率低下。从模拟系统内部来看，我们无法说出二者的区别。

有时人们会说，没有任何宇宙可以容纳对其自身的完全模拟，因为如果存在完全模拟，则模拟版本的宇宙也需要模拟，而二级模拟版本同样需要模拟，如此循环，最后会产生无数层模拟。但是，这样的无限模拟不一定是不可能的。也许，无限宇宙可以奉献出小部分资源来运行这种自我模拟系统（仍然是无限的）。由此产生的模拟栈对无限宇宙而言，不再是问题。即便是一个有限但不断膨胀的宇宙也能持续地对自己的过去进行模拟，不过，有限模拟系统的状态比真实宇宙略微滞后。

即便的确没有宇宙可以自我模拟，这个事实仍然无法否定模拟假设。我们没有理由假定模拟版本的宇宙和被模拟的宇宙完全一致。如果我们是虚拟的，那么被模拟宇宙的物理定律也许和我们的完全不同，而且它比我们的宇宙要大得多。如果被模拟的宇宙是无限的，拥有无穷无尽的资源，那么模拟一个有限的宇宙就比较容易。

总而言之，我认为，从理论上说我们可以获得证据，证实或者证伪各种非完全模拟假设，这些假设有可能会产生经验性的结果，我们可以对其进行验证。这样看来，这些非完全模拟假设与科学假说具有相同的重要性。它们可能还不是严谨的科学假说，因为我们还未掌握支持模拟假设的科学依据，但至少理论上是可以验证的。

不过，我们永远不可能获得证实或证伪完全模拟假设的证据。完全模拟假设指的是我们生活在完全模拟的世界里，按照这个定义，现实世界将和它的完全模拟版本一模一样。因此，根据可验证性原则，完全模拟假设不是科学假说。取而代之的是，我们可以认为它是关于世界本质的哲学假说。

有些倔强的科学家和哲学家也许持有这一观点：因为完全模拟假设不可验证，所以是无意义的。我将在第4章论述它的错误。理论上，我们可以与完全模拟系统内部的人一起建设这样的世界。那些人绝不可能知道他们生活在模拟系统里。就他们的情况而言，模拟假设显然是正确的，因此也是有意义的。对我们来说，它可能正确，可能错误。也许我们永远不会知道这个问题的答案，尽管如此，模拟假设要么正确，要么错误，并非不可验证。

最早的模拟假设认为我们的世界是计算机模拟的结果，如何看待这个版本？它是科学假说还是哲学假说？

科学哲学家卡尔·波普坚称，科学假说的特点是，它是可证伪的，也就是说，可以运用科学事实来证明其错误。我们已经看到模拟假设不是可证伪的，因为任何否定它的证据都可能是模拟出来的。因此，波普会认为它不是科学假说。

和今天的许多哲学家一样，我认为波普的标准太过严格。可能有一些科学假说，例如关于早期宇宙的假说，永远不能被证伪。我想说，模拟假设不是纯然的科学假说，而是既有科学成分，又有哲学色彩。有些版本的模拟假设容易得到验证，而其他版本不可能被验证。但是，无论是否可验证，作为一种关于人类世界的假设，模拟假设始终具有非常重要的意义。

模拟假设和虚拟世界假设

计算机模拟与模拟系统的关系是什么？回想一下，虚拟世界具有交互性，是由计算机创造的空间。每一个虚拟世界都是模拟系统吗？每一个模拟系统都是虚拟世界吗？

电子游戏中存在的虚拟世界大多数可以被视为模拟系统，最明显的是那些模拟某些现实世界活动的游戏，例如钓鱼、飞行、打篮球。这些游戏最接近于鲍德里亚所说的“呈现”。它们也许不是为了表现完全的写实性，但是也会努力反映现实世界。像《太空侵略者》和《魔兽世界》这样更加奇幻的游戏，更符合鲍德里亚所说的“拟像”。它们的目的不是反映现实世界，而是去模拟可能世界。《太空侵略者》比较随意地模拟了一场外星人对地球的入侵。《魔兽世界》模拟的是融合了怪兽、探险和战争等元素的自然场景。

即使是《俄罗斯方块》和《吃豆人》这样并没有明显模拟物理环境的游戏，只要我们选择合适的角度来分析，也同样可以认为它们是模拟的产物。《俄罗斯方块》可以被视为模拟的二维或三维世界，在那里，砖头从天而降。《吃豆人》可以被看作对掠食者和猎物的模拟，它们在一个有形的迷宫里奔跑。将这些游戏说成是模拟系统，也许有些牵强，比如玩家可能不会这么认为，游戏设计师可能从未考虑让作品与“模拟”二字沾边。但是，按照我对模拟假设的理解，无论玩家或设计人员是否认为游戏就是模拟，都不会影响它的实质。所以，从我们的论题出发，这些虚拟世界仍然可以被视为模拟系统。

同样的逻辑适用于任何虚拟世界，当然也包括太空。理论上我们可以将虚拟太空理解为对假想的物理太空的模拟。从这种宽泛的意义来说，虚拟世界也包括计算机模拟系统。

反过来呢？严格来讲，不是所有的计算机模拟系统都属于虚拟世界。有一些虚拟世界是非交互的，例如对银河系结构的标准模拟，与用户没有任何互动。因为这类系统不具备交互性，所以不符合虚拟世界的定义。但是，如果说我生活在计算机模拟的世界里，这意味着我必须通过感官输入和肌肉输出与计算机生成的世界进行互动，那么，这个假设就等同于另一个假设：我生活在虚拟世界里。

据此，模拟假设完全可以被阐述为虚拟世界假设，即我生活在虚拟世界里。

为了让读者加深认识，我们这样说：模拟假设的含义是，我们生活在完全沉浸式的虚拟世界里。当体验虚拟世界时，你被周围的一切环绕，沉浸于其中，仿佛身临其境，正如今天标准的虚拟现实头显带给你的感受一样。我们在引言里将虚拟现实定义为沉浸式虚拟世界。如果有人全身心地沉浸于虚拟世界，在那里的体验和我们对现实世界的感受如出一辙，那么，我们就可以称这样的虚拟世界为完全沉浸式的。我们对自己所生活世界的体验就是完全沉浸式的。因此，假如我们的肉体和意识都在虚拟世界里，就相当于生活在完全沉浸式的虚拟现实里。

模拟假设等同于模拟系统假设，但是从现在起，多数情况下我会使用“模拟假设”这个标准用语。本着同样的精神，我倾向于使用“模拟”一词来指代母体式的模拟宇宙，它与模拟假设有关，指的是终生的、完全沉浸式的模拟出来的世界，用户也许不知道他们身处模拟的环境中。另外我倾向于使用“虚拟世界”和“虚拟现实”来指代更加贴合现实生活的虚拟环境，用户在知情的情况下进入这样的环境，并且停留时间有限。这里涵盖的范围很广，从电子游戏和现在流行的虚拟现实头显，到虚拟技术的延伸应用，都可以包括在内，就像电影《头号玩家》里的场景，人们定期与机器连接，进入完全沉浸式的虚拟世界中。

从现在的虚拟世界到《黑客帝国》那样的全尺度模拟系统，我们拥有了一个由各种世界组成的序列。从严格意义上说，序列中的所有成员都可以被视为虚拟世界。序列两端都关系到我的某些非常重要的主张，例如“虚拟现实是真实现实”。但是，与日常生活相关的虚拟世界相对于模拟宇宙，所带来的问题总是会有些许差异。在后面几章，我们主要关注模拟宇宙。