模擬理論

模擬理論（simulation theory）或模擬假說（simulation hypothesis）提出，我們已知所有的存在可能都是模擬出的虛擬實境，形式可以類比為電腦模擬。模擬中可以包含有意識的思維，這些意識可能知道也可能不知道自己生活在模擬中。

這與當前技術上可實現的虛擬實境概念截然不同，當前的虛擬實境很容易與現實經驗區分開來，而模擬現實很難或不可能與「真實」現實區分。

該話題從哲學論述到計算的實際應用，都有很多爭論。

現今流行的模擬假說版本由尼克·博斯特羅姆推廣，與整個哲學史上的各種其他懷疑論有不少相似之處。

認為該假說能夠與所有人類感知經驗相容的觀點，以哲學懷疑論的形式產生了重大的認識論後果。該假說的不同版本也出現在科幻小說和電影中作為核心情節裝置出現。

博斯特羅姆推廣的假說非常有爭議，例如，理論物理學家薩賓·霍森費爾德稱其為偽科學，而宇宙學家George F. R. Ellis則表示「（該假說）從技術角度看完全不切實際」，並且「主角們似乎把科幻小說和科學混為一談了。深夜酒吧的討論並不是可行的理論。」

## 起源

「現實是一種幻覺」這一論點有著悠久的哲學和科學歷史。這種懷疑論的假說可以追溯到古代。例如，莊子的夢蝶，或印度的摩耶哲學，或古希臘哲學中的阿那克薩圖斯和摩尼穆斯，都把存在的事物比作假象，認為它們和做夢或發瘋時所經歷的印象類似。

阿茲特克哲學認為世界是由泰奧特爾人寫的一幅畫或一本書。

尼採在其1886年出版的《善惡的彼岸》一書中譴責哲學家試圖在欺騙性的表象世界背後尋找真實的世界。認為真理比外表更有價值，這只不過是一種道德偏見。事實上，這是世界上已經證實最糟糕的假定……為什麼我們關心的世界不可能是虛構的？

## 哲學

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尼克·博斯特羅姆的前提：

許多科幻作品以及一些嚴肅的技術專家和未來學家都預言，未來將有大量可供使用的算力。我們暫且假設這些預測是正確的。後代可能會用他們超級強大的電腦運行他們的祖先或類似於他們祖先的人的詳細模擬。因為他們的電腦非常強大，所以他們可以運行很多這樣的模擬。假設這些模擬人是有意識的（如果模擬足夠精細，並且心靈哲學中某種被廣泛接受的立場是正確的，那麼他們就是有意識的）。那麼，像我們這樣的大多數思想可能不屬於原始種族，而是屬於原始種族的先進後代模擬出來的人。

尼克·博斯特羅姆的結論：

那麼我們就有可能認為，既然如此，我們很可能是在模擬的頭腦中，而不是在原始的生物頭腦中，便是一種理性的想法。因此，如果我們不認為我們目前生活在電腦模擬中，我們就沒有資格相信我們的後代會對他們的祖先進行大量這樣的模擬。｜Nick Bostrom

### 模擬論證

哲學家尼克·博斯特羅姆提出了一個擴展的論證，以檢驗現實皆為模擬的可能性。他的論點指出，以下陳述中很可能至有少一項是正確的：

- 人類文明或類似的文明不太可能達到能夠產生模擬現實的技術成熟度，或者這種模擬在物理上是不可能構建的。
- 出於某種原因，達到上述技術狀態的類似文明可能不會模擬大量的現實（即可能使數字實體的數量超出宇宙中「真實」實體數量的模擬），例如將電腦的算力投入其他工作、出於道德考慮而不模擬意識等。
- 任何具有我們一般經驗的實體幾乎肯定都生活在模擬中。
- 我們生活在一個後人類還沒有發展起來的現實中，我們實際上就生活在現實中。
- 我們將無法知道我們生活在模擬中，因為我們的技術永遠達不到發現模擬現實的痕跡的水平。

博斯特羅姆的論點基於這樣的前提：只要有足夠先進的技術，就可能在不藉助數碼物理學情況下模擬擁擠的地球表面。模擬意識所經歷的感質與自然發生的人類意識的感受性相當或相同，而且只要在現實中花費少量的算力資源，就能模擬出一個甚至多個層級。

首先，博斯特羅姆認為，如果假設在發展出這種技術之前，人類不會被毀滅，也不會自我毀滅，且人類後代的道德和法律允許它們模擬生物圈或歷史上的生物圈，那麼一口咬定現今我們屬於真正的生物，便是沒有道理的，因為人工模擬的數量遲早會遠遠超過生物數量。

從認識論上說，判斷我們是否生活在模擬中並非不可能。例如，博斯特羅姆建議可以彈出一個視窗說：「你生活在模擬中。點此查看更多資訊。」然而，模擬環境的缺陷可能很難被當地居民識別，並且出於真實性的目的，即使被公開揭露，模擬記憶也可能被以編程方式清除。儘管如此，若出現任何證據，無論是對懷疑性假說有利還是不利，都將從根本上改變上述機率。

2003年，尼克·博斯特羅姆提出了一個稱為「模擬論證」的三難困境。儘管名字如此，這個「模擬論證」並沒有直接論證人類生活在模擬中；相反，博斯特羅姆的三難困境認為，三個看似不太可能的命題中，幾乎肯定有一個是正確的：

- 「能達到後人類階段（即能夠運行高保真祖先模擬的人類水平文明的比例）的和人類相似的文明的比例非常接近於0」，或者
- 「後人類文明中對模擬其進化史或其變體感興趣的比例非常接近於0」，或者
- 「在所有擁有我們這種經歷的人中，生活在模擬環境中的比例非常接近於1。」

三難困境指出，技術成熟的「後人類」文明將擁有巨大的計算能力；如果他們中的一小部分人要運行「祖先模擬」（即對祖先生活的「高保真」模擬，模擬祖先與現實無法區分），則模擬祖先或「模擬人」的總數，在宇宙（或多重宇宙，若有）中將大大超過實際祖先的總數。

博斯特羅姆繼續引用一種人擇推理聲稱，如果第三個命題是對的那個，幾乎所有人都生活在模擬中，那麼人類幾乎肯定生活在模擬中。

博斯特羅姆聲稱自己的論點超越了古典「懷疑性假說」，表示：「……我們有有趣的經驗理由相信，關於世界的某種選言命題是正確的」，三個選言命題中的第三個是我們是幾乎可以肯定自己活在模擬中。因此，博斯特羅姆和與之觀點一致的作者，如戴維·查爾莫斯，認為「模擬假說」可能有經驗原因，因此模擬假說不是懷疑論假說，而是「形上學假說」。博斯特羅姆表示，他個人認為這三個三難命題中哪一個才是正確的沒有強有力的論據：「如果1為真，那麼我們幾乎肯定會在到達後人類之前滅絕。如果2為真，那麼先進文明的進程之間必定存在強大的趨同性，這些文明中因而幾乎沒有任何個體願意且能夠自由地模擬祖先。如果3為真，那麼我們幾乎肯定生活在模擬中。在我們當前無知的黑暗森林中，認為機率在1、2和3之間大致平分似乎是明智的……我注意到，聽到模擬論證的人經常會這樣反應：「是的，我接受這個論證，而且很明顯，第n個是對的。」但不同的人會選擇不同的n。有些人認為顯然1是對的，但另一些人會認為2是對的，還有一些人認為3是對的。」

作為三難困境的推論，博斯特羅姆指出：「除非我們現在生活在模擬中，否則我們的後代幾乎肯定永遠不會模擬祖先。」

### 對博斯特羅姆人擇推理的批評

博斯特羅姆認為，如果「所有具有我們這種經歷的人中，生活在模擬中的比例非常接近1」，那麼就可以得出結論，人類可能生活在模擬中。一些哲學家不同意這點，提出也許「模擬人」不像非模擬人類那樣有意識體驗，或者對於人類來說，自己是人類而不是模擬人這點是不證自明的。哲學家巴里·丹頓（Barry Dainton）以「神經祖先模擬」（範圍從缸中的大腦，到遙遠未來的人類，能夠激發高保真幻覺，使自己認為他們是遠祖）來替代博斯特羅姆的「祖先模擬」，其理由是每個哲學思想流派都會同意，足夠高科技的神經祖先模擬的體驗，與非模擬體驗是無法區分的。即使高保真電腦模擬人永遠不會有意識，丹頓的推理也得出以下結論：達到後人類階段，且能夠、願意運行大量神經祖先模擬的人類文明的比例接近於零，或者可能存在某種（可能是神經的）祖先模擬。

一些學者斷然拒絕人擇推理，或者對其不感興趣，將其視為「純粹是哲學的」、不可證偽的或根本上非科學的。

一些評論家提出，模擬可能是在第一代，而終將被創建的模擬人現在還不存在。

宇宙學家肖恩·M·卡羅爾認為，模擬假說導致了一個矛盾：如果人類如假設那樣是典型的，且沒有進行模擬的能力，那麼這就與論證者的假設相矛盾，即我們很容易預見到其他文明很可能進行模擬。

物理學家弗朗克·韋爾切克提出了實證反對意見，稱宇宙法則隱藏著複雜性，這種複雜性「無任何用處」，且定律受時間和地點的限制——所有這些在模擬中都是非必要且無關的。他還認為，由於模擬這個宇宙的基礎現實的本質存在「令人尷尬的問題」，模擬論點就相當於「乞題」。「好吧，如果這是一個模擬世界，那麼它是由什麼東西構成的？它有什麼定律嗎？」

有人認為，人類不會是被模擬的對象，因為模擬論證已經假設，運行模擬的是人類的後代。換句話說，有人認為人類生活在模擬宇宙中的機率並不獨立於其他宇宙存在的先驗概率。

### 從三難困境內部反對模擬假說的論點

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一些學者認可三難困境，認為第1、2個命題是正確的，而第3個命題（人類生活在模擬中的命題）是錯誤的。物理學家保羅·戴維斯使用博斯特羅姆的三難困境，將其作為反對近乎無限的多重宇宙論的一個可能論證的一部分。這個論證是這樣的：如果存在一個近乎無限的多重宇宙，就會有後人類文明運行祖先模擬，這將推導出人類生活在模擬中這一站不住腳、在科學上弄巧成拙的結論；因此，根據歸謬法，現有的多重宇宙論很可能是錯的。（與博斯特羅姆和查爾默斯不同，戴維斯（等人）認為模擬假說是站不住腳的。）

一些人指出，目前沒有任何技術證據可以推動實現足夠高保真度的祖先模擬。此外，沒有證據表明後人類文明在物理上創造這樣的模擬是可能或可行的，因此目前來看，第1個命題必須是正確的。此外算力也不是無限的。

物理學家馬塞洛·格萊澤（Marcelo Gleiser）反對後人類有理由運行模擬宇宙的觀點：「……既然如此先進，他們早就收集關於過去的足夠的知識，因此對這種模擬沒有興趣……他們可能擁有虛擬實境博物館，可以去裡面體驗祖先的生活和苦難。但是對整個宇宙進行全面的、耗費資源的模擬？聽起來是巨大的時間浪費。」格萊澤還指出，模擬沒有合理的理由停在一個層級上，因此模擬的祖先也可能在模擬他們的祖先，依此類推，從而產生類似於「第一因問題」的無窮回溯。

2019年，哲學家普雷斯頓·格林（Preston Greene）提出，最好不要去了解我們是否生活在模擬中，因為如果發現假說是正確的，這種知識可能會導致模擬終止。

格林的建議與道格拉斯·亞當斯在他1979年的小說《銀河系漫遊指南》中提出的幽默想法類似：如果宇宙中有人真正弄清楚了「生命、宇宙和一切的意義」，它就會立即消失並被「更加複雜和不可捉摸」的東西取代。

經濟學家羅賓·漢森（Robin Hanson）認為，高保真模擬中自私的住戶應該努力變得有趣且值得讚揚，以免被終止或被分流到模擬的無意識、低保真部分。漢森還推測，如果一個人意識到自己可能處於模擬之中，他可能會更不關心他人，而更多地活在當下：「你為退休儲蓄或幫助衣索比亞窮人的動機，可能會因為意識到你永遠不會退休，也沒有衣索比亞而減弱。」

除了試圖評估模擬假說的真偽之外，哲學家還用它來說明其他哲學問題，特別是在形上學和認識論中。戴維·查爾莫斯認為，模擬生物可能想知道，若事實上心理生活是單獨模擬的（實際上不受模擬物理的控制），他們的心理生活還是否受到環境物理的控制。查爾默斯聲稱，他們最終可能會發現自己的思想並不是由物理原因引起的，並認為這意味著笛卡爾二元論未必像通常認為的那樣存在哲學觀點的問題，儘管他並不擔保這是對的。關於人格同一性哲學觀點也提出了類似的論點，即認為一個人過去可能是另一個人，以及關於感質的觀點，即顏色可能會出現與實際不同的情況（倒置光譜場景）。這兩種情況下，心理生活與模擬物理需要以不同的方式聯繫起來。

### 計算主義

計算主義是一種心靈哲學理論，認為認知是計算的一種形式。它與模擬假說的關聯在於，它說明了模擬如何根據「模擬人」的要求使模擬能夠包含有有意識主體。例如，眾所周知，物理系統可以被模擬到一定的精度。如果計算主義是正確的，並且如果生成人工意識或認知沒有問題，那麼模擬現實的理論可能性就將成立。然而，認知與意識的現象感質之間的關係是有爭議的。意識可能需要電腦無法提供的重要基礎，而模擬的人雖然行為合理，但卻是哲學殭屍。這將動搖尼克·博斯特羅姆的模擬論證的基礎；如果我們所知的意識不能被模擬，那麼我們就不可能是模擬的意識。然而，懷疑論假說仍然成立，即使意識無法被模擬，我們仍然可以是缸中之腦，作為有意識之物，存在於模擬環境中。

一些理論家認為，如果計算主義和數學實在論（或激進數學柏拉圖主義）版本的「意識就是計算」是正確的，那麼意識就是計算，原則上它是獨立於平台的，因此認可了模擬。這個論點指出，「柏拉圖王國」或終極系綜將包含所有演算法，包括那些實現意識的演算法。漢斯·莫拉維克探索了模擬假說，並提出了一種數學柏拉圖主義，其中每個物體（例如一塊石頭）都可以視為實現了每種可能的計算。

## 物理學

物理學中，惠勒首先觀察到了宇宙及其運作方式作為資訊潮起潮落的觀點。因此，出現了兩種世界觀：第一種認為宇宙是一台量子計算機，而另一種則認為執行模擬的系統與其模擬（宇宙）不同。對於前一種觀點，量子計算專家戴夫·培根寫道：

在許多方面，這種觀點可能只不過是計算概念是我們這個時代的疾病這一事實的結果——今天我們到處都能看到電腦、計算和資訊理論的例子，因此我們將其推斷為我們的物理定律。事實上，考慮到計算是由有缺陷的組件產生的，似乎使用完美運行的電腦的抽象除了柏拉圖式的理想之外不太可能存在。對這種觀點的另一個批評是，沒有證據表明電腦具有某種數位化特徵，也沒有任何主張這種觀點的人做出的經實驗證實的預測。

### 假說的物理檢驗

2012年，波恩大學（現位於西雅圖華盛頓大學）物理學家塞拉斯·R·比恩（Silas R. Beane）以及該大學的祖赫里·達沃迪（Zohreh Davoudi）和馬丁·J·薩維奇（Martin J. Savage）在一篇聯合論文中提出了一種測試一種模擬假設的方法華盛頓、西雅圖。在計算資源有限的假設下，對宇宙的模擬將通過將連續時空劃分為一組離散的點來進行，這可能會產生可觀察到的效應。與當今晶格規範理論家根據強相互作用的基礎理論（稱為量子色動力學）構建原子核的微型模擬類似，他們的工作中研究了網格狀時空的幾個觀測結果。提出的特徵之一是超高能宇宙射線分布的各向異性，如果觀察到，將與這些物理學家的模擬假設一致。2017 年，坎貝爾等人。在他們的論文《論測試模擬理論》中提出了幾個旨在測試模擬假設的實驗。

### 模擬現實在任何具體意義上皆不可證明

所謂嵌套模擬的想法指，模擬現實的存在，在任何具體意義上都是不可證明（也不可證偽）的，因為論證存在無窮回溯問題：任何直接觀察到的證據本身，都可能是另一個模擬。

即使我們是一個模擬現實，也無法確定運行模擬的生物本身不是模擬，以及該模擬的操作者是不是模擬。

遞歸模擬中，模擬或模擬中的實體會創建同一模擬的另一實例，運行之並使用其結果（Pooch和Sullivan，2000）。

## 支持者

特斯拉和SpaceX的執行長埃隆·馬斯克堅信模擬假說。馬斯克在喬·羅根的播客中表示：「如果你假設進步以任何速度發生，那遊戲終究會與現實無法區分」，然後得出「我們很可能處於模擬之中」的結論。馬斯克還在其他各種新聞發布會和活動中推測，我們生活在模擬現實或其他人製造的電腦中的可能性約為99.9%，並在2016年的一次採訪中表示，他相信「我們有十億分之一的機會」處於基本現實中。」

天體物理學家奈爾·德葛拉司·泰森是該假說的另一位知名支持者，他在接受NBC新聞採訪時稱，該假說是正確的，給出了「大於50-50的可能性」，並補充道：「我希望能提出強有力的論據來反對它，但一無所獲。」然而，在隨後在 YouTube的StarTalk節目中接受Chuck Nice採訪時，泰森表示，他的朋友、普林斯頓大學天體物理學教授約翰·理察·戈特使他產生了對模擬假說的強烈反對。這一反對意見指出，高保真模擬宇宙的各種假說的共同特徵是假定有產生高保真模擬宇宙的能力。由於我們當前的世界不具備這種能力，這意味著要麼我們是真實的宇宙，因此尚未創建模擬宇宙，要麼我們是模擬宇宙很長的鏈條中的最後一個，這一觀察使得模擬假說看起來不太可能。對於這一反對意見，泰森表示「這改變了我的生活」。

## 哲學中的其他說法

### 夢境論證

「現實是一種幻覺」這一基本論點有著悠久的哲學和科學歷史。這種懷疑論假說可以追溯到古代。例如，莊子的夢蝶，或印度的摩耶哲學，或古希臘哲學中的阿那克薩圖斯和摩尼穆斯，都把存在的事物比作假象，認為它們和做夢或發瘋時所經歷的印象類似。

夢可以認為是一種能夠騙過睡著的人的模擬。因此，伯特蘭·羅素認為，「夢境假說」並非邏輯上不可能，但是常理以及對簡單性的考慮和最佳解釋推斷否定了它。他是公元前4世紀的中國哲學家莊子是最早懷疑現實與夢境區別的哲學家之一。這一問題即著名的「莊周夢蝶」，內容如下：昔者莊周夢為胡蝶，栩栩然胡蝶也。自喻適志與！不知周也。俄然覺，則蘧蘧然周也。不知周之夢為胡蝶與？胡蝶之夢為周與？周與蝴蝶則必有分矣！此之謂物化。這一論點的哲學基礎也由笛卡爾提出，他是最早提出這一論點的西方哲學家之一。他在《第一哲學沉思集》中指出：「……沒有任何跡象表明我們可以清楚地區分清醒和睡眠」，並繼續得出結論：「我現在可能正在做夢，而且我的所有知覺都是假的。」

Chalmers (2003) 討論了夢境假說，並指出夢境假說有兩種不同的形式：

- 人目前在做夢，其中，他對世界的許多信念都是不正確的。
- 人一直在做夢，其中，他感知到的事物實際上存在，但是是在他的想像中。

夢論證和模擬假說都可以視為懷疑性假說。一些人認為，精神錯亂是個人對現實世界產生沒有物理基礎的知覺的另一種精神狀態，不過精神病在現實世界中可能有物理基礎，並且解釋各不相同。

在《論確定性》一書中，哲學家路德維希·維根斯坦認為，這種懷疑論假說是無意義的，因為他們質疑了理解假說本身所需的知識。

夢境假說還被用來發展其他哲學概念，例如瓦爾伯格的個人視野：如果這一切都是夢境，那麼這個世界是什麼樣的？

清醒夢是一種將做夢和醒來的元素結合在一起的概念，這種狀態下，人知道自己正在做夢，或者可能是醒著的。

### 現代哲學

喬治·貝克萊（1685-1753）以其「非物質主義」（後來被其他人稱為主觀唯心主義）將模擬假說的一個版本理論化為勒內·笛卡爾哲學論證的一部分，後來由漢斯·莫拉維克提出。

- 勒內·笛卡爾（1596-1650）及其「邪惡魔鬼」概念，有時也被稱為「邪惡天才」
- 阿茲特克哲學認為世界是由泰奧特爾人寫的一幅畫或一本書。
- 尼採在《善惡的彼岸》一書中譴責哲學家試圖在欺騙性的表象世界背後尋找真實的世界。

認為真理比外表更有價值，這只不過是一種道德偏見。事實上，這是世界上已經證實最糟糕的假定……為什麼我們關心的世界不可能是虛構的？

### 與唯我論的關係

歷史上，懷疑論在哲學討論的演變中發揮了重要作用，特別是在本體論、形上學、知識論和科學哲學領域。感知、知識和思想的錯誤性已經通過多種論證進行了探討。唯我論是這些領域爭論的共同點，也是促使這些困境進一步討論的極端案例。

缸中之腦是另一個相關的哲學思想實驗，它也探討了認識論問題，即關於我們觀察到的世界的哪些知識是能夠獲得的。

## 流行文化

五十多年來，科幻小說一直聚焦於虛擬實境、人工智慧和電腦遊戲等主題。

艾薩克·阿西莫夫的《玩笑者》 （Jokester，1956）探討了這樣一種觀點：幽默實際上是外星人研究人類時從外部施加的一種心理研究工具，類似於人類研究老鼠的方式。Daniel F. Galouye的《Simulacron-3》 （1964）講述了一個為市場研究目的而開發的電腦模擬虛擬城市的故事，其中模擬的居民擁有意識；除了一名居民外，所有居民都不知道他們世界的本質。這本書被由賴納·維爾納·法斯賓德執導，拍成德國電視電影《世界旦夕之間》（1973）。電影《異次元駭客》（1999）也大致改編自這本書。《記憶公司》（We Can Remember It for You Wholesale）是美國作家菲利普·狄克的短篇小說，於1966年4月首次發表在《幻想與科幻小說雜誌》上，是1990年電影《魔鬼總動員》及其2012年翻拍版的基礎。1983年的電視電影《記憶銀行透支》（Overdrawn at the Memory Bank）中，主角花錢讓自己的思維與模擬連接起來。

1999 年的電影《駭客任務》中也運用了同樣的主題，該片描繪了一個人工智慧機器人在當代世界的模擬世界中奴役人類的世界。2012年的戲劇《電路世界》（World of Wires）部分靈感來自博斯特羅姆關於模擬假說的論文。

動畫情境喜劇《瑞克和莫蒂》的 2014 年劇集《M. Night Shaym-Aliens!》描繪了一種試圖困住兩個名義上的主角的低質量模擬，但由於操作不如正常「真實」操作的「真」，模擬很快就穿幫了。

2022 年 Netflix史詩、時代、懸疑、科幻片《1899》由Jantje Friese和巴倫·博·歐達爾創作，講述了一個模擬場景的未完成故事，在該場景中，多人發現自己處於多重性和同時性的環境中。故事情節涉及失憶症，似乎是為了保護模擬的完整性，正如哲學家普雷斯頓·格林所說的那樣。

## 其他參考文獻

- Are We Living in a Computer Simulation? —Nick Bostrom's Simulation Argument webpage
- Techniques for programming a Simulation Universe at the Planck level

## 延伸閲讀

- "Are We Living in a Simulation?" BBC Focus magazine, March 2013, pages 43–45. Interview with physicist Silas Beane of the University of Bonn discussing a proposed test for simulated reality evidence. Three pages, three photos, including one of Beane and a computer-generated scene from the film The Matrix. Publisher: Immediate Media Company, Bristol, UK.
- Conitzer, Vincent. "A Puzzle About Further Facts". Open access version of article in Erkenntnis.
- Campbell, Tom; Houman Owhadi, Joe Sauvageau, David Watkinson: "On testing the simulation theory". .
- Lev, Gid'on. Life in the Matrix . Haaretz Magazine, April 25, 2019, page 6.
- Merali, Zeeya. "Do We Live in the Matrix?" Discover, December 2013, pages 24–25. Subtitle: "Physicists have proposed tests to reveal whether we are part of a giant computer simulation."