Hipótese de Simulação e Inteligência artificial

Rogerio Souza Fevereiro 8, 2023 9 min read

Traduzido do Scientific American

Não é sempre que um comediante dá arrepios a um astrofísico ao discutir as leis da física. Mas o cômico Chuck Nice conseguiu fazer exatamente isso em um episódio recente do podcast StarTalk . O apresentador do programa, Neil deGrasse Tyson, acabara de explicar o argumento da simulação — a ideia de que poderíamos ser seres virtuais vivendo em uma simulação de computador. Nesse caso, a simulação provavelmente criaria percepções da realidade sob demanda, em vez de simular toda a realidade o tempo todo – muito parecido com um videogame otimizado para renderizar apenas as partes de uma cena visíveis para um jogador. “Talvez seja por isso que não podemos viajar mais rápido que a velocidade da luz, porque se pudéssemos, seríamos capazes de chegar a outra galáxia”, disse Nice, o co-apresentador do programa, levando Tyson a interromper alegremente. “Antes que eles possam programá-lo”, disse o astrofísico, deliciando-se com o pensamento. “ Então o programador colocou esse limite .”

Essas conversas podem parecer irreverentes. Mas desde que Nick Bostrom, da Universidade de Oxford, escreveu um artigo seminal sobre o argumento da simulação em 2003, filósofos, físicos, tecnólogos e, sim, comediantes têm lutado com a ideia de que nossa realidade é um simulacro. Alguns tentaram identificar maneiras pelas quais podemos discernir se somos seres simulados. Outros tentaram calcular a chance de sermos entidades virtuais. Agora, uma nova análise mostra que as chances de estarmos vivendo na realidade básica – ou seja, uma existência que não é simulada – são praticamente iguais. Mas o estudo também demonstra que, se os humanos desenvolvessem a capacidade de simular seres conscientes, as chances se inclinariam esmagadoramente a nosso favor, também, como habitantes virtuais dentro do computador de outra pessoa. (Uma ressalva a essa conclusão é que há pouco consenso sobre o significado do termo “consciência”, muito menos sobre como alguém pode simulá-lo.)

Em 2003, Bostrom imaginou uma civilização tecnologicamente adepta que possui imenso poder de computação e precisa de uma fração desse poder para simular novas realidades com seres conscientes nelas. Diante desse cenário, seu argumento de simulação mostrou que pelo menos uma proposição no seguinte trilema deve ser verdadeira: primeiro, os humanos quase sempre se extinguem antes de atingir o estágio de conhecimento de simulação. Em segundo lugar, mesmo que os humanos cheguem a esse estágio, é improvável que estejam interessados em simular seu próprio passado ancestral. E terceiro, a probabilidade de estarmos vivendo em uma simulação é próxima de um.

Antes de Bostrom, o filme Matrix já havia feito sua parte para popularizar a noção de realidades simuladas. E a ideia tem raízes profundas nas tradições filosóficas ocidentais e orientais, desde a alegoria da caverna de Platão até o sonho da borboleta de Zhuang Zhou . Mais recentemente, Elon Musk deu mais combustível ao conceito de que nossa realidade é uma simulação: “ A probabilidade de estarmos na realidade básica é de uma em bilhões ”, disse ele em uma conferência em 2016.

“Musk está certo se você assumir que [as proposições] um e dois do trilema são falsas”, diz o astrônomo David Kipping , da Universidade de Columbia. “Como você pode supor isso?”

Para entender melhor o argumento da simulação de Bostrom, Kipping decidiu recorrer ao raciocínio bayesiano. Esse tipo de análise usa o teorema de Bayes, em homenagem a Thomas Bayes, um estatístico e ministro inglês do século XVIII. A análise bayesiana permite calcular as chances de algo acontecer (chamado de probabilidade “posterior”) fazendo primeiro suposições sobre a coisa que está sendo analisada (atribuindo-lhe uma probabilidade “anterior”).

Kipping começou transformando o trilema em um dilema. Ele resumiu as proposições um e dois em uma única declaração, porque em ambos os casos, o resultado final é que não há simulações. Assim, o dilema coloca uma hipótese física (não há simulações) contra a hipótese de simulação (há uma realidade básica – e também há simulações). “Você apenas atribui uma probabilidade anterior a cada um desses modelos”, diz Kipping. “Apenas assumimos o princípio da indiferença, que é a suposição padrão quando você não tem dados ou tendências de qualquer maneira.”

Assim, cada hipótese obtém uma probabilidade prévia de metade, como se alguém jogasse uma moeda para decidir uma aposta.

A próxima etapa da análise exigia pensar sobre realidades “parosas” – aquelas que podem gerar outras realidades – e realidades “nulíparas” – aquelas que não podem simular realidades descendentes. Se a hipótese física fosse verdadeira, então a probabilidade de estarmos vivendo em um universo nulíparo seria fácil de calcular: seria de 100%. Kipping então mostrou que mesmo na hipótese de simulação, a maioria das realidades simuladas seriam nulíparas. Isso ocorre porque, à medida que as simulações geram mais simulações, os recursos de computação disponíveis para cada geração subsequente diminuem a ponto de a grande maioria das realidades serem aquelas que não têm o poder de computação necessário para simular realidades descendentes capazes de hospedar seres conscientes.

Conecte tudo isso em uma fórmula bayesiana e a resposta virá: a probabilidade posterior de estarmos vivendo na realidade básica é quase a mesma que a probabilidade posterior de sermos uma simulação – com as probabilidades pendendo a favor da realidade básica por apenas um ponto. smidgen.

Essas probabilidades mudariam drasticamente se os humanos criassem uma simulação com seres conscientes dentro dela, pois tal evento mudaria as chances que atribuímos anteriormente à hipótese física. “Você pode simplesmente excluir essa [hipótese] logo de cara. Então você só fica com a hipótese de simulação”, diz Kipping. “No dia em que inventamos essa tecnologia, ela muda as chances de um pouco mais do que 50-50 de que somos reais para quase certamente não somos reais, de acordo com esses cálculos. Seria uma celebração muito estranha de nossa genialidade naquele dia.”

O resultado da análise de Kipping é que, dadas as evidências atuais, Musk está errado sobre as chances de um em bilhões que ele atribui a vivermos na realidade básica. Bostrom concorda com o resultado – com algumas ressalvas. “Isso não entra em conflito com o argumento da simulação, que apenas afirma algo sobre a disjunção”, a ideia de que uma das três proposições do trilema é verdadeira, diz ele.

Mas Bostrom discorda da escolha de Kipping de atribuir probabilidades anteriores iguais à hipótese física e de simulação no início da análise. “A invocação do princípio da indiferença aqui é bastante instável”, diz ele. “Pode-se igualmente invocá-lo sobre minhas três alternativas originais, o que lhes daria um terço de chance cada. Ou pode-se dividir o espaço de possibilidade de alguma outra maneira e obter qualquer resultado desejado.

Tais sofismas são válidos porque não há evidências para apoiar uma afirmação sobre as outras. Essa situação mudaria se pudéssemos encontrar evidências de uma simulação. Então, você poderia detectar uma falha na Matrix?

Houman Owhadi , especialista em matemática computacional do Instituto de Tecnologia da Califórnia, pensou sobre a questão. “Se a simulação tem poder de computação infinito, não há como você ver que está vivendo em uma realidade virtual, porque ela pode computar o que você quiser com o grau de realismo que você quiser”, diz ele. “Se essa coisa pode ser detectada, você deve partir do princípio de que [ela tem] recursos computacionais limitados”. Pense novamente nos videogames, muitos dos quais dependem de uma programação inteligente para minimizar a computação necessária para construir um mundo virtual.

Para Owhadi, a maneira mais promissora de procurar possíveis paradoxos criados por esses atalhos de computação é por meio de experimentos de física quântica. Os sistemas quânticos podem existir em uma superposição de estados, e essa superposição é descrita por uma abstração matemática chamada função de onda. Na mecânica quântica padrão, o ato de observação faz com que essa função de onda colapse aleatoriamente em um dos muitos estados possíveis. Os físicos estão divididos sobre se o processo de colapso é algo real ou apenas reflete uma mudança em nosso conhecimento sobre o sistema. “Se for apenas uma simulação pura, não há colapso”, diz Owhadi. “Tudo é decidido quando você olha para ele. O resto é apenas simulação, como quando você está jogando esses videogames.”

Para esse fim, Owhadi e seus colegas trabalharam em cinco variações conceituais do experimento de dupla fenda, cada uma projetada para enganar uma simulação . Mas ele reconhece que é impossível saber, neste estágio, se tais experimentos funcionariam. “Esses cinco experimentos são apenas conjecturas”, diz Owhadi.

Zohreh Davoudi, um físico da Universidade de Maryland, College Park, também considerou a ideia de que uma simulação com recursos finitos de computação poderia se revelar. Seu trabalho enfoca as interações fortes, ou a força nuclear forte — uma das quatro forças fundamentais da natureza. As equações que descrevem as interações fortes, que mantêm os quarks unidos para formar prótons e nêutrons, são tão complexas que não podem ser resolvidas analiticamente. Para entender as interações fortes, os físicos são forçados a fazer simulações numéricas. E, ao contrário de quaisquer supercivilizações putativas que possuam poder de computação ilimitado, eles devem contar com atalhos para tornar essas simulações computacionalmente viáveis - geralmente considerando o espaço-tempo como discreto em vez de contínuo.

“Naturalmente, você começa a perguntar, se você simulasse um núcleo atômico hoje, talvez em 10 anos, poderíamos fazer um núcleo maior; talvez em 20 ou 30 anos possamos fazer uma molécula”, diz Davoudi. “Em 50 anos, quem sabe, talvez você consiga fazer algo do tamanho de alguns centímetros de matéria. Talvez em 100 anos ou mais, possamos fazer o cérebro [humano].”

No entanto, Davoudi acredita que os computadores clássicos logo atingirão um limite. “Nos próximos 10 a 20 anos, veremos realmente os limites de nossas simulações clássicas dos sistemas físicos”, diz ela. Assim, ela está voltando sua atenção para a computação quântica, que se baseia em superposições e outros efeitos quânticos para tornar tratáveis certos problemas computacionais que seriam impossíveis por meio de abordagens clássicas. “Se a computação quântica realmente se materializar, no sentido de que é uma opção de computação confiável e de grande escala para nós, entraremos em uma era de simulação completamente diferente”, diz Davoudi. “Estou começando a pensar em como realizar minhas simulações de física de interação forte e núcleos atômicos se eu tivesse um computador quântico que fosse viável.”

Todos esses fatores levaram Davoudi a especular sobre a hipótese da simulação. Se nossa realidade é uma simulação, então o simulador provavelmente também está discretizando o espaço-tempo para economizar recursos de computação (supondo, é claro, que ele esteja usando os mesmos mecanismos que nossos físicos para essa simulação). As assinaturas desse espaço-tempo discreto poderiam ser vistas nas direções de onde vêm os raios cósmicos de alta energia: eles teriam uma direção preferencial no céu por causa da quebra da chamada simetria rotacional.

Os telescópios “ainda não observaram nenhum desvio dessa invariância rotacional”, diz Davoudi. E mesmo que tal efeito fosse visto, não constituiria evidência inequívoca de que vivemos em uma simulação. A própria realidade básica poderia ter propriedades semelhantes.

Kipping, apesar de seu próprio estudo, preocupa-se com o fato de que o trabalho adicional na hipótese de simulação está em gelo fino. “É indiscutivelmente não testável se vivemos em uma simulação ou não”, diz ele. “Se não é falsificável, então como você pode afirmar que é realmente ciência?”

Para ele, há uma resposta mais óbvia: a navalha de Occam , que diz que, na ausência de outras evidências, a explicação mais simples tem mais chances de ser correta. A hipótese de simulação é elaborada, presumindo realidades aninhadas sobre realidades, bem como entidades simuladas que nunca podem dizer que estão dentro de uma simulação. “Por ser um modelo excessivamente complicado e elaborado em primeiro lugar, pela navalha de Occam, realmente deveria ser desfavorecido, em comparação com a explicação natural simples”, diz Kipping.

Afinal, talvez estejamos vivendo na realidade básica – Matrix, Musk e a estranha física quântica, apesar de tudo.

https://www.scientificamerican.com/article/do-we-live-in-a-simulation-chances-are-about-50-50/