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February 9, 2011

如何辨别自己在现实还是虚拟世界

作者: physixfan

试着想象这样一个情景:在一个精妙设计的培养皿中,长着一个大脑,这个大脑并没有和其他肉体的器官相连,但是培养皿中的营养物质能够保证这个大脑仍然能完成它的生理功能。最关键的一点是,这个大脑的输入输出端并没有像普通的大脑那样接到了眼睛鼻子嘴什么的感受器官之上,而是靠一台超级计算机,精妙的控制着刺激神经元的电流。随着生物科学的发展,将来总会有一天弄清楚神经传递的电信号和我们平时的感觉之间的关系,因此,这台超级计算机完全有可能完全模拟了现实生活能给他的一切刺激。这样,培养皿中的大脑就也会以为自己接收到了视觉信号、听觉信号等等,现在的问题是:他有办法辨别自己是生活在现实中,还是生活在靠超级计算机给他输入信号的虚幻世界中吗?

这个问题就是著名的“缸中之脑”思想实验,是哲学界的一个著名难题。其思想最早可以追溯到传说中的唯心主义者笛卡尔,他在《哲学第一沉思集》中第一次提出了类似的思想,之后就有无数的哲学家思考过这个问题。著名科幻电影《黑客帝国》(The Matrix)系列,就是在这个思想实验的影响下创作而成的,把这样一个深奥的哲学问题推向了平民大众...

仔细想想自认为活在现实中的我们和这个缸中之脑的区别。我们伸出自己的手朝自己的脸打一巴掌,马上脸和手就会感觉到痛感,并且还能听到一声清脆的响声~。但是,我们的超级计算机拥有强大的计算能力,它通过你对控制手的那条神经发出的电信号,计算出来了你的手在任何一个时刻的位置,所以计算出来了你的手什么时候会碰到脸,在这一瞬间给你的脸和手发出一个表示痛感的信号,同时也发出一个pia的一声的听觉信号,至此,缸中之脑也感觉到了和我们同样地一个过程。事实上,这个问题的结论是:

你没有任何办法辨别自己是在现实中,还是只是个缸中之脑!(只要那台超级计算机给你的刺激是符合我们日常感受的。)

其实,这个问题实际上就是上一篇文章《如何辨别自己在现实还是梦中》的加强版。在做梦时,我们的大脑同缸中之脑一样,也是切断了真实的输入与输出。只不过在做梦时,大脑直接在脑中构建起了一幅幅场景,创造出了一个个情节,而不需要外界超级计算机的输入输出。

那为什么我们可以区分梦境,却不可以辨别出自己是否为缸中之脑?其实这主要还是源于梦这个东西不够完善。我们在《如何辨别自己在现实还是梦中》中提供的三种辨别梦境的方法,都属于利用了梦的bug...之所以能通过回忆怎么来到那个场景的来辨别梦境,是因为梦是突然开始的,我们大脑本身不会完整的设计出来前因后果;但是和缸中之脑连接的超级计算机就能实现让你连续地生活在一个一个的场景中,不会有突然的变化。之所以能通过GRE红宝书和唐诗宋词集来辨别梦境,是因为我们大脑本身的本领有限,有些东西只能欣赏不能创作;但是超级计算机里面可以存储各种什么单词啦诗词啦,让你的各种方法失效。所以,只要计算机足够强大,能够模拟生活的每一个细节,缸中之脑就完全无法辨别了。

这就对我们的世界观提出了挑战:别觉得你是生活在现实中的~!

进一步往下想,我们还可以想象更深一步的虚拟世界:连你的大脑都不是什么真实存在的,我们的整个宇宙都是一台超级计算机模拟出来的!它模拟了从夸克到黑洞的整个宇宙,包括我们大脑的思考过程涉及到的量子过程,全部都是有计算机给算出来的。我们不再是一个个实体的人,而只是庞大程序中的一个个数据集合。我们能说自己的宇宙一定是“真实的”吗?还是不能!只要这台计算机模拟用的那一套物理定律是完备的并且无矛盾的,那我们就没有任何办法辨别,甚至那台计算机所在的那个“真实的”世界的物理定律和我们的完全不同都有可能!我们渺小的人类竭尽自己的思考去试图解读上帝的神谕(也就是物理定律),但实际上也可能只是程序中的一行行数据在猜测源代码大概是什么样子。。。那么,还有所谓的“真实世界”存在吗?我无法回答。

最后来看一个很有意思的漫画吧,《石客帝国》(A Bunch of Rocks),转自科学松鼠会,原版在xkcd