新消息丨36氪领读 | 我们生活在黑客帝国的矩阵中吗？

本文摘编自《元宇宙的本质：人类未来的超级智能系统》，作者：蔡恒进 蔡天琪 耿嘉伟著，36氪经授权发布。

2003年，牛津大学哲学家尼克·博斯特罗姆（Nick Bostrom）提出了一个假设：我们的现实是高度先进的文明进行的计算机模拟。他的论证思路是：想象存在一个拥有强大计算能力的超先进文明，而且他们与我们一样渴望了解知识和世界，他们可能会将计算能力用于研究任务，即通过超级计算机来模拟整个宇宙。

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实际上，他们可能会模拟许多不同的宇宙，以了解微小改变会带来什么变化。甚至，模拟的文明也可能具有进一步模拟的能力，也就是在模拟世界中继续模拟宇宙，最终宇宙的数量将变得无穷多。如果这是真的，那么世界上可能存在数十亿个模拟宇宙，而真实宇宙只有一个。因此，从统计概率上看，在那种情况下，我们极不可能生活在一个真实的宇宙中。

2018年，具有极大影响力的埃隆·马斯克（Elon Musk）在访谈节目《乔·罗根的经历》（The Joe Rogan Experience）中也比较全面地阐述了他自己的观点：“我们活在模拟（simulation）中。”以马斯克为代表相信“模拟人生”的人并不在少数。从哲学上看，计算主义与物理主义为人类意识可被计算系统模拟提供了解释框架。从世俗上看，《黑客帝国》等越来越多的科幻电影早已深入人心。平行宇宙、神创论等更是早已有之且被人们惯常采取的理念。

尽管种种理论此起彼伏，但我们明确反对模拟矩阵的说法，反对强计算主义。蔡恒进教授在新书《元宇宙的本质》中表示，我们坚定地相信，当前所处的世界并不是所谓高阶智能体模拟的产物，人类并非生活在模拟矩阵中，原因有三。

从物理研究的进展来看，世界上存在很多矛盾与断裂，我们并不能用一套自洽完整的体系来解释它们，因此强计算主义是不可能实现的。

一个典型的例子就是热力学第二定律。在经典物理世界，热力学第二定律明确了时间不可逆。但到了量子世界，时间是可逆的。也就是说，经典物理世界与量子世界之间存在断裂。同样，微观状态的粒子一旦结成能够一致行动的组织，就不再具备原来微观状态的性质，而是拥有了无法从微观推导得出的全新的内容，这是微观与宏观之间的断裂。此外，经典物理世界存在明显的时空定域性，而量子世界中的时空是非定域性的，这又是经典物理世界与量子世界的定域性断裂。经典物理世界与量子世界之间的这些矛盾与断裂，是无法通过模拟来解释的。

在剖析人的认知过程及发展历史后，我们发现，作为智能体或认知主体的人类，具备并能够发挥主观能动性。

强计算主义主张，包括人类意识在内的一切内容都是可计算的。这种观点否定了人类主观能动性的发挥空间。特别是在当下这个人工智能能力逐项超过人类的时代，这不仅仅是错误的，更是非常危险的。我们不仅能在当下做出选择，而且能吸取过去的经验教训并对未来抱有期望，选择更有利于实现我们期望的做法。在这种意义上，人类的主观能动性具有超越性，难以被机器模拟。

我们认为，智能并非来自事先定义或者嵌套循环定义，而是智能体在具体的场景下被激发出来的、突然涌现出来的内容。虽然冲动往往来自外界刺激，但即便基于相同的外界条件，不同的智能体反馈的内容也不一样。这就说明，冲动是基于将智能体与外界看作一个整体而产生的。在与外界的关系中，智能体占据更加主动的地位，即便外界条件不改变，或者已经完全被智能体掌握，智能体也能够产生新的内容，因此模拟智能体的模型的复杂度是无穷高的。

从物理学上看，纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes equations）的解是否存在都不能完全确定，其中一个原因就是，小尺度运动的耗散和黏性使得情况非常复杂，因此对大尺度运动的解释难以套用到小尺度运动上。由此可见，即便是在简单的条件下，结构也可能从一开始的简单状态变得复杂。考虑到这只是抽象的物理模型，其中的变量并非从外界引入，而是完全在系统内部产生的，所以现实情况只会更加复杂。

生命体与外部环境的相遇往往存在偶然性，且不可完全被模拟。比如，我们知道市场经济一定会发展出商业寡头，但我们无法事先模拟或预测什么人会在什么时间把什么生意做大，因为其中的变数太多，根本不存在完全模拟的可能。在生命个体看来，世界是无限的。尽管宇宙中的粒子数量有限，但个体面对的未来世界的变化是无穷的。复杂系统中有太多可能性，每一个主体、每一次选择都会导致不同的分叉，而不同选择最终导致的分叉是如此之多，以至如果将个体数量、时间尺度叠加起来，这些分叉的可能性就是无穷多的，并且每分每秒都在爆炸性地增长。即使把一兆亿种（当然还不止）分叉可能都列出来，我们也无法完全模拟现实。而只要缺少一种情况，就意味着现实没有被成功模拟，模拟也因此失去了价值。

如果概率是无限的，那么我们为什么要研究概率呢？这是因为意识。生命体需要意识与智能来帮助自己应对环境中无穷的可能。很多时候，生命体是通过意识和智能将事物发展的方向导向一个看似小概率的事件，来完成对物理世界的适应和改造的。

目前用机器对短期的、局部的内容进行模拟，具有一定的实际意义。这是因为在较短的时间尺度上，影响因素相对容易厘清，而通过模拟来预测短期走势，有助于我们厘清当下的可能选择。这些带有主观偏好的选择，能够产生超越时空的影响，这也是人类对世界的价值所在，即创造人类主观上更美好的未来世界（比如元宇宙），而不是追求一个完全确定、可计算的世界（也不可能实现）。

元宇宙（Metaverse）一词源于1992年的科幻小说《雪崩》（Snow Crash）。小说描绘了一个庞大的虚拟世界，人们在其中用数字化身来相互竞争，以提高自身地位。我们可以将元宇宙看作人类利用科技进行链接与创造的、与现实世界交互映射的虚拟世界，以及具备新型社会体系的数字生活空间。

元宇宙并不可能真的把人带进数字世界，意识也不能完全上传到元宇宙中。尽管我们的定论与很多已存描述不同，但我们有充分的理由。

也许在很多人的描述中，未来通过技术大厂最终实现的元宇宙，会跟我们真实的宇宙一样美好，但这是不可能的，也是没必要的。即使未来加入了新的技术，比如用量子计算机来模拟，或者用新的图像引擎来进一步提高3D画面的像素，这些模拟也与我们生物意义上的真实感、多维的沉浸体验差得很远。另外，抛开技术的壁垒，我们对意识的研究表明，通过技术进步来模拟真实世界的追求是无意义的。

意识难以被定义清楚，也并不是物理世界中的实在物，但它带给人的感受又是如此真实。每个人都拥有意识，并可以随时随地、毫不经意地感受和使用意识。然而，意识的起源与本质是一个千古难题e，这也是当代东西方哲学和人工智能研究所面临的终极问题，涉及我们应当如何发展技术、如何应对未来人机社会治理等严肃问题。

人的意识世界可以看作一个个意识单元的集合。我们认为，先有原意识（对“我”的意识），而后才有意识，有了意识，智能才有发展的必要与可能。当我们讨论是否、能否以及如何将意识上传给机器等问题时，我们实际上就是期待机器能够习得意识，并像人一样运用甚至创造出意识单元，而不仅仅是将意识单元简单存储。

宇宙可对应为物质世界，而元宇宙可以被理解为柏拉图的“意识世界”，也可以被理解为钱学森笔下的“灵境”。它代表了人类意识世界的对象化，是一种在近地空间上进化出来的“超级大脑”，是人类世的超级智能。这个超级智能在数字世界建构时空秩序，除了自娱自乐，更重要的是要统摄周围的物理世界。

元宇宙作为一个超级智能，是由人机节点共同参与建构的，是人机智能的融合。随着人工智能技术的快速发展，社会的复杂度大大增加，元宇宙通过区块链等技术对人工智能的制造和成长进行监督，强化元宇宙的自我意识。同时，即使机器在专业领域逐项超越人类，人类也能通过始终参与（in the loop）来继续保持不被淘汰的地位。元宇宙的机制也能约束机器节点，使其在做重大决策时必须匹配人类节点的反应时间，让人类与机器在同一时间尺度上达成共识、进化博弈。

在元宇宙中，我们可以扩展我们的计算方式，设想一些条件，然后观察它们怎么演变，但这依然只是相对有参考价值的近期推测，而非几乎没有任何参考价值的远期预测。然而，这并不意味着元宇宙没有技术价值或现实意义。相反，元宇宙将作为人类世界的延伸，为人类开辟全新的发展空间。只不过，我们要将重点放在拓宽人的“自我”与意识世界上，而不是物理意义的延展上。

“我”既生活在真实的物理世界，又可以在元宇宙中延伸自己的意识，不过，这种延伸侧重于具有代入感的场景，目的在于让人更自由地交互，而非追求沉浸式体验。无论怎么模拟、优化，元宇宙中也难以存在一个完整的自己，因此我们实际上需要的是各个侧面的分身（不是化身或孪生），从而在特定场景展示某些侧面，并通过对应的分身来帮助我们延伸与完成交互。

也就是说，元宇宙中的分身可以简单而多样。比如，为了看得更远、更清楚，我们可以将计算机视觉设备作为分身；为了听得更立体、更清晰，我们需要依赖于耳机、麦克风等音效手段的分身技术；为了远程完成物理操作，我们则要寻求机械手臂等装置分身的帮助。

2021年4月10日，上海交通大学携手《科学》杂志发布了“新125个科学问题”——《125个科学问题：探索与发现》。此次发布的问题涉及数学、化学、医学与健康、生命科学、天文学、物理学、信息科学、工程与材料科学、神经科学、生态学、能源科学与人工智能等领域。其中，人工智能领域的第七问是：“量子人工智能可以模仿人脑吗？”神经科学领域的第十一问是：“有可能预知未来吗？”这两个问题可以理解为探讨意识或未来的发展是否具有确定性。

量子人工智能能否模仿人脑，关键之一就是能否解决量子技术与人类意识之间存在的视角差异问题。现代科学的发展，离不开柏拉图、爱因斯坦、图灵等巨匠的贡献，但我们也不得不承认，他们的理论具有全能视角的特点。在此深远的影响之下，我们在制造和训练机器时，或多或少会体现出全能视角。让机器模拟人脑，意味着视角必须转换。生命不是按照物理世界或者概率来走的，而是主动的选择，且往往走的是很小概率的路径，用全能视角是无法看清生命视角的主体性的。我们明明不是上帝，却非要让我们设计的机器成为我们假想中上帝的样子，这在某种程度上无异于缘木求鱼。

从自我意识开始逐渐形成的意识世界，包含了情感、伦理、道德、审美等内容，这些意识片段对主体而言真实存在，会影响主体与物理世界的交互方式，主体甚至会据此改造物理世界，而这些意识片段是无法完全物理还原的。但量子计算机很难具有很强的自发式的主观性，这也是目前量子人工智能无法模仿人脑的一个重要的原因。

换一个角度来看，只有当意识或未来具有足够的确定性和可计算性时，广泛且长期的模拟才具有意义。马斯克认为意识是可以计算的，理由是人类很可能生活在一个巨大的模拟矩阵中，就像电影《黑客帝国》描绘的那样：世界是层层嵌套的，我们生活的这一层很可能是由更高一层的、全能视角的智能模拟而来的，高层级的智能比我们聪明和强大得多，具备技术手段来模拟我们这个世界上的一切，只是我们目前还不具备完全的信息和足够强大的计算能力，也无法得知自己在模拟矩阵的哪一层。在这种具有确定性的假设条件下，对未来的长期模拟才可能有意义。

然而，这个世界里的不同个体、组织，在不同时间、场景下存在非常多的可能，这些可能又组合形成更多的复杂细节，从生命视角而言就是有无穷多的分叉。在这种情形下进行长期的完全计算，其实没有任何实际意义。我们在思想实验中当然可以通过平行宇宙等理论进行各种可能性的讨论，但实际上，一旦从大量的可能性中完成选择，鞍点就成为确定点，并且这一选择会成为新的因子，继续影响未来的进程，而之前做的全局模拟又要考虑新的影响因子，然后再来一遍。真实的未来是一次次的选择及其影响叠加的结果，而不是计算出来的必然结果。歧路亡羊可以看作一个例子：每一个岔路口都需要进行选择，羊即使之前选择了一个方向，也很快会面临新的选择。当岔路足够多、情形足够复杂，羊就陷入迷途，我们也无法预测羊究竟在哪里。因此，长期预测既没有意义也不切实际。

很多人都相信宇宙中有很多类似太阳系的环境，有很多像地球一样的行星，也肯定有很多生命甚至高级生命。在我们现在的思考中，这些就是不确定的，其概率可能比我们原来认为的小很多。在这样一个小小的蓝色星球上，人类有可能是为数不多的甚至是唯一的高级生命。在可观测的宇宙里，我们很可能是独一份，这至少是一种可能性。因为到现在为止，我们没有发现任何现象显示外星生命存在（费米悖论）。

虽然人类可能对至善是什么存在分歧，但是我们有强烈的目的性，这就是人类的了不起之处。相反，物质世界的进化本身并没有目的性。那么，我们现在生产的机器或人工智能会不会有这种至善的追求呢？我们认为这很难实现。至少现在的机器更像是意识世界的东西，往好处想是很了不起、很理想的创造，但是往坏处想，机器有很强的局限性。人没有这种局限性，因为人的“自我”具有统摄性，试图理解所有发生的事情，希望统摄所有可能的未来。

在了解人机的不同后，我们就更明白，假如机器未来的发展完全脱缰，走向另外一个方向，与人类相差甚远，那么风险将会非常大。人机不同的认知坎陷容易引发冲突，而且这种冲突会通过人工智能急剧放大，稍有不慎就会毁掉人类的未来 。因此，人工智能未来的发展需要利用技术让人机之间的约束关系变得更强，以避免机器成为完全脱缰的野马。

在未来，元宇宙应当是一个从人类社会中产生，可以被人类社会推导出，但更应该反映人类社会极致本质的世界。元宇宙不应该仅是一个简单的人类社会的电子化产物，还应当是人类社会理想的实现场所。正是因为遵循了意识世界发展的基本规律，元宇宙才能够不断地发展下去。

书名： 《元宇宙的本质：人类未来的超级智能系统》蔡恒进 蔡天琪 耿嘉伟著，出版社：中信出版集团

蔡恒进，武汉大学计算机学院教授、博导，著名的空间物理学家、人工智能伦理学家，触觉大脑假说原创作者，吴文俊人工智能科学技术奖获得者，中国移动通信联合会元宇宙产业委员会副主任委员。

蔡天琪，清华大学深圳国际研究生院博士后，中国工业与应用数学学会区块链专委会委员，获武汉大学管理科学与工程博士，创立了基于通证的记账模型和基于哈希交互的下一代互联网架构。

耿嘉伟，就职于中国投资有限责任公司信息技术部，曾任职于IBM中国开发实验室，分别在华中师范大学、武汉大学和香港科技大学获历史学学士、软件工程工学学士和资讯科技理学硕士。