宇宙和世界真的是虚拟的吗？

来源：数学中国 

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2021年元宇宙无疑成为科技领域最火爆的概念之一，扎克伯格曾表示未来脸书将从一家社交媒体公司转变为一家元宇宙公司，之后元宇宙这个词席卷了整个互联网与投资圈。在大多数人还搞不懂元宇宙是什么的时候，科技公司们已经步入了“万物皆可元宇宙”的时代。

各大厂商竞相入局、已经成为新风口的元宇宙究竟是什么？中国科幻小说最高奖“银河奖”获得者长铗在新书《元宇宙——通往无限游戏之路》中表示——

人类对虚拟世界的想象已经有些年头了，从整体上大概可以分为两类：一类是在文学、艺术、建筑等诸多领域创造一个个架空世界，给生产力过剩的头脑找一条出路。在古埃及人、玛雅人的雕像中，我们可以看到类似外星人、宇航员、不明飞行物等艺术形象。

另一类则是直接怀疑我们所处的世界本就是虚拟的，不管是柏拉图的洞穴、笛卡儿的恶魔还是庄周的梦蝶，它们都在试图撼动人们头脑中根深蒂固的时空观念。如果说前者是以实映虚，创造源于生活而高于生活的艺术，后者则是向虚而生，解构现实世界的超越性和唯一性，而将人类命运置于更高维的视角去审视。但从宏观上，两者殊途同归，有加速融合之势。元宇宙则是这两股思潮在现实科技文明裹挟下的一次集体狂欢。

宇宙本就是虚拟的？

在印度教的世界观中，“梵”在世间显现的一切就是“幻”，即摩耶。世界并不是真实存在的，而是“梵”通过其幻力创造出来的幻象。正如《金刚般若波罗 蜜多经》偈语所说：“一切有为法，如梦幻泡影，如露亦如电，应作如是观。”

持有此观点的不只是古人。2019年，位于纽约的美国自然历史博物馆举办了一场辩论会，四位物理学家和一位哲学家花了两个小时讨论：我们所知的这个宇宙有没有可能是被模拟出来的。在辩论的最后，主持人问五位学者：“我们是生活在一个虚拟宇宙中的概率有多大？”最高的概率数字来自这组专家中的那位哲学家——纽约大学的大卫·查默斯，他淡淡地说：“42%。”这是一个出自《银河系漫游指南》的梗；来自麻省理工学院的物理学家马克斯·泰格马克则认为这个概率是 17%，大致相当于在掷骰子时得到想要的某个特定数字的概率；在布朗大学任职的吉姆·盖茨则认为这个概率只有1% ；来自哈佛大学的丽莎·兰德尔在辩论中提出，她很诧异怎么会有人认为“虚拟宇宙假说”很有趣，而她给出的概率是 0。

“宇宙模拟论”最狂热的支持者是埃隆·马斯克，他曾在不同场合提到过矩阵模拟假设。矩阵模拟假设的基本逻辑是：人类文明的历史才不到一万年，而我们所在的宇宙已有将近 140 亿年的历史，这么漫长的时间足够兴起许多文明，且达到非常高级的程度。更古老、更高等的文明很有可能就是我们的造物主。他认为：“从统计学角度看，在如此漫长的时间内，很有可能存在一个文明，而且他们找到了非常可信的模拟方法。这种情况一旦存在，那么他们建立自己的虚拟多重空间就只是一个时间的问题了。”显然，埃隆·马斯克的答案是100%。

试想一下，才发展了不到一万年的人类文明已经在向元宇宙进发，那么 140 亿年间，可能有多少更高级的文明造出多少元宇宙或更高级形态的宇宙？我们生活的所谓的“现实”，很可能是由更高级的文明创造或模拟出来的。如同人类创造了游戏，人类文明很可能是许多模拟文明的一部分。那么我们生活的世界是不是一个大型游戏呢？

这个想法并非天方夜谭。我们在玩游戏的时候，某些复杂环境的画面只有当我们观察时才会被渲染出来，我们不观察则不会去渲染，游戏引擎只是记录坐标信息。这是因为游戏开发者在设计较大场景的时候，比如设计一幢房子的内室场景和光照等，对所有的 3A 级 画面都采用了视锥算法，为了优化性能通常都不做全局渲染，而只会渲染玩家视角所能看到的物体。这几乎与量子力学的不确定性原理相一致，以“薛定谔的猫”思维实验为例，在观察者介入之前，量子处于波函数所描述的叠加态，猫既是活的也是死的，相当于游戏未被渲染。当观察者介入之后，量子塌缩为本征态，相当于游戏引擎将环境渲染为观察者所看到的世界，猫只处于一种现实状态，要么是活的，要么是死的。量子力学不确定性原理似乎在向我们揭露，我们所观测到的宇宙不过是这个大型程序里的一小块地图。

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还有物理学家认为，我们的世界在极小的尺度上是否由离散的 “块”组成——如数字图像中的像素——是“世界是模拟的”的关键证据。因为游戏其实也是“像素化”的，是有最小精度的。事实上，现实世界不仅存在最小尺度“普朗克长度”，还存在最小质量“普朗克质量”、最小时间刻度“普朗克时间”等。同时，我们这个宇宙不仅存在着节能待机极限——绝对零度，还存在运行极限——光速。不难想象，超光速是宇宙这台机器的 CPU 进行的超频运行，超自然现象则是这个大型游戏运行出现了漏洞，平行宇宙则是这个游戏的各种存档。

在柏拉图的洞穴寓言中，奴隶们是故事的主角，然而从主角视角，很容易产生这样一个盲点：“变戏法者”从何而来？谁在为洞穴中的奴隶们放映“皮影戏”？以及这个洞穴是由谁所造的？在《蒂迈欧篇》中，柏拉图为我们讲了另外一个故事，并提供了一条线索：我们身处的现实世界乃是以一个更为“清晰且真实”的理性世界为对象，由一“工匠之神”使用四大元素“模仿塑造”而成。当我们把这两个故事放在一起比对的时候，就会发现柏拉图似乎在暗示人们，现实世界实乃一个“洞穴”，而这个洞穴的“洞主”似乎正是那位“工匠之神”。“工匠之神”虽然技艺精湛，但仍不能完美复制理性世界，正如我们在现实世界中可以找到很多砖头和轮子，但找不到一个纯粹数学意义上的方形和圆形。所以，世界是有限精度的。微观世界的不确定性原理与宏观世界的非完美性，在本质上是同一的，都在向我们暗示，宇宙可能是被模拟出来的。 

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如果我们身处的世界是高级文明虚拟创造出来的一种元宇宙，而我们也要打造我们自己的“虚拟世界”元宇宙，那么在我们所打造的元宇宙中，是否又会出现下一层元宇宙？就像俄罗斯套娃。 

多层元宇宙（多维空间、多维宇宙）之间是可以打通和相互切换的：既然分不清哪里是“现实世界”，哪里是虚拟世界，那么，你想在哪个世界体验，你就停留在哪个世界。在电影《盗梦空间》中，就有对多重梦境的设计，而且许多人愿意停留在梦中的世界。电影《异次元骇客》中，虚拟世界的人并不知道自己是被虚拟创造的，他们天真地认为自己是真实的，而且在自己的世界中又创造出了另一个虚拟世界。

按照元宇宙的“套娃逻辑”与自相似性，也许，人类也不过是现实世界里的 NPC。如果把宇宙当作一个单局时间超过亿年的超大型游戏或无限游戏，我们以为自己是玩家，但更可能的情形是我们只是 NPC，或者至多比 NPC 稍好一点，是具有超级自主意识的非玩家角色。也许我们面临的选择会更多一点，皮肤有几种颜色可选（黄、 黑、白、棕），语言有 5 000 多种选项，出生地有 100 多种选项，我们求学、恋爱、工作、结婚、生子，也可能不婚、丁克一生。有一天当你眼前突然弹出一个窗口，告诉你“点击以获取更多信息”，那将是对我们世界观的致命一击。

电影《失控玩家》中的 NPC 拥有了自己的意识，当真实世界的人们看着它在游戏里“大闹天宫”时，它却萌生了想要拯救这个“不真实的”世界的想法。当它发现自己的一切行为和结果都是被提前设定好了的时候，顿时陷入了无穷的绝望，因为它当下的任何想法都失去了意义，于是它问自己：我为什么还要存在？

元的本质：自我进化？

生命的本质就是为了延续，因为生命就是一个无限游戏。由此，元的含义也就呼之欲出了，它是进化与自我指涉的双重叠加：自我进化。所以，元宇宙，不言而喻，即自我进化的宇宙，这才是一个真正的无限游戏。Roblox 的一只脚已经跨入自我进化的门槛：目前该平台的游戏数量超过 4 000 万个，由 800 万名左右的用户创造提供。Roblox 对于平台上的项目不做任何规则限制，由所有用户（包括开发者）共同决定其规则。之所以说一只脚，是因为 Roblox 是把修改规则的权限交给了用户（即社区），虽然与元游戏有着本质的区别，但这仍算不上是真正的自我进化。

也许有朋友会指出，“进化”这个词在中文的语境中同样代表了一种有限游戏思维，“进”作为“退”的反义词，似乎在暗示生物的演变有方向，今天的人类要优于先祖。在有限性这层含义来说，它与“超越”一词并无本质区别。是的，早有有识之士指出，应该将 Evolution 翻译成演化，进化带有方向性，是不对的。既然生物是 随时间和环境而变化的，那么生物的演变（变化）就没有一个固定的方向，生物从一种物种演变成另一种物种也是随机的，所以谈不 上是“进”还是“退”。留美学者龙漫远先生在为 Why Evolution is True 一书的中文简体版《为什么要相信达尔文》作的序中也特别强调：“对于中心概念‘Evolution’，这一被长期误译为‘进化’的最重 要的单词，书中使用了中国近代最伟大的学者和翻译家之一严复准确翻译出的‘演化’（天演）一词。这是中文世界对演化生物学中心概念理解的一个重要进步。”但由于“生物进化论”已经是约定俗成的翻译，本书并不特别使用“演化”一词。需要指出，有限游戏 思维已经深深根植于人类共同的记忆当中，历史学对人类社会“从原 始社会到封建社会再到现代社会”的归纳，文明史从采集狩猎到农耕文明再到工业文明乃至信息文明的划分，都不约而同地沿袭了历史有车轮、社会在进步的有限思维。殊不知天行有常，独立而不移，周行而不殆。

如果元宇宙的无限性成立的话，那么似乎也可以对那些司空见惯的宇宙学名词提出疑问。比如，“大爆炸”这个词就很不具有无限性，它暗示着宇宙有始有终，最终我们的宇宙会走向热寂。还有一个结论，宇宙可能是封闭的。但是宇宙的起源比我们想象得更复杂。

博洛尼亚大学天体物理学家佛朗哥·瓦扎和维罗纳大学神经外科医生阿尔贝托·费莱蒂对人的大脑和宇宙这两个在规模上相差了 27 个数量级的网络进行了定量分析。他们的研究表明，人的大脑和宇宙这两个系统确实有着惊人的相似度，尽管它们相差巨大的数量级。在研究中他们使用功率谱分析技术来研究大尺度上的星系分布情况，图像的功率谱测量的是不同空间尺度的物质结构波动强度。

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从图7.1的功率谱分析图像中可以看到，小脑中0.1~1 mm 范围内的波动分布与数千亿光年内的星系分布是相似的，而最小尺度（大约 10μm）下的大脑皮质形态则与几十万光年尺度上的星系分布更加相似。相比之下，其他复杂系统（包括云、树枝、等离子体湍流的对应图像）的功率谱分析结果与宇宙网络截然不同，这些系统的功率谱更加严格地依赖尺度，而这可能是它们分形性质的表现。这种现象在树枝分杈和云层形状中更加明显，两者都是非常典型的分形结构，在很大的范围内具有自相似性。另外，对于人脑和宇宙这样的复杂网络， 可被观察到的行为并没有分形的特征。

如果“宇宙是模拟的”假说只是一个被滥用的隐喻，那么下面这个假说的奇妙性可能有过之而无不及。小西尔维斯特·詹姆斯·盖茨有一个设想：宇宙可能正在进化。他说：“自动纠错代码让我们的浏览器可以正常工作，那么这类代码为什么会出现在我所研究的物理方程式之中呢？”

盖茨的研究领域是超对称，即推测每一个基本粒子都拥有一个相对应的粒子，而这个相对应的粒子可以解释我们在宇宙中发现的许多奇怪的现象。在有关超对称的探索工作中，把一些事物以非一即零的形式进行表示非常便于研究。关键在于，如果真的用这种方式表示一些事物，那么盖茨研究的方程式成立的唯一条件就是这些被表示为一或零的物体中所包含的额外的信息：量子纠错码。

这也许标志着我们的宇宙正在进化。有这样一种可能，在宇宙形成之初，出现了一些具备一系列数学特征的宇宙，但并不是所有这些宇宙都能延续至今。然而我们的宇宙延续了下来，是因为某些反馈机制（比如量子纠错码）给我们的宇宙提供了稳定性。