V simulaci zřejmě nežijeme

Poslední dobou je v módě bavit se o teorii simulovaného vesmíru a o tom, jak je extrémně pravděpodobné, že v takovémto vesmíru žijeme. Já si myslím, že je to spíš velice nepravděpodobné. Pokusím se to vysvětlit prostřednictvím co nejmenšího množství slov.

Předpokládejme, že budeme chtít vesmír simulovat takovým způsobem, aby vše simulované fungovalo víceméně tak, jak jsme zvyklí z našeho každodenního života, případně jen o něco málo jednodušeji. Tento předpoklad znamená, že simulace bude muset probíhat minimálně na úrovni jednotlivých atomů. Z toho ale nezbytně nutně vyplývá, že emulovat bude třeba i jednotlivé chemické vazby mezi těmito atomy, mechanismus chemických reakcí a spoustu dalších fundamentálních aspektů hmoty. Bude-li naše simulace v podstatě obdoba klasického programu, půjde určitě mnoho věcí zjednodušit a optimalizovat určitou formou komprimování. Například krystalové mřížky a podobné homogenní struktury se nebudou počítat coby shluky jednotlivých atomů, program je (pokud to zrovna bude možné) uchopí jako celistvý objekt – na podobném principu, na němž funguje třeba komprimování běžných jpeg souborů.

I přes veškerá zjednodušení a optimalizace by ale i malá úseková atomární simulace, třeba simulace našeho domu a nejbližšího okolí, byla nepředstavitelně náročná na materiální zdroje. Potenciálně by totiž musela být schopná uchopit, zohlednit a vypočítat polohu, náboj, rychlost a další vlastnosti každého virtualizovaného atomu. Čistě logicky vzato by každý jednotlivý virtuální atom vyžadoval nějakou hmotnou reprezentaci v rámci simulačního zařízení. Určitě by zde neplatil princip “početní ekvivalence,” kdy by virtuální atom byl zastoupen jedním atomem skutečným. Mnohem pravděpodobněji by vyžadoval komplexní aparát (představme si ho třeba jako určitou obdobu miniaturního paměťového čipu), což znamená strukturu o nezanedbatelném počtu fyzických atomů.

Pro představu: Současný procesor vyrobený 10 nm procesem v sobě obsahuje tranzistory, z nichž každý je složený cca z padesáti křemíkových atomů. Jeden tranzistor je přitom z výpočetního hlediska v podstatě nic, funkční prvek vznikne teprve propojením ne desítek, ale spíš stovek až tisíců takovýchto tranzistorů.

Těžko lze odhadnout, kolik atomů jaké látky by vyžadovala hypotetická jedno-atomová sub-simulační jednotka, ale buďme extrémně optimističtí řekněme, že na jeden virtuální atom by bylo třeba stovky až tisíce atomů skutečných.

Tak a jsme u toho. Simulace, tedy něco, u čeho bychom vyžadovali kompaktnost, bude vyžadovat enormní množství hmoty. Vlastně mnohonásobně větší, než kolik dokáže simulovat. To je docela paradox. Pokud bychom chtěli v rámci simulace napodobit nejen náš dům a přilehlé okolí, ale rovnou celou planetu, znamenalo by to rozebrat, vytěžit a na patřičné “počítačové” součástky zpracovat celou miriádu planet skutečných. To není něco, co by se někomu chtělo dělat každý den, že?

Problémem by bylo asi i napájení takového monstra. Hyperpočítač simulující jednu planetu by i při nejsofistikovanějších energetických optimalizacích ukojila nejspíš jen do Dysonovy sféry zabalená hvězda – a to je konstrukční problém sám o sobě.

Otázkou je samozřejmě efektivita simulátoru, respektive rychlost, s jakou by dokázal simulaci krokovat. Lze tušit, že děje probíhající v rámci simulace na úrovni atomů ( tedy realitu kopírující, nikoliv výrazně zjednodušující – například jako současné 3D počítačové hry) by probíhaly pomaleji, než tytéž děje ve světě reálném. To je další věc, která by takovouto simulaci činila spíš neužitečnou technickou kuriozitou než něčím smysluplně využitelným.

Závěr? Počítač schopný simulovat přinejlepším část vesmíru není věc nijak zvlášť praktická ani užitečná. Ke konstrukci by vyžadoval enormní množství hmoty a napájecí zdroj stelární povahy. Je krajně nepravděpodobné, že by nějaká civilizace, byť technicky velice pokročilá, měla potřebu něco takového konstruovat a provozovat – investice by jednoduše mnohonásobně převýšily míru užitečnosti, což je v případě takto komplexního projektu globální ekonomickou sebevraždou. Této (ne)pravděpodobnosti je přímo úměrná i (ne)pravděpodbnost toho, že v podobném simulovaném vesmíru žijeme.