¿Vivimos en una simulación? Las chances son 50 y 50

Medir si vivimos o no dentro de la computadora de otra persona puede reducirse a la investigación avanzada de IA, o mediciones en las fronteras de la cosmología

¿Qué probabilidades hay de que estemos viviendo en una simulación?
¿Qué probabilidades hay de que estemos viviendo en una simulación?

No es frecuente que un comediante ponga la piel de gallina en un astrofísico cuando discute las leyes de la física. Pero el cómic Chuck Nice logró hacer precisamente eso en un episodio reciente del podcast StarTalk. El presentador del programa, Neil deGrasse Tyson, acababa de explicar el argumento de la simulación. La idea de que podríamos ser seres virtuales viviendo en una simulación por computadora. Si es así, lo más probable es que la simulación cree percepciones de la realidad bajo demanda en lugar de simular toda la realidad todo el tiempo. Como un videojuego optimizado para mostrar solo las partes de una escena visibles para un jugador.

«Quizás por eso no podemos viajar más rápido que la velocidad de la luz, porque si pudiéramos, podríamos llegar a otra galaxia», dijo Nice, coanfitrión del programa, lo que provocó que Tyson interrumpiera alegremente. «Antes de que puedan programarlo», dijo el astrofísico, deleitándose con la idea. «Así que el programador puso ese límite».

Un argumento de la simulación

Tales conversaciones pueden parecer frívolas. Pero desde que Nick Bostrom de la Universidad de Oxford escribió un artículo fundamental sobre el argumento de la simulación en 2003, filósofos, físicos, tecnólogos y, sí, comediantes han estado lidiando con la idea de que nuestra realidad es un simulacro. Algunos han tratado de identificar formas en las que podemos discernir si somos seres simulados. Otros han intentado calcular la posibilidad de que seamos entidades virtuales. Ahora, un nuevo análisis muestra que las probabilidades de que estemos viviendo en la realidad básica son prácticamente iguales. Una realidad básica es una existencia que no se simula.

Pero el estudio también demuestra que si los humanos alguna vez desarrollaran la capacidad de simular seres conscientes, las posibilidades se inclinarían abrumadoramente a favor de nosotros. Incluso como habitantes virtuales dentro de la computadora de otra persona. Una salvedad a esa conclusión es que hay poco acuerdo sobre lo que significa el término «conciencia». Mucho menos sobre cómo se podría hacer para simularlo.

En 2003 Bostrom imaginó una civilización tecnológicamente experta que posee un inmenso poder de computación. Entonces necesita una fracción de ese poder para simular nuevas realidades con seres conscientes en ellas. Dado este escenario, su argumento de simulación mostró que al menos una proposición en el siguiente trilema debe ser cierta:

  • Primero, los humanos casi siempre se extinguen antes de alcanzar la etapa de los expertos en simulación.
  • En segundo lugar, incluso si los humanos llegan a esa etapa, es poco probable que estén interesados en simular su propio pasado ancestral.
  • Y tercero, la probabilidad de que estemos viviendo en una simulación es cercana a uno.

Matrix se anticipó

Antes de Bostrom, la película The Matrix ya había hecho su parte para popularizar la noción de realidades simuladas. Y la idea tiene profundas raíces en las tradiciones filosóficas occidentales y orientales. Desde la alegoría de la cueva de Platón hasta el sueño de la mariposa de Zhuang Zhou. Más recientemente, Elon Musk dio más combustible al concepto de que nuestra realidad es una simulación:

“Las probabilidades de que estemos en la realidad base son de una en miles de millones”.

Dijo Musk en una conferencia de 2016.

“Musk tiene razón si asume que las proposiciones uno y dos del trilema son falsas ¿Cómo puedes asumir eso? ”

Dice el astrónomo David Kipping de la Universidad de Columbia

Para manejar mejor el argumento de simulación de Bostrom, Kipping decidió recurrir al razonamiento bayesiano. Este tipo de análisis utiliza el teorema de Bayes, que lleva el nombre de Thomas Bayes, un estadístico y ministro inglés del siglo XVIII. El análisis bayesiano permite calcular las probabilidades de que algo suceda (llamada probabilidad «posterior») primero haciendo suposiciones sobre lo que se analiza (asignándole una probabilidad «previa»).

De trilema a dilema

Kipping comenzó convirtiendo el trilema en un dilema. Colapsó las proposiciones uno y dos en una sola afirmación, porque en ambos casos, el resultado final es que no hay simulaciones. Por lo tanto, el dilema enfrenta una hipótesis física (no hay simulaciones) contra la hipótesis de simulación (hay una realidad base, y también hay simulaciones). “Simplemente asigna una probabilidad previa a cada uno de estos modelos”, dice Kipping. “Simplemente asumimos el principio de indiferencia, que es la suposición predeterminada cuando no tienes datos o inclinaciones de ninguna manera”.

De modo que cada hipótesis obtiene una probabilidad previa de la mitad, como si se lanzara una moneda al aire para decidir una apuesta.

La siguiente etapa del análisis requirió pensar en realidades «par», aquellas que pueden generar otras realidades, y realidades «nulíparas», aquellas que no pueden simular las realidades de la descendencia. Si la hipótesis física fuera cierta, entonces la probabilidad de que viviéramos en un universo nulípara sería fácil de calcular: sería del 100%. Kipping luego mostró que incluso en la hipótesis de simulación, la mayoría de las realidades simuladas serían nulíparas. Esto se debe a que a medida que las simulaciones generan más simulaciones, los recursos informáticos disponibles para cada generación subsiguiente disminuyen. Lo hacen hasta el punto en que la gran mayoría de las realidades serán aquellas que no tienen el poder de cómputo necesario para simular realidades descendientes que son capaces de albergar seres conscientes.

Coloque todo esto en una fórmula bayesiana y obtendrá la respuesta. La probabilidad posterior de que estemos viviendo en la realidad base es casi la misma que la probabilidad posterior de que seamos una simulación. Con las probabilidades inclinadas a favor de la realidad base por solo un poquito.

Conseguir una simulación cambia el juego

Estas probabilidades cambiarían drásticamente si los humanos crearan una simulación con seres conscientes dentro de ella. Porque tal evento cambiaría las posibilidades que previamente asignamos a la hipótesis física.

“Puedes simplemente excluir esa [hipótesis] desde el principio. Entonces solo te queda la hipótesis de la simulación. El día que inventemos esa tecnología, cambia las probabilidades de un poco mejor que 50-50 de que seamos reales a casi con certeza que no lo somos, según estos cálculos. Sería una celebración muy extraña de nuestro genio ese día” .

Dice Kipping

El resultado del análisis de Kipping es que, dada la evidencia actual, Musk está equivocado acerca de las probabilidades de uno en miles de millones que nos atribuye viviendo en la realidad básica. Bostrom está de acuerdo con el resultado, con algunas salvedades. “Esto no entra en conflicto con el argumento de la simulación, que solo afirma algo sobre la disyunción”. La idea de que una de las tres proposiciones del trilema es verdadera, dice.

Pero Bostrom discrepa con la elección de Kipping de asignar probabilidades previas iguales a la hipótesis física y de simulación al comienzo del análisis.

“La invocación del principio de indiferencia aquí es bastante inestable. Uno podría igualmente invocarlo sobre mis tres alternativas originales, que luego les daría un tercio de oportunidad a cada una. O uno podría dividir el espacio de posibilidades de alguna otra manera y obtener el resultado que desee”.

Afirma Bostrom

Tales objeciones son válidas porque no hay evidencia que respalde una afirmación sobre las demás. Esa situación cambiaría si pudiéramos encontrar evidencia de una simulación. Entonces, ¿podrías detectar un error en Matrix?

Errores en la simulación

Houman Owhadi, experto en matemáticas computacionales del Instituto de Tecnología de California, ha reflexionado sobre la cuestión:

«Si la simulación tiene una potencia informática infinita, no hay forma de que veas que estás viviendo en una realidad virtual, porque podría calcular lo que quieras con el grado de realismo que quieras. Si esto se puede detectar, hay que partir del principio de que [tiene] recursos computacionales limitados».

Piense de nuevo en los videojuegos, muchos de los cuales dependen de una programación inteligente para minimizar el cálculo necesario para construir un mundo virtual.

Para Owhadi, la forma más prometedora de buscar posibles paradojas creadas por tales atajos informáticos es a través de experimentos de física cuántica. Los sistemas cuánticos pueden existir en una superposición de estados, y esta superposición se describe mediante una abstracción matemática llamada función de onda. En la mecánica cuántica estándar, el acto de observación hace que esta función de onda colapse aleatoriamente a uno de los muchos estados posibles. Los físicos están divididos sobre si el proceso de colapso es algo real o simplemente refleja un cambio en nuestro conocimiento sobre el sistema. “Si es solo una simulación pura, no hay colapso”, dice Owhadi. “Todo está decidido cuando lo miras. El resto es solo simulación, como cuando estás jugando a estos videojuegos «.

Con este fin, Owhadi y sus colegas han trabajado en cinco variaciones conceptuales del experimento de doble rendija, cada una diseñada para disparar una simulación. Pero reconoce que es imposible saber, en esta etapa, si tales experimentos podrían funcionar.

“Esos cinco experimentos son solo conjeturas”.

Dice Owhadi

Las interacciones fuertes y las ecuaciones

Zohreh Davoudi, físico de la Universidad de Maryland, College Park, también ha considerado la idea de que una simulación con recursos informáticos finitos podría revelarse. Su trabajo se centra en las interacciones fuertes, o la fuerza nuclear fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. Las ecuaciones que describen interacciones fuertes, que mantienen unidos a los quarks para formar protones y neutrones, son tan complejas que no pueden resolverse analíticamente.

Para comprender las interacciones fuertes, los físicos se ven obligados a realizar simulaciones numéricas. Y a diferencia de cualquier supuesta supercivilización que posea un poder informático ilimitado, deben depender de atajos para hacer esas simulaciones viables computacionalmente. Por lo general considerando que el espacio-tiempo es discreto en lugar de continuo. El resultado más avanzado que los investigadores han logrado sacar de este enfoque hasta ahora es la simulación de un solo núcleo de helio que está compuesto por dos protones y dos neutrones.

“Naturalmente, empiezas a preguntarte, si simularas un núcleo atómico hoy, tal vez en 10 años, podríamos hacer un núcleo más grande; tal vez en 20 o 30 años, podríamos hacer una molécula. En 50 años, quién sabe, tal vez puedas hacer algo del tamaño de unas pocas pulgadas de materia. Quizás en 100 años más o menos, podamos hacer el cerebro [humano] ”.

Dice Davoudi

La computación cuántica desplazará a la clásica

Sin embargo, Davoudi cree que las computadoras clásicas pronto chocarán contra una pared. “En los próximos 10 a 20 años, de hecho, veremos los límites de nuestras simulaciones clásicas de los sistemas físicos”, dice. Por lo tanto, está volcando su mirada hacia la computación cuántica. Se basa en superposiciones y otros efectos cuánticos para hacer manejables ciertos problemas computacionales que serían imposibles con los enfoques clásicos.

“Si la computación cuántica realmente se materializa, en el sentido de que es una opción de computación confiable a gran escala para nosotros, entonces entraremos en una era de simulación completamente diferente. Estoy empezando a pensar en cómo realizar mis simulaciones de física de interacción fuerte y núcleos atómicos si tuviera una computadora cuántica que fuera viable” .

Dice Davoudi

Los telescopios también nos brindan información

Todos estos factores han llevado a Davoudi a especular sobre la hipótesis de la simulación. Si nuestra realidad es una simulación, es probable que el simulador también discretice el espacio-tiempo para ahorrar en recursos informáticos (asumiendo, por supuesto, que está utilizando los mismos mecanismos que nuestros físicos para esa simulación). Las firmas de este espacio-tiempo discreto podrían verse potencialmente en las direcciones desde las que llegan los rayos cósmicos de alta energía. Tendrían una dirección preferida en el cielo debido a la ruptura de la llamada simetría rotacional.

Los telescopios «aún no han observado ninguna desviación de esa invariancia rotacional», dice Davoudi. E incluso si se viera tal efecto, no constituiría una prueba inequívoca de que vivimos en una simulación. La propia realidad base podría tener propiedades similares.

A Kipping, a pesar de su propio estudio, le preocupa que el trabajo futuro sobre la hipótesis de la simulación sea poco probable.

«Podría decirse que no se puede comprobar si vivimos en una simulación o no. Si no es falsable, ¿cómo se puede afirmar que es realmente ciencia?»

Afirma Kipping

Para él, hay una respuesta más obvia: la navaja de Occam. Expresa que en ausencia de otra evidencia, es más probable que la explicación más simple sea correcta. La hipótesis de la simulación es elaborada, asumiendo realidades anidadas sobre realidades, así como entidades simuladas que nunca pueden decir que están dentro de una simulación.

«Debido a que es un modelo demasiado complicado y elaborado en primer lugar, según la navaja de Occam, realmente debería desfavorecerse, en comparación con la simple explicación natural».

Dice Kipping

Tal vez, después de todo, estemos viviendo en la realidad básica, a pesar de The Matrix, Musk y la extraña física cuántica, que también tiene su defensa de la simulación en la nueva mini serie DEVS.

Este artículo se publicó por primera vez en ScientificAmerican.com.

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