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大家好，我是子弥
在几篇硬核文之后，子弥正准备加班加点，炮制一篇更加硬核的《网络与元宇宙》。突然，一个读者发出了挑战：“如果像《头号玩家》中描述的那样，元宇宙渲染足够真实，达到电影级，我呆在元宇宙里的时间会很长，那么到底元宇宙是真实，还是现实生活是真实？子弥，你来讲讲。”
看来是避不开了，子弥决定，提前解释一些和元宇宙相关的概念，比如模拟世界、意识上传、基质独立、缸中之脑、平行宇宙之类的，然后再回到我们的《网络与元宇宙》。
曾经，意大利蒙扎市议会通过了一项法案，禁止市民将金鱼养在圆形鱼缸里观赏。提案者说，圆形鱼缸会让金鱼视线扭曲，非常残忍。
这位提案者的物理学的不错，但是我们是否想过一个问题：如果金鱼从小就生活在圆形鱼缸里，那么它会不会觉得，弧形扭曲的世界才是世界的真相？这也是霍金在《大设计》一书中，通过蒙扎的那条天才金鱼所思考的问题。
我们生活在一个模拟之中吗？
元宇宙展示了人的一种新的存在方式。
一方面，我们正常生活在一个真实的世界中，吃饭、交友、结婚、生子。
另一方面，我们戴上虚拟眼镜，进入到一个虚拟世界，在元宇宙中创造、活动，同样拥有虚拟的身份，获得虚拟的资产，这部分资产甚至可以兑换为真实世界的货币。
时间上，元宇宙可以快进快退，但最终会与真实世界的时间维持在同一个尺度。
空间上，元宇宙是虚拟的，但仍然与真实世界相互连接在一起。在时空的两个维度上，元宇宙都和真实世界处于平行的状态。
城市元宇宙展示了一个真实和虚拟相互融合的场景，正如子弥在《荒谬的算力》中提到，真实和虚拟的界限会渐渐变得模糊，在任何时候真实都无障碍的融入虚拟之中，而虚拟也可以无障碍的融入真实中。真假难辨，虚实不分。
那么问题来了，在当下，我们是不是本来就生活在一个模拟中呢？
知名科幻作家，菲利普·迪克和他的“武器”
就像那个有趣的诘问，除了人间之外，还有天堂和地狱，但你怎么知道，我们现在是身在人间，而不是在地狱呢？
1977年，知名科幻作家菲利普·迪克在法国科幻会议上发表演讲，“我们生活在在一个计算机模拟的现实中”。一开始，大家都觉得他在开玩笑，因为模拟是迪克科幻作品的一个重要的主题。
然而，他接下来说，“唯一的线索是当某些变量被改变的时候，一些变化会在现实中发生……这些改变，就像是déjà vu（法语，较难准确表达含义，故保留原文，可以理解为一种似曾相识的错觉）一样。”
然后大家都惊呆了，原来迪克真的相信，我们是生活在一个模拟中。
菲利普·迪克1977年演讲
迪克的科幻作品《机器人会梦见电子羊吗？》后来被改编为赛博朋克的代表电影《银翼杀手》，广为人知，他也是最早大量以模拟为主题的科幻作家。为何如此惟妙惟肖，原来这不是源于他的想象，而是他真实的一个认知。
《黑客帝国》中，接连出现的黑猫
在电影《黑客帝国》中，尼奥看到一只黑猫从一个门口走过去，当他回头的时候，又看到一只一模一样的黑猫走过去。然后他就说了一声“Woah,déjà vu(此处也直接使用了法语)”。
然后，同行的崔妮蒂就立即知道，一定是“某些变量被改变了”，是特工斯密斯在重写虚拟世界，植入了一些信息，这些信息干扰了尼奥的感知，所以才会出现了两个相同的黑猫，一个走过去，然后，另一个相同的黑猫又走过去。类似的电影创意均源于迪克。
2014年，天体物理学家、诺贝尔奖获得者，客串过《生活大爆炸》的George Smoot在TED做了一个演讲，“人是一个模拟，而物理学会证明它。”
George Smoot以高分辨率大脑扫描为例说明2045年人脑可以上传到电脑网路
得益于埃隆马斯克在2016年的一段访谈，模拟理论被重提：“也许我们现在正处于一个模拟世界，是的，我很严肃的说”。这使得模拟理论，成为一个流行词。
Elon Musk: Maybe we’re in a simulation right now, yeah…seriously.
如今，元宇宙开启了业界一个新概念热潮。使一部分人相信，我们很可能生活在一个模拟之中，它与现实无法区分。甚至，可能没有真的现实存在。模拟之中的参与者却不会怀疑他们所经历的性质。
如果一定要将元宇宙和现实这个模拟分离开来，那么，元宇宙可能是一个模拟中的模拟。
模拟假说
2003年，哲学家Nick Bostrom发表了一篇模拟假说的论文。
论文包含3个主要的命题：
－人类社会可能在到达“后人类”阶段之前灭绝；
－任何后人类文明均不可能对其进化史（或其变异）进行模拟；
－我们几乎肯定是在一个计算机模拟中。
并宣称，这三个命题必有一个是正确的。
Nick Bostrom将意识或智能的基质无关作为论文的给定的基础，虽然它并非完全没有争议。
正如Nick Bostrom在TED 2005的演讲中谈到的，遥望未来，一系列技术，迟早被研发出来。虽然我们对这些技术何时面世一无所知，但我们知道，它们必然与我们所知的一切知识相一致，比如物理、化学定律等等。
未来的新科技可能已经潜藏在我们现在已经完全确知的物理定律之中，就像原子能潜伏在人类历史中一样，直到1945年，它才真正面世。我们可以假定，排除大灾难发生的情况，迟早我们都会发展出这些技术，改变人类的境况。
“真实”的幕布背后到底隐藏着什么？
同样，我们也可以为文明对其进化史的模拟找一个理由和必要性。
这个理由是，通过模拟发现文明的可能性，或者是那个答案，就像是找到一个算术题具体的答案一样。
这个必要性就是，在复杂而多元的计算中，即便初始状态、计算原则确定下，其结果仍然是难以预测的。
除了通过计算之外，都无法确定其结果（Stephen Wolfram）。所以，模拟是必要的。而且，很可能其计算空间超过Elon Musk所说的10亿个。
模拟和拟真
要较真儿的说，模拟这个词，英文simulation，其实是不准确的。
模拟这个词来源于计算机科学，通常使用一种模型，对一个真实过程或者系统进行一个随着时间演化的模仿。比如，复杂的湍流、空气动力学，通常无法用简单的数学公式来描述的，就可以用算力更强的计算机来模拟。
更准确的说，绝大部分非线性的情况，是无法解出解析解的，但可以采用各种复杂手段去逼近。模拟就是各种复杂手段中的一种。
风洞的实物测试非常昂贵，可以现在计算机上模拟
模拟是一种科学研究的手段。而我们前文所讲到的“模拟假说”更适合采用另一个词语——拟真（emulation）。
拟真也起源于计算机科学，表示通过替代其底层功能，但上层表现保持不变。拟真系统通过在更快的硬件上运行原系统，来提升效率。
图灵在其论文中称，图灵机可以拟真任何其他图灵机，即，计算是基质无关的。
人工智能的神经网络技术，最初也是拟真，即用于拟真神经网络的计算机软件。
拟真是为了替代其原始版本，而提供真实应用（An emulator can replace the original for 'real' use）. 相比之下，模拟反而是一种为了分析而建立的模型。
比如，电网的控制中心可以通过外观一模一样的虚拟的电子仿真仪表盘来代替机械仪表盘，远程操作电网开关的闭合，这也是一种拟真。
虚拟PC，即在服务器上虚拟个人计算机，是拟真PC。如果一个飞行模拟器，可以将一个人从A地点运送到B地点，那么它就是一个飞行拟真器。一个拟真器通常接近实时运行，而模拟器则未必。比如，地理模拟通常1000年作为1秒，或者更快。
利用工业拟真软件对工业生产进行拟真
元宇宙是一个现实拟真器。
人是有能力范围的，比如记忆，比如空间想象力。但人通过抽象，去除了次要因素，合并共同的东西，可以将客观规律总结成几条简单的概念和公式。
抽象是隐藏层的能力（深度抽象是通过几种连续变换，每个变换都与大脑区域或大量神经元关联）。
但面对更为复杂的问题时，人就越来越难从大量特征中作出数量有限的选择，使得保留与理解现实情况成为不可能。
然后，人们发明了计算工具，但仍然经常会遇到数据不够或者过度拟合的问题，通常，大家依靠减少维数，从中选择重要的特征构建模型，以提高模型的推广能力。
而神经网络包含了更多的隐藏层，它不是靠减少维数提高泛化能力，而是保留更多参数，它通过提高更多隐藏层来保留特征和提高泛化能力。
元宇宙是一个现实拟真器
现在科技发展中，复杂度在不停的扩张，一架飞机通常有数百万乃至上千万个零部件，数十万人为之研发。人的学习速度再增加多少倍，也跟不上复杂度的扩张，人的寿命增加多少倍，也仍然“吾生也有涯”。
而未来的科技发展，是充分利用模型的能力和计算的优势，而不是依靠单个生物个体的能力。
元宇宙其实是一种新的科学进路。它模拟，然后拟真整个世界。
元宇宙真实吗？
我们是不是生活在一个模拟之中？元宇宙是不是一个多层的模拟，就像是盗梦空间的多层梦境一样？
我们的一生是不是下一层模拟的1秒钟？
你的陀螺会停下来吗？
这是一个哲学问题。柏拉图、笛卡尔（我思）、普特南（缸中之脑），到现在是这个模拟假说。
不过，实际上，科学中的理论，比如高维、平行宇宙，比笛卡尔等要反直觉得多。
平行宇宙示意
在一部讲述霍金在《大设计》的纪录片中，一只蒙扎市圆形鱼缸中的金鱼，虽然生来就看着扭曲的世界，但它纵身一跃，跳入了喷泉金鱼池。是不是它的大脑可以从扭曲的世界中重构准确的世界影像呢？
蒙扎Monza的天才金鱼
天才金鱼跃入喷泉金鱼池
哪怕我们的世界只是处在一层模拟之中；哪怕我们吃的汉堡，只是计算机的模拟；穿着名牌服饰的你，也只是一串编码。它在我们思想中是真实不虚的。
想吃汉堡的欲望，仍然是我们本身的欲望，哪怕它是被给定的。
幸福、痛苦、欢笑、汗水……它就是我们的生活，而且真实存在。
（未完待续）
子弥实验室是广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院的下属一级单位。由中科院院长白春礼于2020年11月21日在黄埔揭牌成立，中科院院士赵宇亮任实验室主任。
“子弥”一词来源于传统佛教宇宙哲学——“芥子须弥”，意思是微小的芥子中能容纳巨大的须弥山。子弥实验室“小”中“生”大“，思考、设计、产生人类没有的技术和产品，成为改变人类思维模式、改变人类科技进程、改变人类工作模式、改变人类生活方式的发源地。
子弥实验室致力于研究面向未来的关键共性技术，希望寻找对科技充满痴迷，思想未被格式化的人、行为未被同步化的人、认知未被标准化的人、情怀未被世俗化的人，共同用思想创造人类没有的技术和产品。
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