博客李淼» 缸中的大脑


美国1999年科幻片《The Matrix》,中译《黑客帝国》,讲的是到了2199年,大部分人类生活在虚拟世界中,我们被一个叫母体(Matrix)的机器控制了。生活在母体中的人,生活xx是虚拟的,或虚假的,就像一个计算机程序。那么,在这里虚拟是什么意思,是如何达到的呢?

程序员尼奥同时又是一名黑客,被一位抵抗组织的{lx}莫菲斯找到,并让他选择服用一颗红色药丸和一颗蓝色药丸。选择红色的,他会看到母体的真相。他选择了红的,进入了一个可怖的世界:他生活在一个充满液体的缸里,身上插满了电线和管子,周围都是类似的缸子。母体就是用这个缸子来控制他的,他在母体中的一个程序员和黑客的生活,其实全是母体通过这个缸子来控制的。

缸中的大脑,是一个用来思考关于现实、知识、真理和思维的理想实验。在该理想实验中,我们假想一位疯狂的科学家将一个人的大脑浸在一个装满营养液的缸里,然后将大脑的神经连接到一台超级电脑中,电脑通过模拟脉冲让大脑以为它仍然生活在一个现实世界中,大脑可以看到平时能够看到的东西,感受到自己可以指挥手脚,等等。这样,大脑不知道自己是浸在缸里的大脑,还是现实世界中的一个人。

缸中的大脑通过电脑虚拟了一个人生,而《黑客帝国》不仅虚拟了众多人类的人生,还虚拟了整个世界。这个问题的极端版本是,我们这个世界,这个宇宙,是虚拟的吗?其实没有所谓的地球,没有太阳系,没有我们通过科学仪器观测到的遥远的星体和星系,一切都是一个超级电脑和一个超级程序虚拟出来的。这个虚拟世界有一个xx的物理学体系,例如牛顿万有引力定律,核物理学,宇宙大爆炸理论。所以这些,都是虚拟的。

问这种问题的{dy}个人,也许是笛卡尔。笛卡尔在一本书中提出六个哲学冥想,他放弃一切信念,企图用纯思考建立对我们周围世界的知识体系。其{dy}个冥想是,他是否真的存在,还是在做梦,还是被一位邪恶的天才蒙蔽了以致他以为他存在。这个{dy}冥想其实就是笛卡尔版本的缸中的大脑。当然,更早的虽然不系统的问题是庄子问的:我是在梦中变成蝴蝶,还是蝴蝶梦到了我?如果我在做梦,或是缸中的大脑,那么我所有的信念都是不真实的,不可靠的。

在笛卡尔的第二个冥想里,他回答了{dy}个冥想提出的问题,我是存在的。假如我相信我感受到的一切,我当然是存在的。假如我相信我被邪恶的天才欺骗了,那么我不会是不存在的,因为他不可能欺骗一个不存在的东西。所以笛卡尔说:我是,所以我存在(I am, I exist),这句话的意思是,我的知觉本身决定了我是存在的。

缸中的大脑比笛卡尔问题更形象化,也更简单化,因为这个理想实验假设了我们的经验可以约化为大脑的感知。假设这个约化是正确的,美国哲学家希拉里?普特南认为我不能是缸中的大脑。假如我是缸中的大脑,并且我能证明我是,这说明我这个缸中的大脑接受到信号我在缸中。但是,我接受的信号都是关于虚拟世界的,这个信号怎么可能是关于真实存在的缸子呢?普特南的论据的核心是,我们不可能感知外部世界,换句话说,我所感知的一切组成一个自洽的体系,在这个自洽体系的外部世界不可定义,不可感知。

当然,《黑客帝国》中的尼奥被抵抗组织想办法拔掉他身上的管子并脱离了缸子,所以他可以肯定存在两个世界,一个是母体中的虚拟世界,一个是离开母体的世界。但我们不能用这部科幻的逻辑思考我们的世界,因为我们当中谁也没有离开我们的“母体”,我们甚至没有见过曾经离开过“母体”的人。所以,我们无法感知和定义外部。

那么,我们的世界,我们的宇宙,到底是不是虚拟的?笛卡尔和普特南的回答都不够令人满意,我上面的回答也不够令人满意。也许我们永远无法证明我们是真实存在的而不是虚拟的。也许设计我们宇宙的这个奇妙程序的程序员永远不会让我们知道还存在一个外部世界。既然我们永远不会知道,那么这个外部世界对我们来说xx没有意义,所谓真实和虚拟就不存在任何区别。我的另一个论据是,假如有{yt}我们的科学和技术发展到我们能够确认我们是虚拟的,我们就有能力寻找出设计我们的是谁,就像尼奥。那时,我们的功能不亚于他,那将是一个有趣的景象。

同人于野写了一篇《这个宇宙不是母体》的文章。他反驳我们的宇宙是母体的论据是:1、如果我们是虚拟的,这个程序需要维护、升级,但这似乎从来没有发生过。2、宇宙太大了,设计这个程序的天才如果只是对人类感兴趣,宇宙中的大多数东西xx是多余的,浪费的。3、物理定律一旦规定了没有更改过,为什么?

他的所有论据都可以反驳。例如{dy}条,我们xx可以假想设计天才一开始就设计了天衣无缝的程序,程序停摆不会在以后的过程中被记录下来。我觉得第三条比较难反驳,因为第三条的成立一方面说明这个程序员确实很天才,让一切看上去那么自洽,并且很无趣,程序一旦做好了就不想更改了。但你不妨假想确实有这么一位天才而无趣的程序员。

其实,缸中的大脑还可能有另一种版本:我们的世界是真实的,不是虚拟的,但确实是某位天才在史前实验室中制造出来的。因为我们可以假想有{yt},我们自己在实验室中利用巨大的能量制造出一个小宇宙,这个小宇宙和我们的实验室通过一个固定大小的隧道连接起来,但隧道之外,这个小宇宙不断膨胀,渐渐演化出一个新的巨大的宇宙(但隧道大小不变,所以我们的实验室还是安全的),其中产生新的物种和新的智慧生物。

(《新发现》专栏,勿转)


文章 《缸中的大脑》 已有 69 篇评论

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  1. 51小万

    皮皮47
    如果所有的物理定理都是由一个简单巧妙的程序(基本程序)不断复制、进化而来。那么只要这个基本程序不变,所有的物理定理(甚至其他学科)就不会变。
    比如10进位、2进位就是两个世界。

  2. 52

    小万 51

    到目前為止人類發現了一些 "看起來像定律" 的東西, 但我們其實只是 "希望" 它們能 "放諸四海皆準", 但沒有人能絕對肯定它們就是 "最終的版本".

    根據過去的歷史, 幾乎可以肯定它們都會被更改. 也就是說, 我們根本沒有發現 "不會被更改的定律" — 不管它們是否真的存在.

  3. 53小万

    皮皮
    黑客帝国9会告诉我们答案的,呵呵。

  4. 54小万

    皮皮
    你到电影院里支个帐篷等就行了。

  5. 55Victor

    有意思, 一群虚拟的人,在讨论他们是不是虚拟的。 那个天才的程序员其实已经把程序设计到让这些虚拟人想破脑袋也想不出,自己怎么会是泡在鱼缸里的一个大脑。一旦有一个足够聪明的脑子想透了这个问题,当然啦,天才的程序员早有所料,他会让这个脑子已有的已有的自动崩溃,进入自组织临界的状态。这个也就是其他脑子所认为的那种精神病的状态。

    所以,大家别想了, 甘心做脑子吧。此时,那个狗日的天才程序员肯定在外面狂笑,你们这帮脑子进水的东西,不怕崩溃就想去吧。

    No offence,纯属娱乐。

  6. 56呵呵

    好文章,拜读了

  7. 57lixkyx

    to xx看不出吗
    “2010年 5月12日 17:54:41

    老大,标题:

    专访中国科院理论物理研究所 {zj2}真理不存在"

    首先,标题是记者定的,他是外行,自己想当然地写。
    其次,如果说,该新闻的意思是:在座谈会上的专家大多数同意”{zj2}真理不存在“。那并不奇怪的。很多学术会议讨论问题之后,会形成一个多数意见公布出来,乃是常事。它除了代表与会多数专家的意见之外,没有任何其它意义,既没有强制力去要求别人信奉,在本领域的学者中,也没有多大的xx。
    只不过外行人容易把这和政府机关之类的公文看成一回事,以为其结论类似法律、文件之类,欲强制别人相信,那是{zd0}的误解。

  8. 58考?在涧

    天哪,打了半天被系统吃掉。
    广少:你对科幻的分析有道理。
    大脑问题,我们不妨换个角度,假设人就上帝,科技发展到一定程度,人可以利用整个宇宙的资源。人造出了十的二十次方台计算机,每台计算机可以存储十的二十次方字节的信息,这些计算机连在一起,运算人类设计的某种大型程序:仅仅是为人服务,但是因为程序过于复杂,使得程序内产生了某种自我意识和智慧,这些字程序开始思考:我是谁,我是怎么来的,我们在的世界是什么样,从哪里来的,维持这个世界运转的能量源泉是什么。他们会得出什么结论呢?母体里有太阳,有恒星,看起来很有道理,其实都是不及格的猜想。

    abada:问题不在这里。问题在于,就我们目前所知,这个世界不是一开始就有人类和生命。既然设计者,如果真的存在的话,能够设计出一个经进化而发展出智慧生命的系统,那么他应该能够设计出一个一开始就适合生命生存的系统并嵌入生命。而事实不是这样的,那么,有两种解释:一、设计者并没有打算设计出生命,而是基于别的目的设计出这个系统,生命只是意外的产物:从生命在宇宙中并不是非常广泛地分布可以作为旁证;二、设计者虽然也想设计出生命,但要么是他想测试某种原理或者过程,要么是对自己的设计不够自信,总之,产生了我们所在的世界,这证明了什么呢?证明了我们这个世界其他人类看来没用的冗余对于设计者来说都是本着某种目的设计的。
    所以,不要因为我们是人,就觉得人在宇宙中占据多么重要的位置,虫子而已。

  9. 59buyijuren

    李老师,读过张纯如写的《中国飞弹之父─钱学森之谜》一书吗?这本书能否告诉人们一个真实的钱学森吗?

  10. 60天空藏

    那个第三条太太简单了,如果程序员可以修改内部居民的记忆。就可以了。
    你觉得的世界的模式基于你摄取的信息的内在模式,且被储存的模式也是信息。
    且不必是程序员,可以是做实验的,用各种模式尝试一个具有一定自由度的系统的发展方式。

  11. 61泛海森堡

    大牛们帮忙找到这本电子书吧,谢谢
    Quantum Theory and Measurement[J.A.Wheeler,W.H.Zurek]
    这么有名的书,电子版几乎找不到,555

  12. 62

    没看过。

  13. 63

    李老师要是有兴趣谈谈Peter Woit的这篇《Applying String Theory to Quantum Information Theory》如何,这是有人要上海俺们民科么?

  14. 64

    xexz:

    看了一下,no comments。

  15. 65

    理解。

  16. 66fanglei_sophia

    看着,想想,心里会很难过, 很乱,也很害怕。

  17. 67fanglei_sophia

    还有,会很心酸,不知道为什么。

  18. 68leavez

    不还有哥德尔不完备性定理吗,任意一个包含算术系统在内的形式系统中,都存在一个命题,它在这个系统中既不能被证明也不能被否定。如果说我们不能离开母体,能不能在这里突破呢?

  19. 69

    fanglei_sophia:

    :)

    leavez:

    哥德尔定理是理论上的,也许找到不能判定的命题需要10的10万次方年。

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