BẠN CÓ ĐANG SỐNG TRONG MỘT CỖ MÁY GIẢ LẬP ? (PHẦN 1)

matrix.jpg

Gần đây, giới khoa học đang xôn xao về một giả thuyết, đó là giả thuyết Simulation, nó cho rằng thế giới mà chúng ta đang sống không phải là thế giới thực mà tất cả chỉ nằm trong một chiếc máy giả lập. Thực ra giả thuyết này đã được đề ra từ những năm 2000 nhưng đến hiện tại các nhà khoa học mới đánh giá về nó một cách nghiêm túc. Có nhiều ý kiến trái chiều về vấn đề này nhưng chưa ai chứng minh được quan điểm của mình là hoàn toàn chính xác.

Chúng ta hãy cùng tìm hiểu xem tại sao người ta lại suy luận ra được một điều tưởng chừng vô lý như vậy, thông qua bài báo của một nhà khoa học đến từ đại học Oxford - Nick Bostrom.

Khái quát

Bài viết này đưa ra luận điểm rằng một trong các mệnh đề sau là chính xác:

  1. Loài người rất có thể sẽ tuyệt chủng trước khi đạt tới trình độ "posthuman"
  2. Những người posthuman sẽ không thực hiện việc chạy một số lượng đáng kể các giả lập về lịch sử tiến hoá của họ.
  3. Chúng ta gần như chắc chắn đang sống trong một máy tính giả lập. Kéo theo đó, tác giả tin rằng sẽ không có khả năng chúng ta một ngày nào đó sẽ trở thành posthuman - những người tạo ra các giả lập tổ tiên, nếu như chúng ta không đang sống trong một máy giả lập. Các sự kiện kéo theo của kết quả này cũng sẽ được bàn đến.

Giới thiệu

Có nhiều các tác phẩm khoa học giả tưởng cũng như là các dự đoán của các nhà kỹ thuật học và các nhà tương lai học (futurologist - khoa học dự đoán tương lai) đưa ra nhận định rằng trong tương lai, máy tính sẽ có sức mạnh cực kỳ lớn. Hãy cho rằng đến thời điểm nào đó, những dự đoán trên trở nên chính xác. Một trong những điều mà các thế hệ sau của chúng ta có thể sẽ làm đó là sử dụng những máy tính siêu mạnh để chạy một giả lập chi tiết về tổ tiên của họ hoặc những người tương đồng tổ tiên của họ. Bởi các máy tính ở thời điểm đó vô cùng mạnh, nên họ có thể chạy một số lượng lớn các giả lập như thế. Cho rằng những người được giả lập ra có khả năng tự nhận thức (họ có thể tự nhận thức nếu máy giả lập được cung cấp đủ điều kiện và nếu những triết lý về trí tuệ được công nhận rộng rãi ở thời điểm đó là chính xác). Như vậy, sẽ xảy ra trường hợp rằng hầu hết trí tuệ của loài chúng ta không thuộc về một loài nguồn gốc mà được bắt nguồn từ những người được tạo ra từ máy giả lập được thực hiện bởi những hậu duệ cao cấp của một loài gốc ban đầu). Tác giả có thể đưa ra nhận định rằng, trong trường hợp này, nhiều khả năng trí óc của chúng ta được tạo ra trong máy giả lập, hơn là từ một giống loài gốc ban đầu. Vì vậy, nếu chúng ta không cho rằng mình đang sống trong một máy giả lập, chúng ta cũng không thể tin tưởng được việc ta sẽ có những hậu duệ, những người sẽ thực hiện rất nhiều những giả lập về tổ tiên của họ. Đây là ý tưởng cơ bản của bài viết. Phần còn lại của bài viết sẽ đưa ra những dẫn chứng cụ thể.

Bên cạnh việc bài viết này có thể gây ra hứng thú cho những người yêu thích ngành dự đoán tương lai, nó còn đem lại một số nội dung có thể giúp chúng ta đánh giá một cách tự nhiên về những vấn đề liên quan đến các khái niệm tôn giáo.

Cấu trúc của bài viết như sau. Đầu tiên, ta sẽ trình bày những giả định cần thiết được đưa vào từ các lý thuyết về trí tuệ, nhằm bắt đầu việc trình bày về nhận định ở trên. Thứ hai, ta sẽ xem xét một số lý do để có thể nghĩ rằng công nghệ tương lai đủ khả năng để chạy một số lượng vô cùng lớn những giả lập về trí tuệ con người, và các công nghệ này hoàn toàn phù hợp với những quy tắc vật lý và kỹ thuật mà ta đã được biết đến. Về mặt lập luận, phần thứ hai này có thể không cần thiết tuy nhiên nó sẽ khuyến khích ta chú ý hơn đến phần còn lại của bài viết. Sau đó sẽ là phần chính của bài, sử dụng một vài lý thuyết xác suất để hỗ trợ nhận định của tác giả. Cuối cùng, ta sẽ đưa ra những giải thích về các vấn đề được đưa ra trong chương khái quát ở trên, từ đó đưa ra kết luận về giả thuyết simulations.

Giả định về Subtrate-Independence (sự không phụ thuộc vào chất nền)

Một trong những giả định phổ biến của các lý thuyết về trí tuệ đó chính là sự không phụ thuộc vào chất nền. Ý tưởng ở đây là trạng thái tinh thần có thể xảy ra trên bất cứ một loại chất vật lý nào. Nếu bạn tạo ra một hệ thống có các xử lý tính toán và cấu trúc hợp lý, bạn có thể tạo ra sự tự nhận thức. Một mạng nơ ron sinh học dựa trên các chất hữu cơ không phải là điều kiện tiên quyết để tạo ra sự tự nhận thức, trên lý thuyết một processor có nền silicon nằm trong một máy vi tính cũng hoàn toàn có thể thực hiện được điều tương tự.

Chúng ta sẽ không tranh luận rằng tại sao lại có giả định như trên mà chỉ sử dụng nó như một kết quả cho các nhận định tiếp theo.

Tuy nhiên, ta không cần giả thuyết Subtrate-Independence bắt buộc phải đúng mà chỉ cho rằng một máy tính chạy một chương trình thích hợp hoàn toàn có thể trở nên tự nhận thức. Hơn thế, việc tạo ra một trí tuệ tự nhận thức trong máy vi tính không có nghĩa là nó sẽ hoạt động giống con người trong mọi tình huống, bao gồm cả việc vượt qua bài test Turing...Chúng ta chỉ cần sử dụng một giả định yếu hơn, đó là việc tạo ra trải nghiệm tự nhận thức là có thể đạt được nếu các quá trình được thực hiện trên máy tính mô phỏng lại chính xác bộ não của con người ở một mức độ đủ chi tiết, ví dụ như ở cấp độ truyền thông tin giữa các khớp thần kinh. Phiên bản yếu này của giả thuyết Subtrate-Independence đã được chấp nhận rộng rãi.

Dây truyền dẫn thần kinh, các chất giúp tăng trưởng thần kinh, và các chất hoá học nhỏ hơn một khớp thần kinh rõ ràng cũng đóng vai trò trong việc nhận thức và học hỏi của con người. Giả thuyết Subtrate-independent không cho rằng công hiệu của các chất hoá học đó quá nhỏ hay không đáng kể, mà nó tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng một cách trực tiếp hay gián tiếp về mặt tính toán của các bộ phận lên trải nghiệm chủ quan. Ví dụ, nếu không có sự thay đổi trong trải nghiệm chủ quan nếu không có sự phóng điện của khớp thần kinh và ngược lại có sự thay đổi khi khớp thần kinh phóng điện, điều này có nghĩa là mức độ chi tiết cần thiết cho việc giả lập sự tự nhận thức là ở cấp độ khớp thần kinh.

Giới hạn kỹ thuật của máy tính

Ở trình độ phát triển kỹ thuật hiện tại, ta không có những phần cứng đủ mạnh cũng như không có được những phần mềm đủ thông minh để tạo ra trí tuệ tự nhận thức trên máy tính. Nhưng đã có những nhận định đầy thuyết phục đã được đưa ra, cho rằng nếu kỹ thuật của loài người tiếp tục phát triển một cách không giới hạn thì đến một lúc nào đó ta sẽ dần đạt được trình độ trên. Một vài tác giả cho rằng loài người sẽ chỉ cần mất một vài thập kỷ để làm được điều này. Mặc dù vậy nhận định của tác giả trong bài này không yêu cầu các giả định về thời gian. Nhận định này vẫn đúng kể cả khi con người sẽ phải tốn hàng trăm cho tới hàng nghìn năm để đạt được trạng thái posthuman, khi mà loài người đã đạt được đủ các thành tựu để có thể tái hiện lại tổ tiên của mình theo cách phù hợp định luật vật lý đã có và với các điều kiện về tài nguyên hay năng lượng của họ.

Ở trạng thái phát triển đó, con người có khả năng để biến các hành tinh hay những vật thể thiên văn trở thành những máy tính với sức mạnh khổng lồ. Hiện tại chúng ta không thể tự tin đưa ra được đánh giá về giới hạn trên của sức mạnh tính toán có thể đạt được của loài người ở trạng thái posthuman. Do sự thiếu sót của "Thuyết vạn vật" ("Theory of everything"), ta vẫn chưa thể hiểu được các hiện tượng vật lý mà các lý thuyết hiện tại chưa thể giải thích. Mặc dù vậy, với hiểu biết ở thời điểm này chúng ta hoàn toàn có thể đưa ra được giới hạn dưới về sức mạnh tính toán mà posthuman có thể đạt được, bằng cách đưa ra những ước lượng sử dụng các kiến thức đã có.

Ví dụ, Eric Drexler đã đưa ra một thiết kế cho một hệ thống có kích cỡ chỉ bằng một viên đường (chưa tính tới hệ thống làm mát và cung cấp năng lượng) có thể thực hiện 10 mũ 21 phép toán trong 1 giây. Một tác giả khác đưa ra ước lượng rằng một máy tính có kích cỡ tương đương một hành tinh lớn có thể thực hiện được 10 mũ 42 phép tính trong 1 giây. (Nếu ta có thể tạo ra được máy tính lượng tử, hoặc học được cách để tạo ra được máy tính từ các vật chất nguyên tử hay plasma, ta có thể tiến dần tới giới hạn tính toán trên lý thuyết)

Ta cũng có thể ước lượng được tài nguyên tính toán cần thiết để có thể giả lập được trí tuệ tự nhận thức giống như con người. Một tác giả đã ước lượng tài nguyên tính toán cần để tái hiện được hoạt động của các nơ ron mà chúng ta đã biết đến, sẽ tốn tầm 10 mũ 14 phép toán một giây để mô phỏng lại toàn bộ bộ não của con người. Một ước lượng khác, dựa trên số lượng các khớp thần kinh của con người cũng như là tần suất truyền tín hiệu của chúng, đã đưa ra con số 10 mũ 16 cho đến 10 mũ 17 phép tính cần thiết trong vòng 1 giây. Để có thể hình dung được, ta cần tốn nhiều hơn số phép toán nếu muốn giả lập lại hệ thống nơron của con người một cách chi tiết. Tuy nhiên, có vẻ như hệ thống thần kinh của con người có độ dư thừa tương đối lớn, mục đích là để bù lại sự thiếu chính xác và độ nhiễu của chính các thành phần trong hệ thần kinh. Do đó sử dụng các processor phi-sinh-học có thể đưa ra được độ chính xác cao hơn là các thành phần sinh học trong não bộ con người, nhờ đó có thể tái lập lại não bộ hiệu quả hơn nữa.

Việc giả lập bộ nhớ của con người có vẻ không quá khó. Hơn nữa, tốc độ nhận tin của não bộ chỉ vào khoảng 10 mũ 8 bit một giây, do đó chi phí giả lập lại các giác quan của con người không đáng kế khi so sánh với số lượng phép tính cần thiết để tái hiện lại xử lý của não bộ. Vì vậy, ta có sử dụng ước lượng cho tài nguyên tính toán cần thiết để giả lập hệ thống thần kinh tương đương với tài nguyên cần thiết để giả lập toàn bộ trí não con người.

made of code?.jpg

Nếu ta giả lập cả môi trường xung quanh ở bên trong máy tính, ta cần tốn thêm tài nguyên tính toán, tài nguyên này sẽ phụ thuộc vào phạm vi và độ chi tiết của giả lập đó. Giả lập toàn bộ vũ trụ từ cấp độ vĩ mô cho tới mức lượng tử đương nhiên là khó có thể đạt được, trừ khi posthuman tìm ra được những lý thuyết đột phá. Nhưng nếu chỉ để đạt được mức độ chân thực cần thiết mà con người cảm nhận, ta không cần nhiều tài nguyên đến thế. Ta chỉ cần bất cứ thứ gì cần thiết để người được giả lập có thể tương tác với môi trường giả lập theo cách giống như một người thật và không để họ nhận ra được điều gì bất thường. Ví dụ như, cấu trúc vi mô ở bên trong lòng Trái Đất hoàn toàn có thể được bỏ qua không cần giả lập. Các thiên thể ở xa trong vũ trụ có thể được biểu diễn ở dạng nén cao độ, chỉ cần đủ để người trong giả lập có thể quan sát từ trái đất hay từ các hệ thống tàu thám hiểm vũ trụ. Trên bề mặt Trái Đất, các thực thể có kích thước lớn sẽ cần được giả lập liên tục, tuy nhiên những hiện tượng ở cấp độ vi mô có thể chỉ cần được giả lập theo kiểu ad hoc. Những gì người được giả lập nhìn tháy thông qua một kính hiển vị điện tử cần được thể hiện không để lại điều gì đáng ngờ, và thực tế người được giả lập cũng không có cách nào để kiểm tra lại tính hợp lý của những điều mình đã nhìn thấy so với những thứ chưa nhìn thấy được của thế giới vi mô. Exception sẽ xảy ra khi người được giả lập thiết lập ra một hệ thống chi tiết để có thể tìm hiểu về những hiện tượng không quan sát được ở thế giới vi mô và hoạt động phù hợp với những lý thuyết mà họ đã biết. Đây chính là mô hình của một máy tính. Để vượt qua điều này, giả lập sẽ cần bao gồm cả việc tái hiện lại tính toán chi tiết đến tầng của các phép toán logic một cách liên tục. Đây không phải là vấn đề lớn, bởi trình độ tính toán của máy tính của posthuman chắc chắn vượt trội hơn chúng ta.

Hơn nữa, một posthuman simulator sẽ có đủ khả năng tính toán để tracking (kiểm tra) một cách chi tiết các trạng thái trong não bộ của toàn bộ loài người trong giả lập tại mọi thời điểm. Vì vậy, khi nó nhận ra một người được giả lập sắp sửa thực hiện việc quan sát vào thế giới vi mô, nó có thể tạo ra một giả lập đủ chi tiết trong một phạm vi vừa đủ để khiến người được giả lập không nghi ngờ. Kể cả khi có xảy ra lỗi nào đó, người điều khiển giả lập có thể sửa lại trạng thái não bộ của những người đã nhận ra được sự bất thường trước khi việc giả lập bị bại lộ. Ngoài ra, người chạy giả lập còn có thể cho quay lại thời gian vài giây trước đó và chạy lại giả lập để điều khiển nó theo hướng tránh được vấn đề xảy ra.

Có vẻ hợp lý khi cho rằng việc giả lập tái hiện tại thế giới vật lý thực để bộ não con người không phân biệt được thật giả tương đương với việc giả lập lại bộ não hữu cơ của con người xuống đến cấp độ nơ ron hoặc sub-nơ ron. Sẽ là bất khả thi để đưa ra một ước lượng thật chính xác cho việc giả lập lại lịch sử con người, nhưng chúng ta có thể đưa ra con số 10 mũ 33 cho đến 10 mũ 36 phép toán cho ước lượng của mình. Nhưng trong bất kì trường hợp nào, kể cả khi ước lượng của chúng ta sai vài đơn vị luỹ thừa thì nó cũng không ảnh hưởng nhiều đến nhận định của tác giả. Hãy nhớ lại, ta đã nhận định rằng một máy tính có kích cỡ một hành tinh có thể thực hiện 10 mũ 42 phép toán 1 giây, và ước lượng đó mới chỉ dựa trên những hiểu biết đã có của ta về thiết kế kỹ thuật nano, và nó còn xa mới đạt tới độ tối ưu. Một máy tính đơn lẻ như vậy có thể tái hiện lại toàn bộ lịch sử của loài người (ở mức độ tinh thần) (tạm gọi là ancestor-simulation) bằng cách sử dụng ít hơn 1 phần 1 triệu tài nguyên của nó trong vòng 1 giây. Và nền văn mình của posthuman có thể sẽ xây dựng một số lượng khổng lồ những máy tính như thế. Ta có thể kết luận rằng những máy tính của nền văn mình posthuman đủ khả năng để chạy một số lượng lớn những ancestor-simulations kể cả khi nó chỉ sử dụng một lượng nhỏ tài nguyên cho mục đích đó. Kết luận này vẫn còn chính xác này ngay cả khi có sai khác trong ước lượng của chúng ta.

(vẫn còn)

Tài liệu tham khảo

[1] http://simulation-argument.com/simulation.html

[2] https://www.youtube.com/watch?v=VqULEE7eY8M