29

Na granicy światów

Mogłoby się wydawać, że świat realny i wirtualny są rzeczywistościami tak różnymi, że nie można ich opisywać poprzez takie same jednostki. Na przykład pojemności DNA nie wyrażamy w bajtach, a rozmiaru pliku nie przedstawiamy w gramach. Ale czy na pewno takie wyrażenia są niemożliwe? Przyjrzyjmy się faktom wynikającym z przenikania się tych dwóch światów. Gra […]

Mogłoby się wydawać, że świat realny i wirtualny są rzeczywistościami tak różnymi, że nie można ich opisywać poprzez takie same jednostki. Na przykład pojemności DNA nie wyrażamy w bajtach, a rozmiaru pliku nie przedstawiamy w gramach. Ale czy na pewno takie wyrażenia są niemożliwe? Przyjrzyjmy się faktom wynikającym z przenikania się tych dwóch światów.

Gra w życie

Istnieją pewne środowiska, do których należą również naukowcy, które twierdzą, że to co postrzegamy jako materię, jest nią tylko wtedy gdy na nią patrzymy. Gdy zaś odwrócimy wzrok, staje się rozmyte, tak jakby przestało dla nas istnieć.

Z podobnym zjawiskiem mamy do czynienia, gdy gramy w jakąś grę komputerową i spojrzymy w pewnym kierunku. Wówczas karta graficzna wspólnie z innymi podzespołami wygeneruje dla nas na ekranie odpowiedni widok. Będzie on dla nas istniał dokładnie taki sam czas, przez jaki na niego patrzymy, a gdy przeniesiemy wzrok na coś innego (poprzez przesunięcie kamery), poprzedni widok zostanie wymazany, przestanie istnieć i będzie zastąpiony nowym. Jedynie dane zapisane w pamięci RAM pozwolą na ponowne stworzenie starego obrazu.

Kolejną kwestia – przestrzeń, materia i energia w naszym świecie jest skwantowana, a więc podzielona na bardzo małe, niepodzielne porcje. Tak jak materia składa się z atomów, tak i obraz widziany przez nas podczas gry zbudowany jest z pikseli. Tak jak atom zbudowany jest z kwarków, tak też i piksel składa się z subpikseli, a długość jego boku jest najmniejszym kwantem odległości. Co więcej, w czasie gry czas nie jest ciągły, lecz jest podzielony na krótkie momenty pomiędzy wczytaniem kolejnych klatek. A przecież w naszym świecie również istnieje hipotetyczna niepodzielna jednostka czasu, mająca sens przy założeniu, że czas także jest skwantowany, nieciągły. Jest to tak zwany chronon, a wynosi on około 7 * 10-24 sekundy. Jeżeli naukowcy dobrze wyliczyli tę wartość, to wynika z niej, że nasz świat „wyświetla” się z częstotliwością 1,4 * 1023 FPSów (klatek na sekundę), co zapewniłoby dosyć komfortowe postrzeganie rzeczywistości wokół nas, gdyby nie to że człowiek nie widzi różnicy powyżej kilkuset FPSów.

Ja, Sim

Rzeczą oczywistą jest, że z każdym rokiem pecety i inne tego typu maszyny są coraz mocniejsze i nic nie wskazuje na to, żeby ten trend miał się zmienić. Wynika to z prawa Moore’a, wedle którego moc obliczeniowa komputerów podwaja się co około 24 miesiące. Dlatego więc być może już w tym półwieczu będzie możliwe stworzenie symulatora, w którym wymodelowany będzie świat dokładnie taki sam jak nasz, ze swoimi skomplikowanymi formami życia, prawami fizyki, z ludźmi nie ustępującymi pod względem inteligencji prawdziwym homo sapiens. Grafika natomiast nie będzie się różnić niczym od tego co widzimy dookoła, jakość dźwięku będzie idealna, a wirtualne postacie będą również doświadczały swojego uniwersum poprzez zmysły węchu, dotyku i powonienia. Wówczas granica między życiem prawdziwym a wirtualnym uległaby zatarciu. Nasuwa się jednak pytanie: Skoro ludzie już niedługo posiądą taką zdolność, to może i nasze uniwersum jest symulacją, administrowaną na przykład przez jakiegoś bardzo inteligentnego kosmitę?

Możliwe jest też jednak, że osiągniemy w końcu pewną granicę poza którą już nie będziemy w stanie ulepszyć naszych maszyn liczących, a osiągnięte maksimum okazałoby się i tak niewystarczające aby zrenderować nasz świat. A taka granica istnieje, ponieważ nie możemy miniaturyzować w nieskończoność, dokładanie nowych procesorów w końcu przestanie zwiększać wydajność, a maksymalną prędkością przesyłania danych pozostanie prędkość światła.

A jak sprawdzić, czy Sim już osiągnął taki poziom inteligencji jak my? Załóżmy, że stajemy przed zamkniętymi drzwiami do pewnego pokoju, w którym znajduje się człowiek oraz robot z przyszłości o ogromnej sztucznej inteligencji. Zaczynamy zadawać pytania obu podmiotom, nie wiedząc jednak kto udziela odpowiedzi. Jeżeli nie będziemy w stanie jednoznacznie stwierdzić kto tym razem odpowiadał, to nasuwa się wniosek, że pomiędzy umysłem człowieka i sztuczną inteligencją nie ma jakościowej różnicy. Niektórym (na przykład wyznawcom teorii o rychłym buncie maszyn) to wystarcza, aby stwierdzić, że taki robot z całą pewnością ma poczucie samoświadomości. Jednak tę teorię podważa paradoks Moraveca. Głosi on mniej więcej tyle, że chociaż komputer może w testach na inteligencję wypadać lepiej niż dorosły człowiek, to jednak jest trudne albo wręcz niemożliwe zaprogramowanie w nim umiejętności rocznego dziecka w percepcji i mobilności.

Człowiek nośnikiem pamięci

Szacuje się, że jeden plemnik zawiera w sobie materiał genetyczny, którego rozmiar wynosi 775MB (czyli mniej więcej tyle ile płyta CD). Jeżeli założymy, że w czasie ejakulacji mężczyzna pozbywa się 225 milionów plemników, to jest to ekwiwalent aż 175 petabajtów, czyli prawie tyle ile danych było przechowywanych na Facebooku w 2012 roku.

coding-decoding-dna-storage

W roku 2013 naukowcom udało się zapisać na DNA 625kB danych (między innymi 154 sonetów Szekspira oraz 26 sekundowy zapis audio przemówienia Martina Luthera Kinga „I have a dream”) po czym odzyskali je ze stuprocentową dokładnością. Według badań jeden gram ludzkiego DNA może pomieścić aż 455 eksabajtów. Szacuje się również, że przeciętny człowiek posiada w sobie 60 gram materiału DNA. Dla porównania – amerykański lingwista Mark Liberman oszacował, że potrzeba 42 000 eksabajtów, aby zapisać wszystkie słowa kiedykolwiek wypowiedziane przez ludzkość jako dźwięk o parametrach 16 kHz i 16-bit. Z powyższego wynika, że materiał DNA zaledwie dwojga ludzi wystarczy do tego całkowicie.

Ile waży Internet?

Profesor John Kubiatowicz z Uniwersytetu Kalifornijskiego zadał sobie pytanie jaka jest różnica masy czytnika ebooków Kindle przed i po zapełnienie 4GB pamięci urządzenia. Zmianie uległ pobór energii, który profesor podstawił do słynnego wzoru E=mc2, wedle którego energia i masa są ze sobą związane. Z obliczeń wynikało, że czytnik wypełniony treścią jest cięższy o 10-18 grama, czyli o masę wirusa. Oczywiście taka różnica jest niewyczuwalna, choć ekwiwalentem wspomnianych 4GB może być 3500 książek o łącznej masie około dwóch ton.

Masę Internetu można rozpatrywać jako masę elektronów, które zasilają wszystkie serwery na świecie. Przyjmuje się, że na świecie istnieje 75-100 milionów serwerów, każdy o mocy 350-550 watów. Przyjmijmy też, że te urządzenia pracują z napięciem 3V, ich częstotliwość wynosi 1 GHZ, a w ciągu sekundy przepływa 1018 elektronów. Z obliczeń na poziomie szkolnym wynika, że łączna masa elektronów w ruchu które tworzą Internet to 50 gramów, czyli tyle ile waży duża truskawka.

Ale wagę sieci można też postrzegać jako masę elektronów biorących udział w zapisie danych, a więc nie będących w ruchu. Okazuje się, że potrzeba 8 miliardów tych cząstek, aby przechowywać email o rozmiarze 50kB.

Naukowcy, znając masę elektronu, obliczyli że taki email waży 2*10-19 uncji. A ponieważ szacuje się, że łączny rozmiar wszystkich danych przechowywanych w Internecie przekracza 1 jottabajt, toteż możemy sprawdzić jaka jest masa tych wszystkich danych. Mianowicie cała sieć waży 734mg czyli trochę więcej niż 7 dorosłych pszczół.

Podsumowanie

Jak się okazuje, bardzo często jest możliwe stosowanie tych samych jednostek do opisu świata realnego i wirtualnego. Wynika z tego wiele cennych refleksji, jak na przykład ta, że tak naprawdę żyjemy w Matrixie.

Grafika: 1,2.