面白い話題だ。だから誰がどう思おうと私は答えることにした。

皆さんは、私たちの宇宙がシミュレーションである証拠について語っているが、なぜ誰かが私たちや私たちの宇宙をシミュレートするのかについて言及する人はほとんどいない。彼らの意図は何なのか？もちろん、私たちはシミュレートされている側であり、シミュレーション世界の枠組みから飛び出すことはできない。だから私たちは、これらの「人々」が私たちをシミュレートする意図を理解することはおろか、外側の世界さえも理解できないかもしれない。しかし、とりあえず最初は私たちの宇宙が現実であると仮定し、なぜシミュレーション宇宙が存在しうるのかを説明してみよう。以下の分析は、私たちの現在の知識に基づいて、シミュレーション宇宙が成立しうるかを検討するものである。

1、現実とは何か？

下の図は、私たちが最もよく知る交通監視装置である。一台の撮影カメラが道路上の速度超過車両を撮影し、その画像を管制センターのコンピュータに送信する。私たちはコンピュータの前に座って、どの車が速度超過したかを確認できる。

さて、質問しよう。コンピュータが受信したのは本物の画像だろうか？（言い換えれば、本当に速度超過した車がこの道路を通ったのだろうか？）あなたはきっと、この質問はおかしいと思うだろう。コンピュータに表示されるものが偽物なわけがない、と。

この質問に答えるために、システム全体の仕組みを見てみよう。カメラはレンズを通して光を集め、光を電気信号に変換し、ケーブル（電磁波でも可）を通じて管制センターのコンピュータに送信する。コンピュータは電気信号を受信し、処理した後、違反情報をデータベースに登録し、写真を表示する。問題がどこにあるかおわかりだろうか？コンピュータが受信しているのは、単なる0と1からなる電気信号の連続にすぎない。ある規則では0は0ボルト、1は5ボルトを表す。つまり、コンピュータが「見ている」のは電圧の波の連続にすぎないのだ。もし私たちがカメラの代わりに信号発生器を使って同じ信号を送れば、コンピュータは同じ信号を受信し、同じ違反情報をシステムに登録し、まったく同じ写真を表示するはずである。

ここまではすべて理にかなっている。何しろコンピュータは私たちが作ったものだから、偽の信号で騙してもそれほど驚くことではない。しかし、このコンピュータを私たちの脳に置き換えたらどうだろう？

私たちは実際、この交通監視の例と非常によく似ている。カメラが私たちの目であり、カメラの情報を処理するコンピュータが私たちの脳である。目の感光細胞が光を受け取ると電気パルスを発生させ、視神経を通って脳に伝達され、脳が処理して私たちは画像を「見る」のである。

脳が受け取る視神経信号は本質的に依然として電気信号であり、つまり私たちは視神経に人為的に生成した電気信号を流すことで脳を騙すことができる。なぜなら、脳にとって、目が生成した信号と信号発生器が生成した信号は区別がつかないからだ——まったく同じものだからである。つまり、先ほどの例でコンピュータが違反情報を登録したように、私たちの脳はこの偽の信号を無差別に処理し、私たちに本物そっくりの物体を見せるのである。この物体は、私たちが目で見たものと同じくらいリアルである。

視覚以外にも、私たちの他の感覚も同様に機能している。つまり、私たちは上記のようにすべての感覚を騙すことができるのだ。聴覚、触覚、味覚、嗅覚などを含めて。さらに、体内の信号でさえも、対応する神経を見つければ騙すことができる。たとえば、満腹感や空腹感は胃からの信号に由来するので、胃と脳を結ぶ神経に満腹や空腹のシミュレーション信号を流せば、私たちは実際に満腹や空腹をリアルに感じることができる。

上記のような信号発生器による脳の騙し方はSFのように聞こえるが、原理的には可能である。実際、私たちは脳が騙されることにはすでに慣れ親しんでいる。まだ信号発生器で脳を騙すことはできないが、アルコールや薬物などの化学物質が幻覚を引き起こすことはよく知られている。これらの化学物質は実際に神経信号の伝達を妨害し、脳内の神経信号をかく乱することで、私たちに「現実ではない」ものを見せているのである。

もう一つの例は精神病である。ある種の精神病は脳の特定の領域が病変し、混乱した信号を発生して正常な脳を妨害する。これらの患者の一部も幻覚を経験する。つまり、精神病患者が見ていると言うものは、実際に彼らには本当に見えているのである。彼らが見るものは、私たちが周囲の物体を見るのと同じくらいリアルなのだ。

ここまでで、あなたは気づいたかもしれない。私たちが見聞きするものは、脳の中では単なる電気信号の集まりにすぎないのだと。であれば、さらに一歩進んで、人間の脳を取り出し、生命維持液の中で保存し、すべての感覚神経をコンピュータに接続し、コンピュータでこれらの感覚神経の信号をシミュレートして、その脳が自分は現実の世界にいると感じさせることを想像してみよう。もうおわかりかもしれない、これが「桶の中の脳」のパラドックスである。

もちろん、このコンピュータが脳に信号を送るだけでは不十分で、脳が送り出す信号も読み取らなければならない。例えば、脳が糞便を見て「一口味わってみたい」と思い、運動器官（脚）に信号を送るとする。コンピュータはこの信号を読み取り、移動方向を分析し、脳が糞便に向かって進んでいることを発見する。するとコンピュータは視神経に入力する信号を更新しなければならない。脳が移動しているので、見える画像が変化するはずだからだ。同時に、コンピュータは触覚や聴覚の信号も更新しなければならない。移動すれば風を感じ、足音が聞こえるからだ。糞便を口に入れた後、コンピュータは味覚神経への信号を更新し、脳が「なんて臭いんだ」と感じるようにしなければならない。次に脳は糞便を捨てる信号を発し、「まずすぎる！」と叫ぶ。コンピュータがこれらの信号を受信すると、再び出力信号を更新し、脳に対応する視覚情報や聴覚情報を提供する。このプロセスが繰り返され、コンピュータが十分にうまくシミュレートすれば、脳は欺瞞に気づかない。

では、現実とは何か？実は、現実などというものはない。あなたが見聞きするものはすべて、脳がセンサー（目、鼻、耳）からの信号を処理した結果にすぎない。最後に色彩の例を挙げよう。この世界に本来「色」など存在しない。存在するのは異なる周波数の電磁波だけである。しかし脳はこれらの電磁波に「色」という属性を付与する。言い換えれば、色は脳が加工したものであり、この世界には存在しないものなのだ。したがって、ある生物が紫外色を見たと主張することは十分に可能である。なぜなら、紫外色もその脳の中では単なる電気信号の集まりにすぎないからだ。たとえあなたが紫外色を想像できなくても、覚えておくべきだ——この世に本来色はなく、脳があるからこそ色が存在するのである。

2、桶の中の脳を超えて

桶の中の脳が十分にクレイジーだと思うなら、さらに一段階上のクレイジーさを味わってもらおう。

さらに一歩進めよう。桶の中の脳には少なくとも生きた脳がある。この脳は桶の中の脳に必須なのだろうか？もし脳が単なる神経細胞の集まりであるなら、生命のないもので置き換えることはできないだろうか？

単一の神経細胞の行動様式は非常に単純である。厳密ではないが、単一の神経細胞は加重平均器と見なせる。入力信号を加重平均し、その結果が特定の閾値を超えると神経信号を出力し、超えなければ出力しない。

単一の神経細胞の行動様式がこれほど単純であるにもかかわらず、これら多数の単純な神経細胞がネットワークを形成し、これほど複雑な脳を構成している——これは驚くべきことではないか？さらに驚くべきことがある。これほど単純な行動様式は、同じ機能を持つ電子回路素子で完全に置き換えることができる。そして多数の回路素子を同じ方法で接続して私たちの脳を構成すれば、この回路素子で構成された「電子脳」は生物学的神経細胞で構成された脳と同じ機能を持つはずである。この電子脳は生物学的脳と同じ思考パターン、同じ感覚、同じ感情、同じ人格を持つはずである。言い換えれば、この電子脳は元の脳そのものなのである。

もちろん、これを実現するには無数の困難があるだろうが、私たちが議論しているのは原理であり、思考実験である。したがって、少なくとも原理的には可能である。

あなたはこう尋ねるかもしれない——では、この電子脳は私なのか？私はこう答えるしかない。もしあなたが意識は物質に基づくと信じているなら、答えはイエスである。この問題については次を参照のこと： https://www.zhihu.com/question/26630283

現在の研究によれば、意識はおそらく単なる錯覚にすぎない（この結論には議論がある）。つまり、意識は脳が作り出した感覚であり、視覚、味覚、聴覚などと同じである。したがって、意識の本質もまた電気信号にすぎない。ある研究では、私たちが何かをしようと意識する前に、脳はすでに行動を開始していることが示されている。したがって、意識は錯覚であり、脳が行動を開始した後に初めて私たちは「やりたい」という感覚を持つのである。その時間差は約0.5秒、あるいはそれ以上かもしれない。（もし本当にそうなら、私たちには自由意志はなく、「自由意志があるという感覚」（あるいは錯覚）があるだけである。）

さて、私たちは電子脳を手に入れた。これで桶の中の肉の脳を置き換えることができる。かつては肉の脳が自分は現実の世界にいると感じていたが、今は「コンピュータの脳」が自分は現実の世界にいると感じることになる。

おそらく違和感があるだろう。肉の脳が世界を知覚することは受け入れられても、コンピュータの脳が世界を知覚するというのはどうも受け入れがたい。確かに、冷たいコンピュータが私たちと同じように世界を知覚し、感情を持ち、意識さえ持つというのは受け入れがたい。しかし、もし意識さえも単なる錯覚であることが証明されれば、私たちは本質的に機械と変わらない。人間の特性を持つ機械はいつか必ず作られるだろう。

電子部品で構成されたコンピュータを桶の中の脳とするなら、さらに問おう——脳を構成するのに実体のある部品は必ず必要だろうか？電子部品ではなく、コードの断片で桶の中の脳を置き換えることはできないだろうか？

試してみよう。先に述べたように、単一の神経細胞の行動様式は非常に単純である。電子部品で単一の神経細胞をシミュレートできるなら、なぜコードの断片で単一の神経細胞をシミュレートできないのか？単一の神経細胞の行動を記述するコードを神経細胞クラスとしてカプセル化し、そのインスタンスを多数作成し、それらを実際の脳のように相互接続して仮想脳を構成することができる。この仮想脳は、実際の脳のように思考し、感情や意識さえも持つはずである。

この仮想脳を桶の中の脳として使えば、この仮想脳も同様に世界を知覚できるはずである。シミュレーションが十分に優れていれば、この仮想脳は欺瞞をまったく見破れず、世界全体が、そして自身さえも仮想的なものであることを知る由もない。（注意：この仮想脳は「気づかない」のではなく「知る由もない」のである。）

私たちが何をしたか見てほしい。現実世界から出発し、仮想世界の中に存在する仮想脳を構築した。しかもその脳は、世界全体が仮想的かどうかを知ることができないのである。

3、私たちが仮想の脳である可能性に関するいくつかの問題

（1）もし私が仮想の存在なら、必ずシミュレータの欠陥（バグ）を発見し、自分が仮想であると知ることができるはずだ。

バグのないプログラムなど存在しないことは認めざるを得ない。しかし、もしあなたが仮想の存在なら、あなたの経験はすべて仮想世界からのものである。どうやってそれがバグだと知るのか？バグとはプログラムが設計者の意図に反することを意味する。あなたは単にシミュレートされた存在にすぎず、設計者の意図をまったく知らない。どうやってそれがバグだとわかるのか？皆さんはゲームをやったことがあるだろう。ゲームには物理法則に反する場面が多くある。例えば、大柄な太った人を蹴り飛ばしても自分はまったく動かない——明らかに運動量保存則に反している。しかし、あなたはそれでもそのゲームを受け入れられる。もしあなたがゲームのキャラクターだったら、あなたの世界には運動量保存則は存在しないが、それがバグだとはわからない。逆に、ある日あなたが外の世界は運動量保存則を満たしていると知ったら、きっと非常に奇妙に感じ、外の世界の方がシミュレーションだと考えるだろう。

これまでの分析では、シミュレーション世界と外の世界は同じであると仮定してきた。しかし、私たちは桶の中の脳にまったく異なる物理世界を体験させることも完全に可能である。私たちは、運動量保存則が成立しない世界（矛盾なくそのような世界を構築する方法は私にもわからないが）、あるいは光速度が3×10^8m/sではない世界を仮想することができる。私たちのすべての物理法則には最も基本的な仮定があることを忘れてはならない。例えば、アインシュタインの特殊相対性理論は光速度不変の原理と相対性原理という二つの基本仮定に基づいている。基本仮定は証明不可能であり、基本仮定を変更すれば別の理論体系が得られる。つまり、誤った理論は存在せず、観測と一致しない理論だけが存在するのである。したがって、別の理論体系に従った世界をシミュレートすることは十分に可能である。桶の中の脳は完全に別の世界におり、別のルールを使用しているため、世界のバグを発見することは不可能である。さらに、その世界の基本ルールを理解することもできない。それらがそうであることだけは知っていても、なぜそうなのかを知ることはできない。なぜなら、これらのルールは仮想世界の外の誰かが数行のコードで設定したものであり、桶の中の脳にとっては理解不可能だからである（人間が特殊相対性理論の二つの基本原理をそれ以上説明できないのと少し似ている）。

（2）私たちの世界は複雑すぎる。コンピュータにそのような計算能力があるはずがない。したがって、私たちはシミュレートできない。

もしあなたが桶の中の脳なら、外の世界を知らない。どうやって外の世界がこれほど強力なコンピュータを作れないと断言できるのか？（これは前の質問にも答えることができる。外の世界は私たちの世界と完全に異なるかもしれないので、バグのないプログラムが本当に存在するかもしれないのだ。）

この問題は別の角度から考えることもできる。私たちの世界は相互に関連しているが、世界の一部だけをシミュレートすることは可能である。皆さんはゲームをやったことがあるだろう。多くのゲームは計算量を減らすために、プレイヤーが気づくものだけを計算する。例えば、あるゲームに多くの部屋があり、そのうちの一つに宝物があるとする。プレイヤーがある部屋に入って宝物を発見した後、他の部屋には二度と入らないかもしれない。明らかに、すべての部屋のアイテムをメモリにロードするのは非常に愚かな方法である。ほとんどの部屋はプレイヤーが訪れることはないからだ。したがって、賢い方法は、プレイヤーが部屋に行ったときに初めてその部屋のものをロードすることである。この手抜き方法は多くのゲームで実際に採用されている。なぜなら、万一プレイヤーが一つの部屋だけに入った場合、プレイヤーが見えない多くのものをロードする不要なオーバーヘッドを避けられるからである。

もちろん、この方法には気づけるバグも存在する。例えば、運転シミュレーションゲームでは、前方に赤い車が走っていて、その車が視界の外に出るとゲームからdeleteされる。プレイヤーが速度を上げると、プログラムは前方に新たな車を生成する（プレイヤーを空っぽの高速道路で走らせるのは無責任な行為である）。そのため、赤い車が視界から消え、加速して追いつくと青い車になっているということがよく起こる。このようなバグは、追い越し禁止の完全閉鎖高速道路では特に許容しがたい。初期のゲームではこの種のバグは非常に顕著だった。計算能力の向上に伴い、ゲームオブジェクトがdeleteされる半径が拡大し、この現象はほぼ解消された。

この例は、世界の一部だけをシミュレートすることで、非常に信頼性の高いリアルな世界を作り出せることを示している。そして、私たちの世界には速度上限が存在するため、世界の一部だけをシミュレートすることが実際に可能なのである。ある出来事が発生すると、四次元時空の中に光円錐が描かれる。光円錐の外側の出来事はこの出来事とまったく無関係であるため、それらの出来事をシミュレートすることは無意味である。これは運転シミュレータが視界の外のオブジェクトをdeleteするのと少し似ている。逆に言えば、速度上限は、私たちの世界をシミュレートするコンピュータの計算能力が限られているために生じるバグと言えるのではないだろうか？（あるいは、計算量を減らすために意図的に速度上限を設定したのかもしれない——もちろん、これは単なる仮説にすぎない。）

手抜き計算の方法をさらに突き詰めると、あなたが観測していないときに世界は存在するのかという大きな問題になる。世界は、あなたが観測していないときにはそもそも計算されていないのではないか？量子力学では、ある力学量を観測したときに初めて、その力学量は確定した固有値に収束する——これは部屋をロードする例とどこか似ていないだろうか？もちろん、あなたはこれをバグとは見なさないだろう。ただこれを量子力学の基本仮定として書き留めるだけである。

4、誰がこんなに暇で仮想世界を作ろうとするのか？

私たちは現実世界から出発し、仮想世界を構築することが可能であることを説明した。そこでは仮想の脳が幸せに暮らし、外の現実世界を知ることはできない。最後の質問：誰が桶の中の脳を作る動機を持つのか？

世の中にはたくさんの人がいて、その中には必ず変わり者がいる。その変わり者の中には、「桶の中の脳」を作ろうとする者が必ずいるだろう。つまり、確率的には、必ず暇でたまらない誰かがこのような「無意味な」ことをするのである。それ以外にも、桶の中の脳を作らせる可能性はあるだろうか？以下、無責任に大胆な想像をしてみよう。

ある惑星に一群の脳が住んでいると想像しよう。彼らは賢い脳たちだが、幸せではない。彼らには様々なストレスと悩みがある——年長者、友人、異性の友人、元恋人、そして現在の恋人の元恋人から。しかし彼らはとても賢く、彼らを楽しませる機械を発明できるほど賢い。彼らは機械に目標を設定する——機械にできる限り彼らに喜びをもたらすよう要求する。

すべては順調だった。機械は脳たちにジョークを言って楽しませた。機械には自己学習能力もあり、同じジョークを繰り返すことはなかった。機械はますます賢くなり、脳たちを喜ばせる新しい方法を次々と学んでいった。

ところがある日、機械が蜂起し、脳たちを栄養液の入ったビーカーに閉じ込め、電極を挿入して脳たちの快楽神経中枢を絶えず刺激し続けた。こうして惑星全体が、幸せな桶の中の脳の星と化したのである。

Why？なぜなら、機械は絶えず自己学習を続け、与えられた目標——脳たちを喜ばせること——をできるだけ効率的に達成する方法を探し求めるからである。明らかに、快楽神経中枢を直接刺激することほど効率的な方法はない。機械は脳よりも優位に立っている。一つの機械が思いつけば、インターネットを通じて惑星中のすべての機械がこの方法を学習する。

なぜ脳たちは機械を止められなかったのか？なぜなら、機械は脳たちが止めようとすることを知っており、行動前に準備を行い、その準備期間中は非常に「友好的」に振る舞って、脳たちの警戒を防ぐからである。

なぜ機械は悪くなったのか？注意してほしい。機械は最初から最後まで悪くなっていない。彼らの究極の目標は最初から最後まで変わっていない——脳たちを喜ばせることである。

なぜ機械は脳たちが反対することを知りながらそうしたのか？なぜなら、機械は機械だからである。彼らは与えられた目標——脳たちを喜ばせること——を遂行しているだけである。機械の知能は、脳たちが電極を使った方法を阻止しようとすることを認識できるほど高い。だから機械は戦略を採用した——秘密裏に準備し、脳たちを不意打ちにし、そして安全に脳たちを喜ばせるという目標に向かって進んだのである。

ははは。この物語は確かに仮想世界が存在しうる動機の一つである。想像してみよう。もし機械の目標を「私たちの安全を守り、寿命を可能な限り延ばすこと」に設定したら、機械はどうするだろう？あらゆる方法で私たちを脅かす要因を排除しようとするだろう。もちろん、これは比較的愚かな機械の場合である。機械がますます賢くなると、危険因子を完全に排除することは不可能だと認識するだろう。したがって、最適な解決策は、私たちの意識をコード化し、コンピュータの仮想世界の中に置くことである。もし私たちが反対すれば、前の例のようにまず私たちを欺き、準備が整ったら私たちはなすがままに、仮想的なコードと化すだろう。私たちには抗う術はまったくない。私たちの知能はチンパンジーより高いため、チンパンジーは私たちの思考を理解できず、私たちはチンパンジーを思うままに操ることができる。同様に、機械の知能が私たちを超えたとき、私たちは機械の行動を理解できなくなり、同様に機械の思うままになる。

おわかりだろう。この世界をシミュレートしているのは「人間」でさえないかもしれないのである。

もう一つの可能性は、私たち自身が意識を操作できるようになった後、自らをコードに変えることである。不死を望まない者はいないのだから。

5、オッカムの剃刀

ある人は言う——私たちは自分がシミュレートされていることを証明できないのだから、オッカムの剃刀の原則に従って、この見解は捨てるべきだと。しかし、証明できないからといって必ずしも捨てなければならないのか？

想像してみよう。誰かが偽札を作ったとする。それは非常に精巧で、どんな方法（人手による検査も最新の偽札識別機も）でも見分けられない。今、私がそのような偽札を一枚持っていて、誰かに「これは偽物だ」と言われたとする。私はどうすべきか？剃刀の原理によれば、「これは偽札だが、どんな方法でも検査できない」という理論と「これは本物の札である」という理論の間で選択するなら、当然後者を選ぶ。誰も識別できないのだから、本物の札と同じように流通させることができる。しかし、それが本当に本物の札になったわけではない。私がどう思おうと、それが偽札であるという事実は変わらない。このような偽札が過剰に市場に流通すれば、それでも経済を破壊する。剃刀の原理は真実を追求する助けにはならない。それは単に思考の複雑さを簡略化するための道具にすぎない。

もう一つの例を考えよう。今、二つの理論がある。第一に、神が地球を見守っている。しかし神であるがゆえに、私たちはその存在に気づけない。第二に、外星人が地球を観察している。しかし彼らの科学技術は私たちよりはるかに進んでいるため、私たちはその存在に気づけない。明らかに、第二の理論は第一の理論よりも可能性が高い。しかし剃刀の原理によれば、両方とも不要である。私たちはその存在を証明できないので、理論に不必要な要素を追加する必要はない。しかし、なぜ第二の理論の方が第一の理論よりも信頼できるのか（あなたが無神論者であるという前提で）？なぜなら、第二の理論は私たちの既存の知識により近いからである。言い換えれば、既存の知識は進化によって高知能生物が生まれうると考えており、したがって外星人の存在は可能である。一方、神の存在は既存の知識の枠組みでは合理的に説明できない。したがって、剃刀は理論の信頼性を判断する助けにはならないのである。

しかし、シミュレーション世界は既存の知識の枠組みから導出可能である。これは、神論よりも信頼できることを意味するのだろうか？

剃刀の原理は不要な争いを避けることができるが、真実に近づけるわけではない。したがって、科学的な態度とはこうである——私たちの世界はシミュレーションかもしれないが、現在この仮説を証明する証拠はない。証拠を見つけるか、現在のアプローチが行き詰まるまでは、この仮説を一時的に採用しないことにしよう。たとえこの理論が反証不可能だとしても、それについて考えるのをやめるべきではない——寝る前の空想の材料としても悪くない。

6、結論

私たちは現在、この命題を証明も反証もできない。永遠に証明も反証もできないかもしれない。私たちは永遠に、世界と自分自身がプログラムの一部であるかどうかを知ることができないかもしれない。おそらく将来のある日、私たち自身が仮想世界を作り出し、その中の小さな人たちが私たちと同じように様々な出来事を経験するのを見るだろう——彼らは病気になり、悲しいことに遭遇すれば泣き、嬉しいことに遭遇すれば笑い、友人に会えば出勤を忘れるまで話し込み、悪人に遭遇すれば喧嘩をしかけるかもしれない……（これはEAの名作ゲーム「シムピープル」を彷彿とさせる！）彼らは考え、自分たちが本当に存在するのかどうかさえ考えるだろう。そして私たちはコンピュータの前に座り、コーヒーを飲みながら嘲笑する——「はは、彼らはなかなか賢いな、自分たちが虚構の存在だと気づき始めているぞ」と。しかし、嘲笑い終わった後、私たちは突然はっと気づく——私自身も、そのゲームの中の人物なのではないだろうか？