lunedì 5 dicembre 2016

E se tutti vivessimo in una simulazione?

Pillola rossa o pillola blu?
«Allora fammi capire bene… Avete simulato un intero universo solo per questo videogioco?»

«Beh, non esattamente», disse Juup al giornalista. «Non potremmo simulare un intero universo senza consumare tutta la massa e l'energia di un intero universo nel procedimento… Non ne varrebbe la pena. E poi ricordate cos'è successo in Azeraan quando i pirati cominciarono a smantellare la loro galassia… Solo poche stelle e fu il caos totale!»

«Tu però hai detto che i giocatori hanno a disposizione un intero universo,» disse il giornalista, «che possono viaggiare ovunque al suo interno e che è auto-consistente.»

«Esatto, un intero universo è a disposizione dei giocatori. Al momento abbiamo circa sette miliardi di utenti beta tester e li abbiamo tenuti principalmente su un solo pianeta. Però stanno cominciando a esplorare il loro sistema solare e siamo quasi pronti a lanciare il gioco pubblicamente per cui lasceremo che la loro espansione continui. I giocatori potranno diffondersi nel sistema solare per poi riempire la galassia ed espandersi nelle altre per tutto l'universo.»

«Quanto a come funziona la simulazione… Beh, si tratta di una soluzione piuttosto brillante ideata da un ex-dipendente ora nostro partner, qualche ingegnosa formula matematica che ci permette di simulare l'universo statisticamente.»

«Come funziona? Sentiti libero di entrare nei dettagli tecnici, i nostri lettori lo apprezzeranno tantissimo!»

«Dunque… Ci sarebbe ovviamente un costo computazionale immenso se si cercasse di tener traccia di ogni particella, in ogni posto e in ogni tempo. Si può scegliere di simulare e archiviare ogni risultato, cosa che richiederebbe tantissima memoria, o si può ri-simulare tutto fino a quel punto ogni volta che serve un valore, il che avrebbe un enorme costo di elaborazione. Le simulazioni più grandi (fino ad ora) hanno più o meno le dimensioni di un pianeta, ma questo varrebbe anche per i computer che le dovrebbero eseguire. Invece che determinare la posizione effettiva di ogni particella, tracciamo le sue probabilità in uno spazio di configurazioni. La matematica che definisce lo spazio di configurazioni è così efficiente che possiamo eseguire un intero universo sullo stesso computer di dimensioni planetarie che servirebbe per le simulazioni più piccole.»

«E questo spazio delle configurazioni sembra vero come il mondo reale

«In gran parte. Cioè sì, per un osservatore casuale sembra proprio lo stesso. Infatti i beta tester hanno dovuto sperimentare tutte le nostre leggi standard della fisica - le chiamano “fisica newtoniana” - prima di notare delle piccole incongruenze nella simulazione. Dicono che sembri davvero molto naturale»

«O è naturale o non lo è, credo. Cosa sarebbero queste piccole incongruenze?»

Sim City

«Si tratta di piccoli dettagli che non noteresti mai a prima vista, a meno di non cominciare a fare esperimenti con un'attrezzatura specialistica. In questo mondo le particelle non sono solo particelle, ma possono anche spostarsi come onde perché tracciamo solo la probabilità continua di dove si trovano. Ma le onde non si muovono istantaneamente come fanno qui nella realtà. O meglio, dal punto di vista dell'onda lo spostamento è istantaneo, il che permette alle cose di sembrare realistiche. Da qualunque altra prospettiva, le onde si muovono a velocità finita. Ciò permette di separare otticamente le diverse frequenze dando origine a quella che è probabilmente la più spettacolare e ovvia deviazione della simulazione rispetto alla realtà… gli arcobaleni.»

«Ci sono anche altri effetti. Per esempio, al massimo ci si può spostare alla velocità di questa propagazione. Ciò non ha ancora conseguenze importanti sui nostri beta tester, ad eccezione di quelli che ci fanno degli esperimenti, ma ci aspettiamo che comincerà ad avere conseguenze politiche quando comincerà l'espansione nella galassia, visto che limiterà il commercio e persino le comunicazioni a gruppi abbastanza localizzati.»

«Alcuni altri effetti bizzarri:
  • una particella non è mai in un posto preciso, cioè non possibile misurare contemporaneamente in modo preciso la sua posizione e la sua velocità;
  • se ci si avvicina alla velocità limite si diventa più pesanti;
  • il coefficiente d'attrito non è più una proprietà di un certo materiale ma l'unione delle caratteristiche di coppie di materiali. Gli utenti hanno compilato degli enormi manuali con molte delle possibili combinazioni, a differenza di qui dove ci sono semplici calcoli basati sulla composizione di ciascun materiale;
  • la velocità limite richiede piccole deformazioni dello spazio-tempo, il che crea degli artefatti ottici, complica leggermente il calcolo delle traiettorie e dà origine a una forza che nella simulazione chiamano gravità. Pensavamo che questa forza extra fosse un grosso difetto dell'algoritmo di compressione statistica, ma fortunatamente viene avvertita quasi nello stesso modo della nostra forza di attrazione, anche se dipende dalla massa del pianeta. Solo il 30% dei pianeti sarà abitabile con le masse attuali.
Artefatti di compressione

Tuttavia le incongruenze sono piccole. In questa nostra compressione “quantistica” (per usare il termine adottato dai giocatori) abbiamo cercato di bilanciare le formule matematiche in modo che gli effetti macroscopici fossero sostanzialmente invariati rispetto la realtà. La “fisica newtoniana” domina le esperienze comuni dei nostri giocatori e sembra piuttosto naturale. È un po' come in una foto compressa; si cerca di mantenere chiaro il quadro generale e di bilanciare i dettagli importanti, ma se la si guarda abbastanza da vicino si vedono degli artefatti dovuti alla compressione. Qui è la stessa cosa: un 99% di realismo e un 1% di stranezze. Fortunatamente molti giocatori si divertono a esplorare queste stranezze. Le stanno scoprendo e le stanno sfruttando per le armi, la generazione di energia, l'elaborazione. Siamo davvero molto curiosi di capire quali saranno i loro limiti all'interno di questo universo. Potremmo presto scoprire che stanno simulando qualcosa come noi.»

«Fantastico, grazie di avermi concesso il tuo tempo. Adesso posso giocarci?»

«Sì, siamo felici di annunciare che tu, Janngop del Daily Times, sarai il primo utente ufficiale dopo il beta test. Raggiungeranno presto Marte e tu potrai far parte della prima ondata di giocatori che abbandona il pianeta natale.»


P.S. La meccanica classica in realtà è molto più semplice da simulare di quella quantistica, ma il racconto mi sembrava comunque divertente!


Tradotto ed adattato da: if we were all leaving in a computer simulation.

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