Was ist eigentlich eine Simulation philosophisch?
Jeder hat von der Idee gehört, dass das Universum eine Simulation sein könnte - was wir so verstehen, dass es im "Basis" -Universum einen Computer gibt, auf dem ein Programm ausgeführt wird, das unser Universum ist. Mir scheint jedoch, dass diese Idee einer "Simulation" keine klare Grundlage hat. Wir verstehen, was wir unter "Simulation" verstehen, nur auf intuitive Weise, genauso wie wir verstehen, was ein Stuhl ist. Wir "wissen es, wenn wir es sehen." Ohne eine genaue, formale Definition von "Simulation" erscheinen mir Ideen zu Simulationen jedoch nicht legitim. Wie können wir etwas sicheres über Simulationen sagen, wie die Wahrscheinlichkeit, in einem zu sein, oder sogar die Möglichkeit, dass Bewusstsein in einem existiert, wenn wir uns nur auf unklare Intuition verlassen?
Um eine "Simulation" zu haben, müssen wir im Großen und Ganzen zuerst einen physischen Computer haben . Die Simulation wäre dann ein formales System, das der physische Computer implementiert. Die "Struktur" dieses formalen Systems muss in irgendeiner Weise innerhalb des physischen Computers existieren. Wie können wir die Beziehung zwischen dem physischen Computer und dem zu simulierenden formalen System genau (mathematisch) beschreiben? Es scheint eine Art Supervenience zu sein , aber wie können wir genauer sein?
Antworten
Es ist keine spezielle Zuordnung zwischen einer Simulation im Allgemeinen und der zugrunde liegenden "Hardware" erforderlich. Weder eine zeitliche Korrelation von Simulationszeit und Echtzeit noch zwischen Teilen der simulierten Welt und Teilen der Hardware-Verarbeitungseinheiten.
Eine Simulation ist eine bloße Folge von Berechnungen, die von Menschen auf Papier durchgeführt werden können, wenn genügend Zeit zur Verfügung steht (z. B. mussten Computer selbst vor dem Bau zuerst auf Papier simuliert werden).
Während eine bestimmte Simulation Zuordnungen zwischen Teilen der Hardware und Teilen des simulierten Modells aufweisen kann, ist dies in keiner Weise erforderlich. Typische (diskrete) Simulationen werden auf Standardhardware ausgeführt, wobei das simulierte Modell im Speicher gespeichert wird und Verarbeitungseinheiten Systeminstanzen aus dem Speicher abrufen, einen nächsten Zustand berechnen und diesen nächsten Zustand zurück in den Speicher speichern. Den atomaren Teilen der Simulation wird eine Identitätsnummer zugewiesen, die das in der Frage erwähnte zweite Problem leicht löst.
Eine besondere Art der Simulation sind "Echtzeitsimulationen", wie sie beispielsweise für Computerspiele oder zur Ausbildung von Flugzeugpiloten verwendet werden. Philosophisch sind diese nicht von besonderer Bedeutung, sie müssen nur zur Unterhaltung des Benutzers schnell laufen.
Und im Allgemeinen spielt es für die Philosophie keine Rolle, ob unsere Realität als Simulation von einem Computer oder von Magie gesteuert wird. In beiden Fällen sind die entscheidenden Fragen, ob wir erkennen können, dass wir Teil einer Simulation sind und in die Realität des Hosts "schauen", dieselben.
In Bezug auf einen Bediener, Designer oder Beobachter: Philosophisch gesehen besteht keine Notwendigkeit, einen Designer, Bediener oder Beobachter unserer Realität anzunehmen, selbst wenn unsere Realität simuliert wurde. Die Host-Realität könnte einfach natürlich auftretende Simulationen enthalten, ohne dass ein dedizierter Computer gebaut, gestartet und betrieben werden muss. Es ist philosophisch fehlerhaft zu glauben, dass eine Wirtsrealität unsere Realität als Simulation auf ähnliche Weise ausführen müsste, weil wir Menschen Simulationen auf eine bestimmte Weise ausführen.
Kurze Antwort
Um eine "Simulation" zu haben, müssen wir im Großen und Ganzen zuerst einen physischen Computer haben ... Wie können wir die Beziehung zwischen dem physischen Computer und dem zu simulierenden formalen System genau (mathematisch) beschreiben?
Wenn Sie über eine formale Simulation auf einem Computer sprechen, dann sprechen Sie über eine Computersimulation . Ein hervorragendes Beispiel dafür, wie Computer Simulationen praktisch anwenden, ist die Emulation anderer Software- und Hardwaremaschinen, die als virtuelle Maschinen bezeichnet werden . Formalisierungen von Computerhardware und -software sind ein Diskussionsthema in Themen wie formalen Sprachen und deren Entsprechung zu Automaten , formalen Systemen und Berechenbarkeitstheorie . Es gibt mehr Formalismen, als eine Vollzeitakademikerin sich vorstellen kann.
Lange Antwort
Berechnung und der digitale Computer
Es gibt verschiedene Definitionen der Berechnung.
Siehe Frage zur Informationsphilosophie zur Art der Berechnung
Wenn Sie sich jedoch auf das moderne Konzept digitaler Computer berufen, wie sie auf der von Neumann-Architektur und der Harvard-Architektur basieren und auf Turing-äquivalenten Rechenmodellen basieren, handelt es sich nicht um Computermodelle, sondern um Computersimulationen. Von WP:
Computersimulation ist der Prozess der mathematischen Modellierung, der auf einem Computer durchgeführt wird und dazu dient, das Verhalten oder das Ergebnis eines realen oder physikalischen Systems vorherzusagen. Da sie es ermöglichen, die Zuverlässigkeit ausgewählter mathematischer Modelle zu überprüfen, sind Computersimulationen zu einem nützlichen Werkzeug für die mathematische Modellierung vieler natürlicher Systeme in der Physik (Computerphysik), Astrophysik, Klimatologie, Chemie, Biologie und Fertigung sowie in menschlichen Systemen geworden Wirtschaft, Psychologie, Sozialwissenschaften, Gesundheitswesen und Ingenieurwesen. Die Simulation eines Systems wird als Ausführung des Systemmodells dargestellt. Es kann verwendet werden, um neue Einblicke in neue Technologien zu gewinnen und die Leistung von Systemen abzuschätzen, die für analytische Lösungen zu komplex sind. 1
Das heißt, eine Simulation ist eine Software, die im Allgemeinen als eine Kombination aus Daten oder Status und Anweisungen oder Prozessen angesehen wird, die es einer Computerplattform ermöglicht , physikalische Systeme vorherzusagen , was den Glauben an den Physikalismus philosophisch impliziert . Das heißt, die oft die Wissenschaften verwenden beweistheoretischen Interpretationen der physikalischen Gesetze , können durch die Verwendung kodiert erfolgen etablierte wissenschaftliche Theorien zu führen Experimente zu versuchen , Naturphänomene , die nicht zugänglich sein könnte Laborpraxis . Dies ist von großem Nutzen in vielen Disziplinen, vor allem bei der Prüfung der Permutationen von deterministischen Systemen , wie zum Beispiel verteilen Berechnungen von Proteinfaltung wie Stanford Folding @ home - Projekt.
Der Kern der CPU
In Bezug auf die formale Natur dieser Systeme muss verstanden werden, was den Kern der CPU ausmacht , die aus Sicht der Softwareanweisungen die ALU ist . Letztendlich besteht aus Sicht eines Softwareentwicklers (im Gegensatz zu einem Computeringenieur, der Zugriff auf Mikrocode hat ) jede Plattform aus einer Reihe von Daten- und Befehlsebenen, die letztendlich mit Operationscodes beginnen :
Beim Rechnen ist ein Opcode 1 ... der Teil eines Maschinensprachenbefehls, der die auszuführende Operation angibt. Neben dem Opcode selbst geben die meisten Anweisungen auch die Daten an, die sie in Form von Operanden verarbeiten werden. Zusätzlich zu Opcodes, die in den Befehlssatzarchitekturen verschiedener CPUs verwendet werden, bei denen es sich um Hardwaregeräte handelt, können sie im Rahmen ihrer Bytecode-Spezifikationen auch in abstrakten Rechenmaschinen verwendet werden.
Opcodes oder Maschinenbefehle sind die Verarbeitungsprimitive des Systems, die größtenteils aus arithmetischen und logischen Operationen bestehen, die an Daten in Registern innerhalb der CPU ausgeführt werden. Da Opcodes unglaublich kleine Operationen in einem stumpfen Binärformat sind, arbeitet im Allgemeinen kein Programmierer mit weniger als der Assemblersprache . Aber oft schreiben Programmierer in Tools, die so ausgefeilt sind wie Sprachen der vierten Generation wie Java oder C #.
Computer und Formalismen
Da die von Neumann-Architektur ein Beispiel für einen Allzweckcomputer ist , gibt es keinen einzigen Formalismus. Tatsächlich gibt es für Simulationen und Computer eine schwindelerregende Reihe von Formalismen. Formalismen für das Hardware-Design. Formalismen für das OS-Design. Formalismen für Programmiersprachen und Compiler. Formalismen für das Software-Design. Formalismen für logische und arithmetische Systeme. Formalismen zur Beschreibung physikalischer Daten.
Um einige Beispiele zu nennen, könnte eine Computersprache von BNF , einer künstlichen Sprachspezifikation, abstrakt beschrieben werden . Beispielsweise:
<syntax> ::= <rule> | <rule> <syntax>
<rule> ::= <opt-whitespace> "<" <rule-name> ">" <opt-whitespace> "::=" <opt-whitespace> <expression> <line-end>
<opt-whitespace> ::= " " <opt-whitespace> | ""
Anschließend wird ein Compiler erstellt , der Anweisungen in einer Programmiersprache in Opcodes konvertiert.
Aber vielleicht ist das Programm selbst in UML entworfen und in Java nach objektorientierten Entwurfsprinzipien geschrieben . Zusätzlich zu diesen Formalismen werden numerische Analysen , SQL-Speicher und eine Physik-Engine implementiert . Jeder einzelne davon wird Formalismen beinhalten, einschließlich des letzten, der die Formalismen physikalischer Gesetze implementiert. Das sind viele Formalismen.
Philosophie der Berechnung
Es gibt sehr wichtige philosophische Implikationen in Bezug auf Simulationen und Berechnungen, und vielleicht ist eine der wichtigsten die Curry-Howard-Korrespondenz, die Äquivalenzen zwischen mathematischen und rechnerischen Formalismen zeigt:
In der Programmiersprachentheorie und der Beweistheorie ist die Curry-Howard-Entsprechung (auch als Curry-Howard-Isomorphismus oder -Äquivalenz oder die Interpretation von Beweisen als Programme und Aussagen oder Formeln als Typen bekannt) die direkte Beziehung zwischen Computerprogrammen und mathematische Beweise.
Siehe Logik und Berechnung: Ein philosophischer Standpunkt zum Curry-Howard-Isomorphismus
Ein weiterer wichtiger Aspekt der Simulation sind Fragen zur Beziehung zwischen physischen und mentalen Ontologien wie der kartesischen Dualität . Eines der bekanntesten philosophischen Probleme in der Philosophie des Geistes ist das Chinese Room-Argument von Searle. Siehe Wie unterscheidet sich die menschliche Intelligenz von Searles chinesischem Raum?
Schließlich werden Computer jetzt nicht nur verwendet, um physikalische Systeme wie Moleküle und Wettersysteme zu simulieren, sondern auch Aspekte der Erkenntnistheorie und Intentionalität selbst. Tatsächlich arbeiten eine Reihe von Philosophen mit anderen Kognitionswissenschaftlern zusammen, um Computer zu bauen, die Aspekte des Bewusstseins simulieren . Siehe Computer, Künstliche Intelligenz und Erkenntnistheorie
Aus systemischer Sicht ist eine Simulation der Versuch, ein Verhalten mithilfe eines Modells zu reproduzieren .
Wenn dies hilft, unterscheidet sich die Simulation von der Emulation , bei der eine bekannte physikalische Komponente durch eine Technologie ersetzt wird. Ein Commodore 64- Emulator ist also der Ersatz eines physischen klassischen Computers durch Software. Es verfügt über alle seine Funktionen. Sie können jedoch keinen Flugemulator herstellen , da dies die Nachahmung der Klimabedingungen (die derzeit nicht möglich sind), des Verhaltens der Natur und möglicherweise des Verhaltens der Besatzung implizieren würde. Sie finden also Flugsimulatoren , keine Emulatoren . Eine Simulation ist ein Reproduktionsversuch, der auf einem Modell basiert. Eine Emulation ist ein Ersatz einer bekannten Komponente.
Zurück zur Simulation. Sie können also simulieren, ein alter Mann vor Ihren Kindern zu sein (das ist nicht nur eine Berechnung, wie einige Antworten besagen), Sie können eine Simulation der Klimabedingungen mit einem bestimmten Modell durchführen, Sie können ein Flugsimulationsspiel spielen, eine Cessna fliegen usw.
Der spezielle Fall, auf den Sie sich beziehen, ist die Simulation menschlichen Verhaltens. In dem Film "The Matrix" konnte ein Computer (als solcher bezeichnet) eine Simulation ausführen, dh das menschliche Verhalten unter kontrollierten Bedingungen simulieren und die Simulationsergebnisse in das Gehirn von Menschen projizieren.
Der Film hat eine solide Logik und viele Leute fragten, ob sie nicht wirklich existieren und in einem ähnlichen Computer leben, dh in einer Simulation. Die Idee ist nicht neu. Viele Menschen spekulieren, dass Außerirdische einen Computer geschaffen haben, auf dem wir existieren und leben. In den 70er Jahren hatte ich selbst die Idee, dass ich und ein Puppenspieler-Gott die einzigen existierenden Kreaturen waren und der Rest der Menschen nur Marionetten waren, die von einem solchen Gott kontrolliert wurden.
In jedem Fall ist die Idee nur spekulativ und eine sich selbst erfüllende Prophezeiung. Wir können keine Spekulation beweisen,
- Erstens, weil wir nicht mit dem äußeren Simulationssystem interagieren können (so etwas wie Pac-Man kann nur mit Geistern interagieren, nicht mit mir), und
- zweitens, weil die Spekulation mehrere Formen annehmen kann . Hat der Computer, auf dem die Simulation ausgeführt wird, eine Solid-State-Festplatte? Ja, für einige, nein, für andere.
Es ist eine sich selbst erfüllende Prophezeiung, weil sie unsere Existenz erklärt (was in diesem Fall eine gültige Prämisse wäre), basierend auf Tatsachen, die unsere Erfahrung übersteigen (die nicht bestätigt werden können), was nur ein Irrtum ist und die Konsequenz bestätigt . Genau wie die Religionen.
Die Idee, dass wir in einer Simulation leben, entspricht also jeder Religion, außer dass sie besser für Filmfans und Technikfreaks geeignet ist.