Apa sebenarnya simulasi secara filosofis?

Dec 23 2020

Setiap orang telah mendengar gagasan bahwa alam semesta mungkin sebuah simulasi - yang kami pahami sebagai sebuah komputer di alam semesta "dasar", yang menjalankan program yaitu alam semesta kita. Tetapi bagi saya, gagasan tentang "simulasi" ini kurang memiliki landasan yang jelas. Kami memahami apa yang kami maksud dengan "simulasi" hanya dengan cara yang intuitif, sama seperti kami memahami apa itu kursi. Kita "mengetahuinya saat kita melihatnya." Namun, tanpa definisi formal yang tepat dari "simulasi," gagasan tentang simulasi tampaknya tidak sah bagi saya. Bagaimana kita bisa mengatakan sesuatu dengan pasti tentang simulasi, seperti kemungkinan berada di salah satu simulasi, atau bahkan kemungkinan kesadaran yang ada di dalam simulasi, ketika kita hanya mengandalkan intuisi yang tidak jelas?

Secara umum, untuk memiliki "simulasi", pertama-tama kita harus memiliki komputer fisik . Simulasi kemudian akan menjadi beberapa sistem formal yang diimplementasikan oleh komputer fisik. "Struktur" dari sistem formal ini harus ada dalam beberapa cara di dalam komputer fisik. Bagaimana kita bisa secara tepat (secara matematis) menggambarkan hubungan antara komputer fisik dan sistem formal yang disimulasikan? Tampaknya ini semacam supervenience , tetapi bagaimana kita bisa lebih spesifik?

Jawaban

2 tkruse Dec 25 2020 at 08:43

Tidak diperlukan pemetaan khusus antara simulasi secara umum dan "perangkat keras" yang mendasarinya. Baik korelasi temporal waktu simulasi dan waktu nyata, maupun antara bagian dunia simulasi dan bagian unit pemrosesan perangkat keras.

Simulasi hanyalah urutan kalkulasi, yang dapat dilakukan oleh manusia di atas kertas, dengan waktu yang cukup (misalnya komputer itu sendiri harus disimulasikan di atas kertas terlebih dahulu sebelum dibuat).

Meskipun simulasi yang diberikan mungkin memiliki pemetaan antara bagian perangkat keras dan bagian dari model yang disimulasikan, ini sama sekali bukan suatu keharusan. Simulasi khas (terpisah) dijalankan pada perangkat keras komoditas dengan model simulasi disimpan dalam memori, dan unit pemrosesan mengambil contoh sistem dari memori, menghitung status berikutnya, dan menyimpan status berikutnya kembali ke memori. Bagian atom dari simulasi diberi nomor identitas, yang dengan mudah memecahkan masalah kedua yang disebutkan dalam pertanyaan.

Jenis simulasi khusus adalah "simulasi waktu nyata", jenis yang digunakan untuk permainan komputer atau untuk melatih pilot pesawat, sebagai contoh. Secara filosofis mereka tidak memiliki kepentingan khusus, mereka hanya perlu berlari cepat untuk hiburan pengguna.

Dan secara umum, untuk tujuan filosofi, tidak masalah jika realitas kita sebagai simulasi dijalankan oleh komputer atau sihir. Dalam kedua kasus tersebut, pertanyaan penting tentang apakah kita dapat mendeteksi bahwa kita adalah bagian dari simulasi dan "melihat" ke dalam realitas host adalah sama.

Mengenai setiap operator, perancang atau pengamat: Secara filosofis tidak perlu menganggap perancang, operator atau pengamat realitas kita bahkan jika realitas kita disimulasikan. Realitas host bisa saja muncul secara alami simulasi yang terjadi sepanjang waktu tanpa perlu komputer khusus untuk dibangun, dimulai dan dioperasikan. Secara filosofis cacat untuk berpikir bahwa karena kita manusia menjalankan simulasi dengan cara tertentu, realitas host harus menjalankan realitas kita sebagai simulasi dengan cara yang sama.

1 JD Jan 06 2021 at 14:31

Jawaban singkat

Secara umum, untuk memiliki "simulasi", pertama-tama kita harus memiliki komputer fisik dari beberapa jenis ... Bagaimana kita bisa secara tepat (secara matematis) menggambarkan hubungan antara komputer fisik dan sistem formal yang disimulasikan?

Jika Anda berbicara tentang simulasi formal di komputer, maka Anda berbicara tentang simulasi komputer . Contoh yang sangat baik tentang bagaimana komputer secara praktis menerapkan simulasi adalah dengan meniru perangkat lunak dan mesin perangkat keras lain dan dikenal sebagai mesin virtual . Formalisasi perangkat keras dan perangkat lunak komputer adalah topik diskusi dalam mata pelajaran seperti bahasa formal dan korespondensinya dengan automata , sistem formal , dan teori komputasi . Ada lebih banyak formalisme daripada yang bisa dibungkus oleh seorang akademisi penuh waktu.

Jawaban panjang

Komputasi dan Komputer Digital

Ada beberapa definisi komputasi.

Lihat pertanyaan Filsafat informasi tentang sifat komputasi

Namun, jika Anda menggunakan konsep modern komputer digital seperti yang dibangun dengan arsitektur von Neumann dan arsitektur Harvard dan yang sejalan dengan model komputasi yang setara dengan Turing , maka Anda tidak berurusan dengan model komputer, tetapi simulasi komputer. Dari WP:

Simulasi komputer adalah proses pemodelan matematika, dilakukan di komputer, yang dirancang untuk memprediksi perilaku atau hasil dari dunia nyata atau sistem fisik. Karena mereka memungkinkan untuk memeriksa keandalan model matematika yang dipilih, simulasi komputer telah menjadi alat yang berguna untuk pemodelan matematika dari banyak sistem alam dalam fisika (fisika komputasi), astrofisika, klimatologi, kimia, biologi dan manufaktur, serta sistem manusia di ekonomi, psikologi, ilmu sosial, perawatan kesehatan dan teknik. Simulasi suatu sistem direpresentasikan sebagai jalannya model sistem. Ini dapat digunakan untuk mengeksplorasi dan mendapatkan wawasan baru ke dalam teknologi baru dan untuk memperkirakan kinerja sistem yang terlalu kompleks untuk solusi analitis. 1

Artinya, simulasi adalah perangkat lunak yang umumnya dilihat sebagai kombinasi data atau keadaan dan instruksi atau proses yang memungkinkan platform komputasi untuk memprediksi sistem fisik yang secara filosofis menyiratkan kepercayaan pada fisik . Artinya, ilmu-ilmu yang sering menggunakan interpretasi bukti-teori dari hukum-hukum fisika , dapat dilakukan dengan menggunakan pengkodean teori-teori ilmiah yang didirikan untuk mencoba untuk melakukan percobaan tentang fenomena alam yang mungkin tidak akan setuju untuk praktek laboratorium . Ini adalah utilitas yang besar dalam banyak disiplin ilmu, terutama ketika memeriksa permutasi dari sistem deterministik , seperti perhitungan didistribusikan protein lipat seperti Stanford rumah Folding @ proyek.

Inti dari CPU

Mengenai sifat formal dari sistem ini, yang perlu dipahami adalah inti dari CPU , yang dari perspektif instruksi perangkat lunak, adalah ALU . Pada akhirnya, dari perspektif insinyur perangkat lunak (berbeda dengan insinyur komputer yang memiliki akses ke kode mikro ), setiap platform terdiri dari serangkaian lapisan data dan instruksi yang pada akhirnya dimulai dengan kode op :

Dalam komputasi, opcode 1 ... adalah bagian dari instruksi bahasa mesin yang menentukan operasi yang akan dilakukan. Selain opcode itu sendiri, kebanyakan instruksi juga menentukan data yang akan mereka proses, dalam bentuk operand. Selain opcode yang digunakan dalam arsitektur set instruksi dari berbagai CPU, yang merupakan perangkat keras, opcode juga dapat digunakan dalam mesin komputasi abstrak sebagai bagian dari spesifikasi kode byte mereka.

Opcodes atau instruksi mesin adalah proses primitif dari sistem yang sebagian besar terdiri dari operasi aritmatika dan logis yang dilakukan pada data dalam register di dalam CPU. Karena opcode adalah operasi yang sangat kecil dalam format biner yang tumpul, umumnya tidak ada programmer yang bekerja dengan bahasa yang kurang dari bahasa assembly . Namun seringkali, pembuat kode menulis di alat secanggih bahasa generasi keempat seperti Java atau C #.

Komputer dan Formalisme

Karena arsitektur von Neumann adalah contoh komputer tujuan umum , tidak ada formalisme. Faktanya, untuk simulasi dan komputer, ada serangkaian formalisme yang membingungkan. Formalisme untuk desain perangkat keras. Formalisme untuk desain OS. Formalisme untuk bahasa pemrograman dan kompiler. Formalisme untuk desain perangkat lunak. Formalisme untuk sistem logika dan aritmatika. Formalisme untuk menggambarkan data fisik.

Untuk memberikan beberapa contoh, bahasa komputer dapat dijelaskan secara abstrak oleh BNF , yang merupakan spesifikasi bahasa buatan . Contohnya:

<syntax>         ::= <rule> | <rule> <syntax>
<rule>           ::= <opt-whitespace> "<" <rule-name> ">" <opt-whitespace> "::=" <opt-whitespace> <expression> <line-end>
<opt-whitespace> ::= " " <opt-whitespace> | ""

Kemudian kompiler dibangun yang mengubah instruksi dalam bahasa pemrograman menjadi opcode.

Tetapi, mungkin program itu sendiri dirancang dalam UML dan ditulis dalam Java sesuai dengan prinsip desain berorientasi objek . Dan di atas formalisme itu, ia mengimplementasikan analisis numerik , penyimpanan SQL , dan mesin fisika . Masing-masing akan melibatkan formalisme, termasuk yang terakhir yang menerapkan formalisme hukum fisik. Itu formalisme yang banyak.

Filsafat Komputasi

Ada implikasi filosofis yang sangat penting mengenai simulasi dan komputasi, dan mungkin salah satu yang paling penting adalah korespondensi Curry-Howard yang menunjukkan kesetaraan antara formalisme matematika dan komputasi:

Dalam teori bahasa pemrograman dan teori bukti, korespondensi Curry-Howard (juga dikenal sebagai isomorfisme atau kesetaraan Curry-Howard, atau bukti-sebagai-program dan proposisi- atau interpretasi rumus-sebagai-jenis) adalah hubungan langsung antara program komputer dan bukti matematis.

Lihat Logika dan Komputasi: sudut pandang filosofis tentang isomorfisme Curry-Howard

Aspek penting lain dari simulasi adalah pertanyaan yang diajukannya tentang hubungan antara ontologi fisik dan mental, seperti dualitas Cartesian . Salah satu masalah filosofis paling terkenal dalam filsafat pikiran adalah argumen Ruang Cina oleh Searle. Lihat Bagaimana kecerdasan manusia berbeda dari kamar Cina Searle?

Terakhir, komputer sekarang digunakan tidak hanya untuk mensimulasikan sistem fisik seperti molekul dan sistem cuaca, tetapi juga aspek epistemologi dan intensionalitas itu sendiri. Faktanya, sejumlah filsuf bekerja sama dengan ilmuwan kognitif lain untuk membangun komputer guna mensimulasikan aspek kesadaran . Lihat Komputer, Kecerdasan Buatan, dan Epistemologi

1 RodolfoAP Jan 06 2021 at 14:41

Dari perspektif sistemik, simulasi adalah upaya untuk mereproduksi perilaku menggunakan model .

Jika membantu, simulasi berbeda dari emulasi , di mana komponen fisik yang diketahui digantikan oleh beberapa teknologi. Jadi, emulator Commodore 64 adalah pengganti komputer klasik fisik dengan perangkat lunak. Ini menampilkan semua kemampuannya. Tetapi Anda tidak dapat membuat emulator penerbangan , karena itu akan meniru kondisi iklim (yang tidak dapat dilakukan, seperti sekarang), perilaku alam, dan mungkin, perilaku kru. Jadi, Anda akan menemukan simulator penerbangan , bukan emulator . Simulasi adalah upaya reproduksi berdasarkan model; emulasi adalah penggantian komponen yang diketahui.

Kembali ke simulasi. Jadi, Anda dapat mensimulasikan menjadi orang tua di depan anak-anak Anda (itu bukan hanya perhitungan, seperti yang dinyatakan oleh beberapa jawaban), Anda dapat menjalankan simulasi kondisi iklim menggunakan model tertentu, Anda dapat memainkan game simulasi penerbangan, menerbangkan Cessna, dll.

Kasus spesifik yang Anda rujuk, adalah simulasi perilaku manusia. Dalam film "The Matrix", komputer (dinamai demikian) mampu menjalankan simulasi, yaitu mensimulasikan perilaku manusia, dalam kondisi terkendali, dan memproyeksikan hasil simulasi ke dalam otak orang.

Film ini memiliki logika yang kuat, dan banyak orang bertanya apakah mereka tidak benar-benar ada dan tinggal di komputer yang mirip, yaitu dalam simulasi. Idenya bukanlah hal baru. Banyak orang berspekulasi bahwa alien telah menciptakan komputer di mana kita berada dan tinggal. Kembali ke tahun 70-an, saya sendiri memiliki gagasan bahwa saya dan Dewa Dalang adalah satu-satunya makhluk yang ada, dan orang-orang lainnya hanyalah boneka yang dikendalikan oleh dewa tersebut.

Bagaimanapun, idenya hanya spekulatif, dan ramalan yang terwujud dengan sendirinya. Kami tidak bisa membuktikan spekulasi,

pertama, karena kita tidak dapat berinteraksi dengan eksterior simulasi (seperti pac-man hanya dapat berinteraksi dengan hantu, bukan dengan saya), dan
kedua, karena spekulasi dapat terjadi dalam berbagai bentuk . Apakah komputer menjalankan simulasi, hard drive solid-state? Ya, untuk beberapa, tidak, untuk yang lain.

Ini adalah nubuatan yang terwujud dengan sendirinya, karena menjelaskan keberadaan kita (yang akan menjadi premis yang valid dalam kasus ini) berdasarkan fakta-fakta yang melebihi pengalaman kita (yang tidak dapat divalidasi), yang hanya merupakan kekeliruan, menegaskan konsekuensinya . Sama seperti agama.