Felsefi olarak simülasyon aslında nedir?
Evrenin bir simülasyon olabileceği fikrini herkes duymuştur - bunu anlıyoruz ki "temel" evrende bizim evrenimiz olan bir programı çalıştıran bir bilgisayar var demektir. Ama bana öyle geliyor ki, bu "simülasyon" fikrinin açık bir temeli yok. "Simülasyon" ile ne demek istediğimizi sadece sezgisel bir şekilde anlıyoruz, tıpkı bir sandalyenin ne olduğunu anladığımız gibi. "Onu gördüğümüzde anlarız." Bununla birlikte, kesin ve resmi bir "simülasyon" tanımı olmadan, simülasyonlarla ilgili fikirler bana meşru görünmüyor. Simülasyonlar hakkında, birinde olma olasılığı veya hatta bilinçliliğin birinin içinde var olma olasılığı gibi, sadece belirsiz sezgiye güvenirken nasıl kesin bir şey söyleyebiliriz?
Geniş anlamda, bir "simülasyon" sahibi olmak için, önce bir tür fiziksel bilgisayara sahip olmamız gerekir . Simülasyon daha sonra fiziksel bilgisayarın uyguladığı resmi bir sistem olacaktır. Bu biçimsel sistemin "yapısı" bir şekilde fiziksel bilgisayar içinde mevcut olmalıdır. Fiziksel bilgisayar ile simüle edilen biçimsel sistem arasındaki ilişkiyi katı bir şekilde (matematiksel olarak) nasıl tanımlayabiliriz? Bu bir tür denetim gibi görünüyor , ancak nasıl daha spesifik olabiliriz?
Yanıtlar
Genel olarak bir simülasyon ile temeldeki "donanım" arasında herhangi bir özel eşleştirmeye gerek yoktur. Ne simülasyon zamanı ile gerçek zamanın zamansal korelasyonu ne de simüle edilmiş dünyanın parçaları ile donanım işleme birimlerinin parçaları arasında.
Simülasyon, yeterince zaman verildiğinde insanlar tarafından kağıt üzerinde yapılabilen basit bir hesaplama dizisidir (örneğin, bilgisayarlar inşa edilmeden önce kağıt üzerinde simüle edilmelidir).
Verilen bir simülasyon, donanımın parçaları ile simüle edilen modelin parçaları arasında eşleştirmelere sahip olsa da, bu hiçbir şekilde bir zorunluluk değildir. Tipik (ayrık) simülasyonlar, simüle edilmiş modelin bellekte depolanması ve işleme birimlerinin bellekten sistem örneklerini alması, bir sonraki durumu hesaplaması ve bir sonraki durumu belleğe geri kaydetmesi ile ticari donanım üzerinde çalıştırılır. Simülasyonun atomik kısımlarına, soruda bahsedilen ikinci problemi kolayca çözen bir kimlik numarası atanır.
Özel bir simülasyon türü, örnek olarak, bilgisayar oyunları veya uçak pilotlarını eğitmek için kullanılan türden "gerçek zamanlı simülasyonlardır". Felsefi olarak bunların özel bir önemi yoktur, sadece kullanıcının eğlenmesi için hızlı koşmaları gerekir.
Ve en genel olarak konuşursak, felsefenin amacı için, bir simülasyon olarak gerçekliğimizin bir bilgisayar tarafından mı yoksa sihirle mi yönetildiği önemli değildir. Her iki durumda da, bir simülasyonun parçası olduğumuzu tespit edip edemeyeceğimiz ve ana bilgisayar gerçekliğine "bakıp bakamayacağımız" gibi önemli sorular aynıdır.
Herhangi bir operatör, tasarımcı veya gözlemci ile ilgili olarak: Felsefi olarak, gerçekliğimiz simüle edilmiş olsa bile gerçekliğimizin herhangi bir tasarımcısını, operatörü veya gözlemcisini varsaymaya gerek yoktur. Ana bilgisayar gerçekliği, özel bir bilgisayarın inşa edilmesine, başlatılmasına ve çalıştırılmasına gerek kalmadan her zaman doğal olarak ortaya çıkan simülasyonlara sahip olabilir. Biz insanlar simülasyonları belirli bir şekilde yürüttüğümüz için, bir ev sahibi gerçekliğin gerçekliğimizi benzer bir şekilde bir simülasyon olarak çalıştırması gerektiğini düşünmek felsefi olarak kusurludur.
Kısa cevap
Geniş anlamda, bir "simülasyon" sahibi olmak için, öncelikle bir tür fiziksel bilgisayara sahip olmamız gerekir ... Fiziksel bilgisayar ile simüle edilen biçimsel sistem arasındaki ilişkiyi nasıl titizlikle (matematiksel olarak) tanımlayabiliriz?
Bilgisayardaki resmi bir simülasyondan bahsediyorsanız, bir bilgisayar simülasyonundan bahsediyorsunuz demektir . Bilgisayarların simülasyonları pratik olarak nasıl uyguladıklarının mükemmel bir örneği, diğer yazılım ve donanım makinelerini taklit etmektir ve bunlar sanal makineler olarak bilinir . Bilgisayar donanımı ve yazılımının biçimlendirilmesi, biçimsel diller ve bunların otomata , biçimsel sistemler ve hesaplanabilirlik kuramına yazışmaları gibi konularda bir tartışma konusudur . Tam zamanlı bir akademisyenin aklını doldurabileceğinden daha fazla şekil vardır.
Uzun cevap
Hesaplama ve Dijital Bilgisayar
Hesaplamanın birkaç tanımı vardır.
Hesaplamanın doğasıyla ilgili bilgi felsefesi sorusuna bakın
Bununla birlikte, von Neumann mimarisine ve Harvard mimarisine göre inşa edilenler ve Turing-eşdeğer hesaplama modelleriyle uyumlu olanlar gibi modern dijital bilgisayar konseptini çağırıyorsanız , o zaman bilgisayar modelleriyle değil, bilgisayar simülasyonlarıyla ilgileniyorsunuz demektir. WP'den:
Bilgisayar simülasyonu, gerçek dünya veya fiziksel bir sistemin davranışını veya sonucunu tahmin etmek için tasarlanmış, bilgisayarda gerçekleştirilen matematiksel modelleme sürecidir. Seçilen matematiksel modellerin güvenilirliğini kontrol etmeye izin verdikleri için bilgisayar simülasyonları, fizikteki (hesaplamalı fizik), astrofizikteki, klimatolojideki, kimyadaki, biyoloji ve üretimdeki birçok doğal sistemin matematiksel modellemesinde ve ayrıca insan sistemlerinde yararlı bir araç haline gelmiştir. ekonomi, psikoloji, sosyal bilimler, sağlık hizmetleri ve mühendislik. Bir sistemin simülasyonu, sistem modelinin çalışması olarak temsil edilir. Yeni teknolojiye ilişkin yeni içgörüler keşfetmek ve elde etmek ve analitik çözümler için çok karmaşık olan sistemlerin performansını tahmin etmek için kullanılabilir. 1
Kendisine, bir simülasyon programı genellikle sağlar veri veya durum ve talimat veya işlemin bir kombinasyonu olarak görülmektedir işlem platformu tahmin etmek için fiziksel sistemleri felsefi inancını eder physicalism . Demek ki o, sık kullandığınız bilimler geçirmez teorisi yorumların arasında fizik yasalarının , kodlama kullanılarak yapılabilir kurulan bilimsel teoriler hakkında davranış deneyleri denemek için doğal fenomenler yatkın olmayabilir laboratuvar uygulamaları . Bu, pek çok disiplinde büyük yarar özellikle inceleyerek permütasyon ait deterministik sistemlerin böyle proteinin dağıtılan hesaplamaların Stanford olarak katlanan olarak, Folding @ home projesi.
CPU'nun Çekirdeği
Bu sistemlerin biçimsel doğasına gelince, anlaşılması gereken şey, CPU'nun özünde olan şeydir ve yazılım talimatları açısından ALU'dur . Nihayetinde, bir yazılım mühendisinin bakış açısına göre ( mikrokoda erişimi olan bir bilgisayar mühendisinin aksine ), her platform bir dizi veri katmanından ve sonuçta işlem kodlarıyla başlayan talimatlardan oluşur :
Hesaplamada, bir işlem kodu 1 ..., bir makine dili talimatının gerçekleştirilecek işlemi belirleyen kısmıdır. İşlem kodunun (sic) yanında, çoğu talimat işlenenler biçiminde işleyecekleri verileri de belirtir. Donanım aygıtları olan çeşitli CPU'ların komut seti mimarilerinde kullanılan işlem kodlarına ek olarak, bayt kodu özelliklerinin bir parçası olarak soyut hesaplama makinelerinde de kullanılabilirler.
İşlem kodları veya makine talimatları, büyük ölçüde CPU'nun içindeki yazmaçlardaki veriler üzerinde gerçekleştirilen aritmetik ve mantıksal işlemlerden oluşan sistemin işleme ilkeleridir. İşlem kodları, geniş bir ikili formatta akıl almaz derecede küçük işlemler olduğundan, genellikle hiçbir programcı, assembly dilinden daha azıyla çalışmaz . Ancak çoğu zaman kodlayıcılar , Java veya C # gibi dördüncü nesil diller gibi karmaşık araçlarla yazarlar .
Bilgisayarlar ve Biçimler
Von Neumann mimarisi genel amaçlı bir bilgisayar örneği olduğundan, tek bir biçimcilik yoktur. Aslında, simülasyonlar ve bilgisayarlar için baş döndürücü bir dizi biçimcilik vardır. Donanım tasarımı için formalizmler. İşletim sistemi tasarımı için formalizmler. Programlama dilleri ve derleyiciler için biçimler. Yazılım tasarımı için formalizmler. Mantıksal ve aritmetik sistemler için formalizmler. Fiziksel verileri açıklamak için formalizmler.
Birkaç örnek vermek gerekirse, bir bilgisayar dili , yapay bir dil özelliği olan BNF tarafından soyut olarak tanımlanabilir . Örneğin:
<syntax> ::= <rule> | <rule> <syntax>
<rule> ::= <opt-whitespace> "<" <rule-name> ">" <opt-whitespace> "::=" <opt-whitespace> <expression> <line-end>
<opt-whitespace> ::= " " <opt-whitespace> | ""
Ardından , bir programlama dilindeki talimatları işlem kodlarına dönüştüren bir derleyici oluşturulur .
Ancak, belki de programın kendisi UML'de tasarlanmış ve nesneye yönelik tasarım ilkelerine göre Java'da yazılmıştır . Ve bu formalizmlerin yanı sıra, sayısal analiz , SQL depolama ve bir fizik motoru uygular . Bunların her biri, fiziksel yasaların biçimciliğini uygulayan sonuncusu da dahil olmak üzere, biçimcilikler içerecektir. Bu çok fazla şekil.
Hesaplama Felsefesi
Simülasyonlar ve hesaplama ile ilgili çok önemli felsefi çıkarımlar vardır ve belki de en önemlilerinden biri matematiksel ve hesaplamalı biçimcilikler arasındaki denklikleri gösteren Curry-Howard yazışmasıdır :
Programlama dili teorisi ve ispat teorisinde, Curry-Howard yazışmaları (aynı zamanda Curry-Howard izomorfizmi veya denkliği veya programlar olarak ispatlar ve önermeler- veya formüller-tür olarak yorumlama olarak da bilinir) bilgisayar programları arasındaki doğrudan ilişkidir. ve matematiksel kanıtlar.
Bakınız Mantık ve Hesaplama: Curry-Howard izomorfizmi üzerine felsefi bir bakış açısı
Simülasyonun bir diğer önemli yönü de, Kartezyen ikiliği gibi fiziksel ve zihinsel ontolojiler arasındaki ilişki hakkında ortaya çıkardığı sorulardır . Zihin felsefesindeki en ünlü felsefi problemlerden biri, Searle'nin Çin Odası argümanıdır . Bkz insan zekası Searle'in çin odadan Farkı Nedir?
Son olarak, bilgisayarlar artık sadece moleküller ve hava sistemleri gibi fiziksel sistemleri simüle etmek için değil, aynı zamanda epistemoloji ve kasıtlılığın kendi yönlerini de simüle etmek için kullanılıyor. Aslında, bir dizi filozof, bilincin yönlerini simüle etmek için bilgisayarlar oluşturmak için diğer bilişsel bilimcilerle işbirliği yapıyor . Bilgisayarlar, Yapay Zeka ve Epistemolojiye Bakın
Sistemik bir perspektiften bakıldığında, simülasyon, bir modeli kullanarak bir davranışı yeniden üretme girişimidir .
Yardımcı olursa, simülasyon, bilinen bir fiziksel bileşenin bazı teknolojilerle değiştirildiği öykünmeden farklıdır . Yani, bir Commodore 64 emülatörü , fiziksel bir klasik bilgisayarın yazılımla değiştirilmesidir. Tüm yeteneklerine sahiptir. Ancak bir uçuş öykünücüsü üretemezsiniz , çünkü iklim koşullarını (şu anda yapılamayan), doğanın davranışını ve belki de mürettebatın davranışını taklit etmek anlamına gelir. Öyleyse, emülatör değil, uçuş simülatörleri bulacaksınız . Simülasyon, bir modele dayalı bir yeniden üretim girişimidir; öykünme, bilinen bir bileşenin yerine geçer.
Simülasyona geri dönelim. Böylece, çocuklarınızın önünde yaşlı bir adam olmayı simüle edebilirsiniz (bazı cevapların belirttiği gibi bu sadece bir hesaplama değildir), belirli bir model kullanarak iklim koşullarının bir simülasyonunu çalıştırabilir, bir uçuş simülasyon oyunu oynayabilirsiniz, bir Cessna uçurmak vb.
Bahsettiğiniz özel durum, insan davranışının simülasyonudur. "The Matrix" filminde, bir bilgisayar (bu adla anılan), kontrollü koşullar altında bir simülasyonu çalıştırabiliyor, yani insan davranışını simüle edebiliyor ve simülasyon sonuçlarını insanların beyinlerine yansıtabiliyordu.
Filmin sağlam bir mantığı var ve birçok kişi gerçekten var olmadıklarını ve benzer bir bilgisayarda, yani bir simülasyonda yaşayıp yaşamadıklarını sordu. Fikir yeni değil. Pek çok insan, uzaylıların bizim var olduğumuz ve yaşadığımız bir bilgisayar yarattığını düşünüyor. 70'lere geri dönersek, ben ve bir kuklacı-Tanrı'nın var olan tek yaratık olduğu ve geri kalan insanların sadece böyle bir tanrı tarafından kontrol edilen kuklalar olduğu fikrine sahiptim.
Her durumda, fikir sadece spekülatiftir ve kendi kendini gerçekleştiren bir kehanettir. Bir spekülasyonu kanıtlayamayız,
- birincisi, simülasyonun dış yüzeyiyle etkileşim kuramayacağımız için (bir tür pac-man benimle değil, yalnızca hayaletlerle etkileşime girebilir) ve
- ikincisi, spekülasyon birden çok biçimde olabileceği için . Bilgisayar simülasyonu çalıştırıyor, bir katı hal sabit diski var mı? Evet, bazıları için hayır, diğerleri için.
Kendi kendini gerçekleştiren bir kehanettir, çünkü varlığımızı (bu durumda geçerli bir öncül olacaktır) deneyimimizi aşan (doğrulanamayan) gerçeklere dayanarak açıklar, bu sadece bir yanılgıdır ve sonucu onaylar . Tıpkı dinler gibi.
Dolayısıyla, bir simülasyonda yaşadığımız fikri, film hayranları ve teknoloji meraklıları için daha uygun olması dışında herhangi bir dine eşdeğerdir.