Simülasyon İçinde Simülasyon Kurdukça İşlemci Yanmaz mı?

Matruşka bebeklerini açmayı herkes sever: Büyük bebeğin içinden küçüğü, onun içinden daha küçüğü çıkar ve bir noktada parmakların sığmaz olur. İç içe simülasyonlar fikri de tam o parmakların sığmadığı yerde fizik duvarına tosluyor. Eğer bizim yaşadığımız evren bir üst katmanın simülasyonuysa ve yarın biz de kendi içimizde milyarlarca sanal uygarlık çalıştırırsak, alttaki her katman üstteki donanımın sırtına ekstra bir hesaplama yükü bindirecektir.

Bu noktada özyinelemeli simülasyon başlığında ve Matrioshka beyni tartışmasında pek üzerinde durulmayan soğuk bir termodinamik yasa devreye girer: Landauer İlkesi. Fizikçi Rolf Landauer’ın 1961’de gösterdiği üzere, mantıksal olarak geri döndürülemez her bilgi silme işlemi çevresine en az $k_B T ln 2$ kadar ısı enerjisi yaymak zorundadır. Yani bir yıldızın bütün ışınımını iç içe hesaplama katmanlarına hapseden ve en içten en dışa doğru atık ısıyla sonraki katmanı besleyen dev bir Dyson-Matrioshka küresi bile sonsuz işlem gücü üretemez; her alt katman, üst katmanın sınırlı bellek ve ısı dağıtım bütçesinden çalar.

• Çözünürlük düşümü (Lossy compression): Bir sanal makine içinde başka bir emülatör açtığınızda performansın düşmesi gibi, alt simülasyon katmanlarında da fizik yasalarının hassasiyeti kaba yaklaşıklıklara indirgenir; uzak yıldızlar yalnızca görsel birer nokta olarak tutulur, kimyasal tepkimeler yalnızca makroskobik ortalamalarla hesaplanır.
• Zaman adımının yavaşlaması: Üst katman donanımı daraldığında dışarıda günler veya yıllar geçerken alt simülasyondaki saat adımı yavaşlatılır. İçerideki varlıklar bunu asla fark edemez çünkü kendi biyolojik ve zihinsel saatleri de aynı simülasyon adımına kilitlidir.
• Eksiksiz öz-simülasyon imkânsızlığı: Bilgisayar kuramının temel bir sonucuna göre sonlu bir sistem, kendisiyle birebir aynı karmaşıklıktaki bir evreni gerçek zamanlı ve kayıpsız olarak kendi içinde koşturamaz; her alt katman mutlaka bir sadeleştirme veya dışlanmış detay barındırmak zorundadır.
• Sıfır-toplamlı müdahale ve kapatılma riski: Ekonomist Robin Hanson’ın dikkat çektiği o tatsız senaryo burada doğar. Eğer içerideki bir alt uygarlık, kendi içinde devasa yeni simülasyonlar veya aşırı yüksek enerjili deneyler başlatıp üst sunucunun işlemci payını tüketmeye başlarsa, operatör sistemi sadeleştirmek için o düğümü kapatabilir ya da hesaplama açgözlülüğünü durduracak bir yama gönderebilir.

Üstelik bu fiziksel darboğaza bir de bellek sızıntısı ve hata birikimi eklenir. Alt simülasyonlar kendi içlerinde rastgele gürültü ve kuantum dalgalanması simüle etmeye devam ettikçe, üst katmanın bellek ayırıcısında muazzam bir durum uzayı birikir; bir başka deyişle her alt katman, bir üst katmanın fizik motorunu en ince ayrıntısına kadar taklit etmek yerine kestirme istatistiksel yamalar kullanmak zorunda kalır. Kısacası kâğıt üzerinde sonsuza giden bir simülasyon kulesi çizmek kolaydır ama termodinamik yasaların hüküm sürdüğü bir evrende bu kule birkaç basamak sonra hızla daralır. Ya en alttaki birkaç katmandan sonra atom altı detayı tutacak enerji kalmaz, ya da elektrik faturasını ödeyen en üst katman yöneticisi gereksiz yere işlemci yükü bindiren alt süreçlerin fişini çeker.