[논문 리뷰] The Future of Scientific Simulations: from Artificial Life to Artificial Cosmogenesis

Clément Vidal|ArXiv.org|2008. 03. 07.

Earth Systems and Cosmic Evolution참고 문헌 55인용 수 22

한 줄 요약

이 논문은 향후 과학적 시뮬레이션들이 물리적, 생물학적, 문화적 수준에서 개방형 진화를 포함하도록 발전할 수 있으며, 지능적 생명체가 새로운 우주를 시뮬레이션하고 잠재적으로 실현하는 인공적 우주 생성(artificial cosmogenesis)에 이를 수 있다고 제안한다. 이러한 시뮬레이션은 열사멸 문제와 같은 천체물리학적 문제를 해결할 수 있을 것이며, 철학적으로도 엄격한 접근을 통해 고도로 발전한 시뮬레이션 기술을 통해 우주의 창조로 이어질 수 있는 가능성을 제시한다.

ABSTRACT

This philosophical paper explores the relation between modern scientific simulations and the future of the universe. We argue that a simulation of an entire universe will result from future scientific activity. This requires us to tackle the challenge of simulating open-ended evolution at all levels in a single simulation. The simulation should encompass not only biological evolution, but also physical evolution (a level below) and cultural evolution (a level above). The simulation would allow us to probe what would happen if we would "replay the tape of the universe" with the same or different laws and initial conditions. We also distinguish between real-world and artificial-world modelling. Assuming that intelligent life could indeed simulate an entire universe, this leads to two tentative hypotheses. Some authors have argued that we may already be in a simulation run by an intelligent entity. Or, if such a simulation could be made real, this would lead to the production of a new universe. This last direction is argued with a careful speculative philosophical approach, emphasizing the imperative to find a solution to the heat death problem in cosmology. The reader is invited to consult Annex 1 for an overview of the logical structure of this paper. -- Keywords: far future, future of science, ALife, simulation, realization, cosmology, heat death, fine-tuning, physical eschatology, cosmological natural selection, cosmological artificial selection, artificial cosmogenesis, selfish biocosm hypothesis, meduso-anthropic principle, developmental singularity hypothesis, role of intelligent life.

연구 동기 및 목표

• 물리적, 생물학적, 문화적 수준에서의 개방형 진화를 포함하는 전체 우주의 시뮬레이션 가능성을 철학적이고 과학적으로 탐구하는 것.
• 열사멸이라는 천체물리학적 근본 문제를 해결하기 위해 시뮬레이션 기반의 우주 창조를 제안하는 것.
• 지능적 생명체가 시뮬레이션된 우주를 통해 새로운 우주를 생성하고, 이를 통해 인공적 우주 생성(artificial cosmogenesis)을 실현할 수 있는지 고찰하는 것.
• 현실 세계의 모델링과 인공 세계의 시뮬레이션을 구분하며, 지능적 에이전트가 시뮬레이션된 우주를 어떻게 형성하는지 강조하는 것.
• 시뮬레이션 기반의 우주 창조가 과학의 먼 미래와 우주의 진화에서 지능의 역할에 미치는 영향을 조사하는 것.

제안 방법

• 물리적, 생물학적, 문화적 진화를 하나의 계산 모델 안에 통합하는 다수준 시뮬레이션 프레임워크를 제안한다.
• 우주의 생성을 시뮬레이션을 통해 모델링하기 위해 천체물리학적 자연선택 이론과 자기 중심의 생우주론 가설(자기 중심의 우주론) 개념을 활용한다.
• 시뮬레이션된 우주가 물리적으로 실현될 조건을 탐색하기 위해 추상적 철학적 추론을 사용한다.
• 다양한 법칙과 초기 조건을 가진 '우주의 테이프를 다시 재생'하는 아이디어를 도입하여 장기적인 천체적 결과를 테스트한다.
• 지능적 관측자가 시뮬레이션을 통해 타당한 우주를 선택하고 안정화시키는 방식으로 인공 선택과 유사한 역할을 한다는 분석을 한다.
• 실험적 또는 계산적 실행보다는 논리적이고 철학적 추론에 기반하며, 기존 물리학과의 일관성과 개념적 타당성을 중시한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 한 개의 시뮬레이션에서 물리적, 생물학적, 문화적 수준의 개방형 진화를 통합할 수 있는가?
• RQ2 어떤 조건에서 시뮬레이션된 우주가 물리적으로 실현되어 인공적 우주 생성에 이르게 되는가?
• RQ3 어떻게 시뮬레이션 기반의 우주 창조가 천체물리학에서의 열사멸 문제를 해결할 수 있는가?
• RQ4 지능적 생명체가 시뮬레이션을 통해 타당한 우주를 선택하거나 생성하는 데서 수행하는 역할은 무엇인가?
• RQ5 우리가 이미 시뮬레이션된 세계에 살고 있을 가능성이 논리적이고 철학적으로 타당한가?

주요 결과

• 논문은 물리적, 생물학적, 문화적 진화를 포함하는 전체 우주의 종합적 시뮬레이션은 과학적 탐구의 미래 목표가 될 수 있다고 결론 내린다.
• 시뮬레이션된 우주가 실현되어 인공적 우주 생성에 이르는 것은 추측적이지만 논리적으로 타당한 가능성으로 제시된다.
• 다양한 초기 조건이나 물리 법칙을 가진 우주의 시뮬레이션은 우주의 정밀조정에 대한 가설을 테스트할 수 있다.
• 이 논문은 이러한 시뮬레이션을 통해 낮은 엔트로피를 가진 새로운 우주를 창출할 수 있어 열사멸 문제에 대한 해결책을 제공할 수 있다고 주장한다.
• 시뮬레이션 내에서 지능적 관측자의 존재는 안정적이고 생명을 지탱할 수 있는 성질을 가진 우주를 선호하는 형태의 천체물리학적 인공 선택을 초래할 수 있다고 추측한다.
• 메두소-인간주의 원리와 발달적 싱귤러리티 가설은 자율적으로 자기 인식하는 우주를 생성하는 시뮬레이션의 출현을 이해하기 위한 잠재적 프레임워크로 제시된다.