模拟假说

方法 · 算力是怎么算的 · 版本 2026.6

公式

本站的每个总数都来自同一个公式。我们用 log10 来算,这样像 10150 和 10(1080) 这么大的数也放得下:

FLOPS  =  units(scale, floor) × ops_per_unit(floor) / timestep(floor)   × rendered_fraction
       +  Σ minds × neurons × flops_per_neuron(model)                   (unless absorbed by the matter floor)
       ×  time_multiplier(time model)

units       mass / grain-mass, or atoms, or nucleons + electrons, or 2^(particles) for a full wavefunction
rendered    fraction of mass that gets the full floor; the rest runs as a "painted set" at 10^13 FLOPS per watcher
absorbed    at molecule-or-finer floors, brains are already matter, so the mind model adds nothing
comparisons Lloyd's bound (5.4×10^50 ops/s/kg), Landauer's limit (kT ln 2 at 300 K), all Earth's hardware (~10^21 FLOPS)
用文字说
数出你所选精度下限处的物质单元数。乘以每个单元每步所需的运算次数,再乘以每秒的步数。然后只保留世界中被渲染的那一部分。
为每个内心生活加上一个大脑的算力。例外是物质精度下限已经细到包含大脑的情形。那样它们就不增加任何东西。
乘以时间模型。线性时间只走一遍。分支需要更多,多世界需要的最多。

标签显示每个输入有多可信。实测 是已发表的测量。教科书 是标准物理学或已发表的估算。粗略 在一个数量级以内是可靠的。纯属猜测 是占位,背后没有任何经验依据,我们就这样标注它。

这些估算是你所选模型运算次数的下限。我们没有计入开销、纠错、延迟、内存和通信。这个模型真实运行起来,需要更多算力。对便宜的情景来说,有一个缺口最要紧。一个只在有人看的地方渲染的世界,无论在哪个细节层次,只要有人看,就必须保持一致。我们没有测量保证这一点需要付出什么。模型自己的选择,比如颗粒度、时间步长和每个观察者对应的渲染物质量,不是边界。它们可以让总数往任一方向移动。

示例演算

四个手算的情景,这样你不用本站也能核对算术。每一行只用下面表格里的常数。每次构建本站时,引擎都会运行同样的情景。这里的任何一个总数只要与它不一致,本站就不会发布。

逐个原子的地球

原子精度下限的地球,一切始终都在计算,每个心智都是真实的。

物质1.33×10⁵⁰ 个原子 × 每个原子每步 1,000 次运算 ÷ 每步 10⁻¹⁵ s1.3 × 1068
手算上面各行加起来1.3 × 1068 FLOPS
引擎本站的引擎,同一个情景1.3 × 1068 FLOPS

心智不增加任何东西。在原子精度下限下,大脑已经被当作构成它的原子来计算,所以它就在物质项之内。

缸中之脑

模拟之外的一个真实大脑。它感知的一切都是布景,其他所有人都是脚本。

布景每个观察者 10¹³ FLOPS × 1 个观察者1013
脚本角色8,199,999,999 人 × 每人 10⁶ FLOPS8.2 × 1015
大脑本身在外部运行,所以是 00
手算上面各行加起来8.2 × 1015 FLOPS
引擎本站的引擎,同一个情景8.2 × 1015 FLOPS

脚本人群需要的算力,超过布景的 800 倍。在一个只为一个人渲染的世界里,其他人占了总数的大部分。

唯我论

与缸中之脑相同,只是这个唯一的真实心智也被模拟,用的是功能性大脑模型。

布景10¹³ FLOPS × 1 个观察者1013
唯一的真实心智1 × 10¹⁸ FLOPS(功能模型)1018
脚本角色8,199,999,999 × 10⁶ FLOPS8.2 × 1015
手算上面各行加起来1018 FLOPS
引擎本站的引擎,同一个情景1018 FLOPS

模拟这一个心智,需要的算力约是世界其余部分加起来的 120 倍。

黑客帝国

一个画出来的地球,每个人都是真实的,并按生物物理层面建模。

布景每个观察者 10¹³ FLOPS × 8.2×10⁹ 个观察者8.2 × 1022
心智8.2×10⁹ 人 × 每人 10²² FLOPS(生物物理模型)8.2 × 1031
手算上面各行加起来8.2 × 1031 FLOPS
引擎本站的引擎,同一个情景8.2 × 1031 FLOPS

心智以十亿比一压倒了布景。物质精度下限在这里几乎无关紧要。总数由心智模型决定。

每个常数,以及它的出处

锚点数值可信度来源
劳埃德极限5.4 × 1050 ops · s⁻¹ · kg⁻¹教科书Lloyd, “Ultimate physical limits to computation”, Nature 406 (2000). The ceiling for any lump of matter used as a computer.
兰道尔极限在 300 K 下每擦除一比特 2.87 × 10-21 J教科书Landauer, IBM Journal of Research and Development 5 (1961): kT ln 2 at room temperature.
可观测宇宙的质量1.5 × 1053 kg粗略只含普通物质,由临界密度和 460 亿光年的半径算出。暗物质和暗能量被有意排除在外。
宇宙的年龄1.38 × 1010 年实测普朗克 2018 宇宙学参数。
核子质量1.6726 × 10-27 kg实测CODATA 质子质量;中子按同样处理。
太阳的输出3.83 × 1026 W实测太阳光度,IAU 2015 标称值。
地球上所有的计算~1021 FLOPS粗略对 2020 年代中期的数据中心、个人电脑、手机和游戏主机的粗略加总。上下偏差可能达 10 倍。
人脑中的神经元8.6 × 1010实测Azevedo et al., Journal of Comparative Neurology 513 (2009).
地球上的动物~4.5 × 1020 个个体纯属猜测主要是土壤线虫:van den Hoogen et al.(2019,Nature)估计表层土壤中有 4.4 × 10^20 只。昆虫和其他节肢动物另外约有 10^19 只。海洋线虫和其他小型动物没有计入,所以这是一个最小值。线虫约有 300 个神经元,所以这个数目几乎不影响从果蝇开始的内心生活阶梯。
某个心智正在看的物质107 kg纯属猜测每个观察者周围环境的质量,大约相当于一栋楼。它决定世界中有多少按完整物质精度下限计算。
布景的开销每位旁观者 1013 FLOPS纯属猜测大约每个观察者配一个高端的实时渲染引擎。这是把世界当作查找表来保存所需的算力。
分子动力学步长每个原子每步 ~103 FLOP粗略截断距离 1 nm 的全原子分子动力学:每个原子会感受到几百个邻居,每个邻居几十 FLOP。实际的代码与这个数字相差在几倍以内。
一次运算1 次运算 = 1 FLOP = 擦除 1 比特粗略劳埃德统计的是基本逻辑运算,兰道尔统计的是比特擦除,而总数统计的是浮点运算。本站把它们当作同一个单位。一次真实的 64 位乘法是数千次门操作,所以这样做让上限看起来比实际好,并且把发热量低估了大约 10^3 到 10^4 倍。
心智模型的开销每个人脑 106 到 1049 FLOPS粗略Sandberg & Bostrom, “Whole Brain Emulation: A Roadmap” (2008),第 4、5 和 10 级。脚本和量子这两档是本站自己的占位,并且明说了这一点。

尺度

规模质量原子有生命的世界
一个大脑1.4 × 100 kg1.2 × 1026如果有的话,就是这一个 实测
一个房间104 kg3.0 × 1029如果有的话,就是这一个 粗略
地球6.0 × 1024 kg1.3 × 1050100 实测
太阳系2.0 × 1030 kg1.2 × 1057100 粗略
银河系1.2 × 1041 kg7.0 × 1067106 纯属猜测
可观测宇宙1.5 × 1053 kg10802.0 × 1017 纯属猜测

物质精度下限

档位单位运算数 / 单元 / 步时间步长可信度
布景查找表;每位旁观者 10¹³160 Hz 下的一帧纯属猜测
器官质量 / 1e-1 kg2010 ms,所以一次心跳有一百帧纯属猜测
组织质量 / 1e-3 kg501 ms纯属猜测
细胞质量 / 1e-12 kg1001 ms,细胞生物学进行得很慢粗略
细胞器质量 / 1e-16 kg1001 µs粗略
蛋白质质量 / 1e-22 kg10001 ns,折叠的时间尺度粗略
分子0.5 × 原子数100010 fs,粗粒化分子动力学粗略
原子1 × 原子数10001 fs,标准全原子分子动力学步长粗略
粒子1 × 核子数 + 电子1001 as,电子动力学粗略
夸克3 × 核子数 + 电子10001 ys,强相互作用的时间尺度纯属猜测
量子,平均场(核子 + 电子)× 1e+9 个振幅101 as,含时量子步长粗略
量子,完全纠缠2^(核子 + 电子) 个振幅101 as教科书

心智

每个大脑的数字,按神经元数量从人类的数字推算。凡是 Sandberg & Bostrom 2008 年全脑仿真路线图中有对应一档的,那就是我们的来源。

模型每个人脑的 FLOPS来源
脚本106 纯属猜测约相当于一个脚本游戏角色的开销
功能性1018 粗略Sandberg & Bostrom 2008,第 4 级
生物物理1022 粗略Sandberg & Bostrom 2008,第 5 级
分子1043 粗略Sandberg & Bostrom 2008,第 10 级
量子1049 纯属猜测没有已发表的估算;这个想法出自彭罗斯和哈梅罗夫
真实大脑,在外部无没有,按定义如此:大脑靠自己的神经元运行,在模拟之外
分界档位地球上的个体,这一档及以上每个的神经元可信度
果蝇10191.4 × 105纯属猜测
昆虫1018106纯属猜测
鱼3.5 × 1013107纯属猜测
青蛙8.0 × 10111.6 × 107纯属猜测
小鼠2.2 × 10117.1 × 107粗略
鸟1.3 × 1011109粗略
猪1.5 × 10102.2 × 109粗略
狗1.2 × 10102.3 × 109粗略
海豚8.3 × 1091.5 × 1010纯属猜测
人类8.2 × 1098.6 × 1010实测

总数的参照点

机器FLOPS备注
一部手机1012 实测一部当前的智能手机。
一台笔记本电脑1013 实测运行一个果蝇神经系统模型,比实时更快。
一个 AI 加速器1015 粗略当今数据中心加速器中的一个,低精度。训练一个大型语言模型需要几千个这样的加速器。
最大的超级计算机1018 实测百亿亿次级。它能占满一栋楼。
地球上的每一台计算机1021 粗略服务器、个人电脑、手机和游戏主机加在一起。
一个戴森云数据中心2.8 × 1037 粗略太阳放出的每一瓦,都让芯片按实测最好的效率运行(约每瓦 7.4 × 10^10 次运算)。
一个由兰道尔极限芯片构成的太阳1.3 × 1047 教科书太阳的全部输出,按热力学下限计算,即室温下每次运算擦除一个比特。
一台地球质量的终极计算机3.2 × 1075 教科书这颗行星的每一千克,都按劳埃德极限在计算。
一个木星大脑1078 教科书一颗被改造成计算机的气态巨行星。
一台太阳质量的终极计算机1.1 × 1081 教科书一颗被改造成计算机的恒星。
一台星系质量的终极计算机6.5 × 1091 教科书把银河系当作一台计算机。
一台宇宙计算机8.1 × 10103 粗略可观测宇宙中每一千克普通物质,都按劳埃德极限在计算。这是普通物质的上限。把暗物质算进去,会提高约六倍,但我们实际上用不上其中任何一点。
现有的模拟
一只被上传的果蝇 · FlyWire 在 2024 年绘制了约 139k 个神经元。在笔记本电脑上就能运行。1012
一款大型网络游戏 · 一个服务器集群,让几千人同时处在同一个共享的虚拟世界里。1015
一个天气模型 · 一个正在运行真实天气预报的数据中心。1017
一个 Illustris 级的宇宙 · 几千个超级计算机核心运行数月,从初始条件出发培育星系。分辨率粗到把恒星当作统计对象来处理。1015

更新记录

2026.6 · 2026-10-19
  • 经过五次外部评审。示例演算:本页手算了四份情景账单,每次构建都与引擎核对。没有任何常数改动。
  • 能运行的日期先给出范围(增长快五分之一或慢五分之一),再给出居中的那一年。
  • 四个学派现在是倾向支持、倾向反对或意见分歧,而不再是赞同或反对;道德权重以整数百分比显示。两者都是判断,旧的措辞声称的比这更多。
  • 让按需生成的世界在每一次观察下都保持一致,这笔没有计价的开销,现在与其他遗漏项一起写明。
2026.5 · 2026-10-16
  • 经过一次外部评审。关于不可能的说法现在会写明条件:“一颗恒星的功率永远做不到”,针对的是每次运算在室温下擦除一比特的常规逻辑;可逆计算和更冷的散热端会降低这个下限,而本站没有把它们计入。
  • 劳埃德极限被描述为对像等离子体一样热的物质的运算次数上限,而不是对岩质天体的上限,它给出的逐个原子地算地球所需的质量,也只计了运算:存储那个世界的状态需要多得多的物质。
  • 宇宙计算机是普通物质的上限(现在标为粗略);加上暗物质,会提高约六倍。
  • 1015 FLOPS 的对照是一个低精度的 AI 加速器(原先是“一机架 GPU”,标为实测)。
  • 夸克一档标为纯属猜测:没有已知的经典方法能实时跟踪夸克的动力学。完全纠缠一档注明,它计算的是经典宿主上的振幅。
  • 全原子分子动力学只能重现不发生反应的化学;化学键的形成需要量子方法,这一档没有计价。
  • 内心生活阶梯上,凡是没有已发表全脑测量的神经元数目(鱼、青蛙、海豚),都标为纯属猜测;人类这一档还写明,它是按物种划分的分界线,不是按神经元数量划分的。
  • 地球上的动物约有 4.5 × 1020 只,大多是土壤线虫(原先是 2.5 × 1019,“几乎全是昆虫”)。它统计的是被当作布景的动物,不会改变任何一份账单。
2026.4 · 2026-10-07
  • 内心生活阶梯现在按每个个体的神经元数排序:小鼠(7.1 × 107)现在排在鸟(109)之下,猪(2.2 × 109)排在狗(2.3 × 109)之下。每一档保留自己的种群数量;“这一档及以上”的计数已重新求和。分界线为 5 到 8 的沙盒链接,现在指向重新排序后的各档。
  • 旋钮设置不再带置信标签,因为它们是选择。模拟之外的真实大脑按定义不花任何开销,也不再标为“实测”。
  • 从戴森云往上的各个对照机器,现在是由上面的常数算出来的,不再取整到十的整数次幂。一个由兰道尔极限芯片构成的太阳是 1.3 × 1047 FLOPS(原先是 1047),一台地球质量的计算机是 3.2 × 1075(原先是 1075),所以 3.0 × 1050 FLOPS 现在读作“2,200 ×”,而不是“3,000 ×”,与旁边的功率卡片一致。
  • 对于超过太阳那条线的账单,可行性不再说“按已知物理学永远做不到”:账单可以超过一颗恒星的功率,却仍能装进按劳埃德极限计算的物质里。逐个原子地算地球,需要约 2.5 × 1017 kg 这样的物质,而不像倒计时原先说的,需要大约一颗行星。
2026.3 · 2026-10-06
  • 新的心智模型“真实大脑,在外部”:心智是底层现实中的一个生物大脑,连接到模拟。它的神经元自己完成计算,所以不给账单增加任何东西;只有它所感知的世界才计价。
  • “缸中之脑”预设现在用的就是它。原先它是在生物物理层面模拟大脑本身(1022 FLOPS,约为地球上所有计算机的十倍),那是上传,不是缸中之脑。现在它的开销是 8.2 × 1015 FLOPS,几乎全花在大脑周围那些脚本人物身上。
2026.2 · 2026-10-04
  • 可行性现在会指明账单越过了哪一档,一次只用一个单位:越过地球上的所有计算机、按兰道尔下限越过太阳的全部输出(功率)、按劳埃德极限越过一台地球质量的计算机(质量)、越过宇宙计算机。“恒星尺度”和“星系尺度”把两者混在一起,已经删去。
  • 计算机的大小写成不高于账单的那一档的倍数(3.0 × 1050 FLOPS 读作“3,000 × 一个由兰道尔极限芯片构成的太阳”),而不是四舍五入到最近的一档,因为那样可能掩盖 1014 倍的差距。
  • 关于芯片比兰道尔下限高出多少的唯一数字:实测最好的机器,每次运算 1.36 × 10-11 J(Green500,2025 年 11 月),是下限的 约 50亿 倍。戴森云一档和按天计的账单用的是同一个数字。
  • 无穷后退遵循一条规则:被模拟的计算机算不过运行它的那个世界,所以每个嵌套层最多只能得到上一层算力的一份(1%)。旧的面板用一个任意的因子去除余量。这个层级可以在 /nesting 上逐层搭建。
  • 现在每份账单都带一个范围。每个不确定的输入,都按其标签设定的对数正态分布抽取(一个标准差:实测 ±12%,教科书 ±41%,粗略 ×3.2,纯属猜测 ×10),引擎重新运行 400 次;沙盒显示第 10 到第 90 百分位,并按每个输入单独让账单变动的幅度给它们排序。旋钮设置是选择,不带离散度。
  • 账单也用人的尺度来表示:按实测最好的芯片折合的瓦数,对比全世界的电力;当前的 AI 加速器(每个每秒约 1015 次运算,约 $30,000 一个);按每千瓦时 $0.10 算的年电费;以及萨根的卡尔达肖夫等级。如今芯片的效率现在是全站统一的一个常数(每瓦 7.4 × 1010 次运算,原先在两处是 7 × 1010),这让倒计时的电网上限移动了 0.02 个数量级。
2026.1 · 2026-09-28
  • 戴森云一档从 1026 调到 1037 FLOPS。原先的数字是太阳的瓦数,而不是这些瓦数按每瓦 50 GFLOPS 能买到的算力。
  • 分子心智模型的出处改为 Sandberg & Bostrom 路线图的第 10 级(原先写的是第 9 级,那是 1030,不是 1043)。
  • 原子和分子物质精度下限现在每个单元每步花费 103 FLOP,原先是 102,并标为粗略。这两档下限的账单上升了十倍。
  • Illustris 级宇宙从 1018 调到持续 1015 FLOPS。
  • 新增一个锚点,明确说明一次运算、一个 FLOP 和一次比特擦除,被当作同一个单位来计。
  • 对前微调控制台上的 α_G 作了正确描述:是引力对 ħc,而不是对电力。
  • 真实的芯片比兰道尔下限高出约一百亿倍,而不是一百万倍(每次运算 2 × 10-11 J,对比 2.9 × 10-21 J)。

这不是什么

这不是对我们是否被模拟的裁决,也不评判你所信的东西。它不能告诉你谁是真实的。痛苦旋钮和内心生活分界线,是针对一个假想渲染器的设置。一个人过得苦,并不能说明他是什么样的人。这是一个关于假设情形的算力模型,并且写明了它的不确定性。

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