為了更清晰地探討一個有趣且大膽的假設，我們不妨先打開腦洞：

或許我們所處的世界，就如同《黑客帝國》所描繪的那樣，是由某種強大的計算主機虛擬生成的。而這種計算主機，很可能具備與現實世界計算機類似的浮點運算特性。

基于這樣的假設，一個饒有趣味的問題隨之而來：如果我們真的身處這樣一個 “黑客帝國” 式的世界，要如何感知世界底層正在進行的數值計算過程，進而了解其浮點運算的特性呢？

為了找到答案，我們可以換個角度，從人類自身構建虛擬世界的經驗出發(fā)。在眾多虛擬世界中，3D 游戲，尤其是 3D 的 MMORPG（網絡多人角色扮演）游戲，是人類創(chuàng)造最多的類型。盡管目前的 3D MMO 游戲與真正的 “黑客帝國” 相去甚遠，但在某些特性上仍有一定的可類比性。

想象一下，當我們置身于一個 3D 游戲中，雖然作為玩家無法直接窺探游戲底層的計算過程，但可以通過觀察與浮點計算相關的畫面表現，來分析運算精度。比如，游戲引擎在處理模型細節(jié)時的表現，就能反映出運算精度是否存在問題。

在 3D 游戲里，所有的畫面渲染和三維計算都依賴浮點方式進行，這對系統(tǒng)資源的消耗極大。為滿足這一需求，硬件廠商專門設計了配備強大浮點計算能力 GPU 芯片的顯卡。同時，優(yōu)秀的程序員也會謹慎優(yōu)化算法，以節(jié)省計算資源，避免系統(tǒng)卡頓。

其中，游戲空間碰撞問題的優(yōu)化算法是一個關鍵環(huán)節(jié)。

具體來說，就是 3D 物體的碰撞檢測，即判斷游戲中兩個物體是否發(fā)生碰撞。以兩個小球為例，利用初中數學知識，通過計算圓心之間的距離 d 和兩球半徑之和 r1 + r2，若 d <= r1 + r2，則說明發(fā)生了碰撞。在三維坐標系中，距離 d 可通過距離公式輕松計算。

然而，當物體數量增加時，計算量會迅速增大。例如，三個物體需要兩兩比較，進行 3 次計算；四個物體則要做 6 次運算；若有 100 個物體，計算次數將高達 5000 次。而在實際游戲中，往往存在更多形狀不規(guī)則的運動物體，如墻壁、河流、樹木、人物、武器等，這使得計算量呈指數級增長。

為減少運算量，程序員會運用各種算法技巧，如四叉樹算法等。

即便如此，由于計算量的限制，我們無法進行無限精度的距離計算。當兩個物體非常接近時，通常會將浮點精度控制在一定范圍內。

這種對計算精度的控制，可能會導致一些顯示問題，其中最典型的就是 “穿?！?現象。

在 3D 游戲中，慢速運動下的靜態(tài)穿模 BUG 主要由兩種因素引起：一是模型設置問題，部分模型未設置碰撞檢測；二是物體模型過小，碰撞檢測精度不足，比如兩個角色站得太近時，手持武器可能會穿模到對方身體里。

從理論上講，如果游戲的碰撞精度能夠精確到最小像素，就不會出現穿模現象，但這樣做的成本過高，因此程序員通常會容忍一些小的顯示 BUG，畢竟對玩家的游戲體驗影響不大。

有趣的是，在現實世界中，也存在類似的現象。在量子物理學領域，有一種被稱為 “量子隧穿” 的現象，與游戲中的穿模頗為相似。量子隧穿是指微觀粒子在非常接近一個屏障（高能位勢壘）時，在某些情況下會憑空直接穿越屏障到達對面。這一現象在宏觀世界和經典物理學體系中是不可能發(fā)生的，但在微觀世界、當尺度小到一定程度時卻真實存在，且無法用傳統(tǒng)經典物理學解釋。

在正常認知里，一個小球想要穿過哪怕極薄的紙，也必須付出能量并弄破紙張。然而，在量子世界中，粒子卻能詭異地越過足夠薄的障礙。

量子物理學對這一現象的解釋較為晦澀，認為量子具有位置和能量的不確定性，存在一些不確定的能量漲落，偶爾能從虛無中 “借” 到外界能量，從而越過障礙，實現 “憑空穿墻”。

盡管這種解釋聽起來玄幻，但量子隧穿現象確實存在，并且已被應用于實際，如隧道掃描電子顯微鏡等高科技設備的研發(fā)。然而，這一現象也帶來了一些副作用，對我們掌控微觀世界造成了很大影響。以微電子行業(yè)為例，由于量子隧穿效應的存在，微電子芯片技術發(fā)展到 1nm 時代后，繼續(xù)縮小尺寸面臨著物理學障礙。

當芯片中阻隔電子的材料尺寸小于 5nm 時，量子隧穿導致的漏電現象就不容忽視；若尺寸進一步減小，漏電問題將更加嚴重，電子會隨機穿越過薄的柵極，致使芯片的邏輯電路無法正常工作，這已成為芯片技術發(fā)展的最大障礙。

這一現象與 3D 游戲中細小物體的穿模 BUG 非常相似。

當物體小到一定程度時，由于碰撞檢測算法的浮點計算精度不足，細小物體在靠近墻壁時，偶爾會穿透到墻壁或物件里面。從理論上講，如果微觀世界采用與宏觀世界相同的碰撞算法，且計算精度足夠高，就不會出現量子隧穿現象。例如，若計算精度達到普朗克尺度，隧穿現象就絕對不可能發(fā)生。而出現隧穿現象的尺度與普朗克尺度相差達 26 個數量級之多，這表明我們宇宙的計算精度相對較低。

為了進一步說明這種理解方式的有效性，我們來看量子隧穿中一個難以解釋的問題 ——“超光速隧穿”。根據量子理論中能量時間的不確定性原理，量子穿越屏障的時間與屏障的能壘高度成反比，即屏障能量越高，穿越時間越短。當屏障寬度足夠時，足夠高能的屏障會導致粒子以超過光速的速度穿過屏障，這與相對論中光速是宇宙最大速度的觀點相沖突。

理論物理學家們對這一現象爭論不休，提出了各種新的假設和解釋，試圖在捍衛(wèi)光速是宇宙速度絕對上限的同時，解釋量子超光速穿墻的現象。這些理論復雜難懂，一般人難以理解。

我們不妨通過一個虛擬的場景對話，以更通俗易懂的方式來理解這個問題。

假設你是某網絡賽車游戲公司的老板，某天你發(fā)現游戲中某條賽道的最新成績被刷新到令人驚訝的程度，玩家僅用幾秒鐘就完成了比賽，顯然這是游戲出現了 BUG 被玩家利用。于是，你召集游戲的運營經理和研發(fā)經理開會。

你質問下屬：“你們誰能解釋一下，這個玩家是怎么做到這么變態(tài)的成績的？” 運營經理急忙回答：“我了解過了，這是玩家利用了游戲的 BUG。” 研發(fā)經理卻感到奇怪，說道：“理論上不應該出現這種 BUG 啊?！?/p>

你追問：“為什么不可能出現呢？” 研發(fā)經理解釋道：“因為游戲里的賽車有速度上限，無論玩家如何改裝賽車，都不可能超過這個上限?！?/p>

你繼續(xù)問道：“為什么不能超過上限？玩家難道沒有辦法繞過這個限制嗎？” 研發(fā)經理堅定地說：“不可能繞過的，這個速度上限不是為了防止玩家刷 BUG 設置的，而是由游戲的底層機制決定的。賽車在游戲中運動需要不斷改變位置，而游戲中物體改變位置的最小單位和最小時間單位是確定的，所以從理論上就存在一個最大速度，玩家無論如何都無法讓賽車超過這個速度。因為一旦超過這個速度，賽車在玩家眼中就會出現瞬移，而從底層算法上，這種現象是不允許的，賽車在程序空間中只能一格一格地移動，不能跳格?！?/p>

聽完研發(fā)經理的解釋，你覺得很有道理，但還是疑惑地問運營經理：“那玩家到底是怎么做到的呢？” 運營經理說：“我不太懂原理，但我可以重現玩家的操作?！?/p>

于是，運營經理進入游戲，選擇賽道開始比賽。他在賽道上找到一個合適的位置，快速將車撞向路邊的崖壁。經過幾次嘗試，車沒有像正常情況那樣被彈回，而是從另一邊的崖壁瞬間彈出，成功重現了玩家的變態(tài)成績。

辦公室里一片寂靜，你和研發(fā)經理面面相覷。研發(fā)經理作為 985畢業(yè)的高材生，思考片刻后恍然大悟：“原來是這樣，我沒想到會出現這種情況，這是賽道旁邊的崖壁太薄導致的?！?/p>

你滿臉疑惑地問：“崖壁太薄為什么會造成這個 BUG 呢？” 研發(fā)經理已經完全明白了問題所在：“游戲中的碰撞檢測是有時間間隔的，程序會每隔一段時間檢測賽車模型的中心與各種阻擋物之間的距離關系，當距離小于某個值時，就會判定發(fā)生碰撞并將車彈回。但這個崖壁太薄了，當玩家車速達到一定程度，撞向崖壁時正好處于兩次檢測的空隙之間，車的中心就穿過了崖壁才被檢測到碰撞。由于模型已經越過了崖壁，碰撞程序就會將車移到另一邊，所以賽車就穿墻而過了。而且這個移動是由碰撞算法導致的，與正常移動不同，不受最小移動距離的限制，因此賽車就超過了游戲的最高車速?！?/p>

你驚訝地問：“碰撞算法有這么大的能力，能讓賽車超過游戲的最高運動速度？” 研發(fā)經理解釋道：“是的，游戲設置最高運動速度的底層原因是為了避免物體在空間中超過最小單位進行跳躍，否則就會出現瞬移現象，而瞬移可能導致兩個物體同時出現在同一個位置。所以要求物體連續(xù)運動，本質上是為了避免不同物體的空間重疊。而碰撞算法的底層目的同樣是避免不同物體同時出現在同一空間。因此，游戲存在最高速度只是一種現象，更本質的底層機制是避免物體空間重疊。一旦出現空間重疊，系統(tǒng)會以最快的速度將模型瞬移出去，當然，重新繪制物體還是需要一點時間的，但這個速度已經遠超最高速度了?！?/p>

你和運營經理終于明白了這個 BUG 的底層原因，你接著問：“那我們要怎么避免玩家再利用這個 BUG 呢？” 研發(fā)經理想了想回答：“很簡單，把墻加厚就行了。” 運營經理有些質疑：“這好像沒有從本質上解決問題吧？” 研發(fā)經理聳聳肩：“這是最省事的辦法了。如果要從底層徹底解決問題，首先我覺得沒必要，因為減小檢測間隔會大幅增加系統(tǒng)負擔，需要購買更強大、更昂貴的服務器，而且在絕大多數情況下對玩家體驗的改善并不明顯。其次，修改底層算法風險很大，弄不好會導致整個游戲崩潰，老板你覺得呢？”

你果斷做出決策：“讓關卡策劃和美術把崖壁改厚點，順便檢查一下其他賽道是否也需要修改。” 在會議結束前，你還是有些不放心，問研發(fā)經理：“你確定把崖壁改厚就不會再出現這個 BUG 了嗎？” 研發(fā)經理嚴謹地斟酌后說：“理論上，還是有穿過的幾率。因為檢測時間存在隨機性，只要玩家嘗試的次數足夠多，再厚的阻擋也有被穿過的可能，只是這個概率極小極小?！?/p>

你作為老板，明白不必為極小概率的事情發(fā)愁，這種問題可以留給網友們去討論。

雖然上述場景對話是虛構的，但它揭示了一個看待宇宙基礎規(guī)律的全新視角。我們可以不再將光速是當前時空速度上限看作是最底層的初始規(guī)律，而將其視為一種現象，這意味著宇宙必然存在更底層的規(guī)律導致了這一現象的產生。

不僅是光速，我們甚至可以用類似的角度來看待物理學中的各種基礎常數，尤其是那些有量綱的常數。它們很可能并非絕對不變的宇宙初始變量，而只是某些更底層物理規(guī)律的結果，比如電子的電荷數值、質子的質量等。

從另一個角度思考，既然常數之上可能存在更底層的規(guī)律，那么常數絕對不變的觀念也并非不可挑戰(zhàn)。

以光速為例，雖然在底層有普朗克長度和時間作為計算基礎，但更基礎的約束法則可能源于宇宙對避免不同物質在相同時空重疊的絕對要求。因此，在某些特殊情況下（如為解決量子尺度運算精度不足導致的重疊 BUG 而進行的緊急操作），光速限制有可能被打破，這體現了一種程序思維：下層邏輯必須服從上層邏輯的約束。

最后回到最初的問題，當我們把量子的隧穿效應想象成世界運算的精度 BUG 時，實際上已經推算證明，我們這個世界底層的浮點運算存在輸出精度范圍。

這表明，在世界的底層運算中，無法以最小尺度精確表達每個粒子在每一時刻的精確位置和狀態(tài)，而是采用大幅度舍棄浮點精度后的結果來大致表示粒子的各種狀態(tài)。這種測量特性，正是物理學中常提到的 “測不準原理”：當試圖獲取粒子更精確的位置數值時，就無法得到粒子的精確運動數值（速度）。

我們只能認為這是世界底層算法的固有特性，世界的創(chuàng)造者（或程序員）在構建底層算法時，可能出于節(jié)省資源的考慮，大幅縮減了粒子運動算法的輸出精度，采用微觀概率輸出的方式來實現宏觀世界的精確表達。如果這確實是為了節(jié)省硬件資源，作為一名程序員，不得不贊嘆這是一個漂亮且實用的算法！

這種節(jié)省資源的底層算法，很可能是我們的世界能夠在現有 “主機” 上正常運行的原因，同時也是量子世界中各種詭異實驗結果的根源，如波粒二象性問題、延遲選擇實驗、光子全同性問題、粒子自旋問題、量子糾纏效應等。

如果我們能夠真正理解這個底層算法的本質，對于了解我們所處的世界必將有極大的幫助。期待有一天，我們能夠揭開造物主隱藏的真相。