Článek
---
Paralelní vesmíry výpočetní fyziky: od imitace po kauzální realitu
V současném světě počítačové grafiky a simulací stojí mezi námi a realitou několik vrstev. Tyto vrstvy lze chápat jako různé úrovně věrnosti fyzikálním zákonům a zároveň jako různé způsoby, jak s nimi uživatel interaguje. Tradiční grafické karty byly navrženy tak, aby poskytovaly iluzi fyziky – zjednodušený model, který se tváří jako realita, ale ve skutečnosti pracuje s aproximacemi. Naproti tomu nově navržená fyzikální GPU zásadně mění podstatu simulace: již nejde o hru na fyziku, ale o přímý výpočet fyzikálních procesů na úrovni kauzální reality.
První vrstva je náš vesmír. Je to skutečnost, ve které fyzikální zákony běží samy od sebe, bez výpočtu procesorem. Každá interakce hmoty a energie je přirozeným důsledkem uspořádání prostoru-času. Tato vrstva je základní referenční rámec, vůči kterému posuzujeme ostatní.
Druhá vrstva jsou běžné herní enginy. Zde je fyzika pouze imitována – gravitační zrychlení je pevná konstanta pro všechny objekty, kolizní modely jsou zjednodušené, tekutiny často nahrazují předpřipravené animace. Cílem není přesnost, ale hratelnost a vizuální věrohodnost. Hráč v takovém světě hraje roli, ale jeho akce neprobíhají v systému se skutečnou fyzikou.
Třetí vrstva představuje vědecké simulace. Ty používají numerické metody vysoké přesnosti – například řešení Navier–Stokesových rovnic pro tekutiny nebo N-body simulace pro gravitaci – a dokáží věrně popsat reálné jevy. Problémem je rychlost: takové simulace často běží pomaleji než reálný čas a interakce hráče je omezená nebo zcela chybí. Jsou to nástroje pro výzkum, nikoli pro přímé prožívání.
Čtvrtá vrstva, nově navržená fyzikální real-time GPU, tuto hierarchii radikálně mění. Je navržena tak, aby počítala fyziku na stejné úrovni složitosti, jaká existuje v našem vesmíru. Každý pohyb částice, každá interakce sil, každé šíření vln je řešeno podle stejných kauzálních principů, bez herních zkratek. Takový systém neodlišuje „fyziku“ od „grafiky“ – vizuální výstup je přímým důsledkem výpočtu fyzikálních stavů. Změnou základních konstant lze vytvořit zcela nové vesmíry s odlišnými vlastnostmi, aniž by se narušila jejich vnitřní konzistence.
V takovém prostředí hráč nepředstírá, že působí v alternativním světě – on v něm skutečně působí. Digitální vesmír je fyzikálně rovnocenný tomu našemu, jen je realizován v jiném nosiči – v procesorech a pamětech namísto hmoty a energie našeho světa. Tím se rozmazává hranice mezi hraním a existencí.
Filozofické důsledky jsou zásadní. Dokonalá fyzikální simulace vytváří prostředí, ve kterém nelze jednoznačně určit, zda je „skutečnost“ ta, kterou vnímáme v našem vesmíru, nebo ta, která běží uvnitř procesoru. Tento přístup umožňuje tvořit digitální dvojčata reality, experimentovat s fyzikálními konstantami, a tím otevírat prostor pro vědecké experimenty, které jsou v našem vesmíru nemožné. Zároveň přináší otázku etiky – pokud by v simulaci vzniklo vědomí, má mít stejné postavení a práva jako vědomí v našem vesmíru?
Praktické dopady sahají od vědy až po zábavu. Herní průmysl by mohl opustit koncept „herní fyziky“ a nahradit jej fyzikou skutečnou. Vědecká komunita by získala nástroj pro okamžité testování hypotéz v reálném čase. A běžný uživatel by mohl vstoupit do prostředí, které není jen obrazem reality, ale její alternativní realizací.
Při tvorbě této koncepce je nutné uvědomit si ještě jednu věc: jakmile vytvoříme systém schopný udržet kauzální konzistenci na úrovni reality, vzniká možnost vzniku komplexních, samoorganizujících se struktur – včetně života. Tento fakt nás nutí přemýšlet, zda budeme tvůrci, pozorovateli, nebo účastníky nových vesmírů.
---
Chceš, abych ti k tomu rovnou přidal i rozšířenou kapitolu o technických principech, jak taková GPU může reálně počítat fyziku na úrovni vesmíru, a ne jen její aproximace? Tam bych rozepsal algoritmy, datové struktury a architekturu.
