兒時的我總是喜歡在夏夜仰望星空凳寺,看著滿天的星斗鸭津,思緒聯翩,幻想著星星上是一個怎樣的世界肠缨。長大以后逆趋,讀到了很多唐宋的詩篇,星夜變成了詩意的呈現晒奕。后來我才知道闻书,我們所看見的星星名斟,只不過是來自遙遠的過去的光,而那些星星可能早已不復存在魄眉。因為它們距離我們太過遙遠砰盐,它發(fā)出的星光需要經歷許多年才能到達地球。距離我們432光年的北極星坑律,我們看到的其實是它432年前的樣子岩梳。而它現在的樣子,則需要我們再等上432年晃择。因此冀值,星空之夜,我們目光所及的是1200年前的參宿三宫屠、2600年前的天津四列疗、7500年前的海山二。而仙后座的光已經飛越了1.63萬年浪蹂。既然我們所見的星星并非是真實的存在抵栈,那么世界呢?宇宙是真實存在的嗎坤次?我們所看到的宇宙就是現在一刻它的即時現狀嗎古劲?還是說我們所感知到的宇宙也是來自遙遠的過去呢?兒時的我不會意識到這一點浙踢【盥總是帶著對星星的美麗幻想酣然入夢。
2300年前洛波,有一位中國哲學家也做了一個夢胰舆,夢中他變成了蝴蝶,翩翩起舞蹬挤,悠哉悠哉缚窿!突然醒來,恍惚之間覺知是莊周焰扳。究竟是莊周夢中變成蝴蝶呢倦零,還是蝴蝶夢中變成莊周呢?
同樣在2300年前吨悍,古希臘的哲學家柏拉圖說了一段“夢話”扫茅,后來成為著名的“洞穴隱喻”:人類世世代代生活在一個黑暗的山洞里,被綁在凳子上背對著洞口育瓜,無法動彈葫隙。在他們的后面是一堵墻,墻外有一堆火躏仇,火發(fā)出的光將一些事物的影子投射在洞底的墻壁上恋脚,而被綁著的人只能看到墻壁上的影子腺办。他們一直以為事物的真實樣子就像洞壁上的影子一樣——那就是真實的世界。直到有一天糟描,有一個人掙脫了束縛怀喉,逃出山洞。他看到了外面的世界船响。這才發(fā)現躬拢,原來的世界只是影子。投影源在外面灿意。后來發(fā)現這個投影源居然也是假的估灿。
那么崇呵,我們一直以為的真實世界會不會是莊子的一場夢缤剧?會不會是柏拉圖所描繪的墻上的影子?
要了解宇宙是否真實域慷,我們先需要知道宇宙是怎么來的荒辕,但是恰恰對于這個起點問題,至今科學仍然無解犹褒。
現代宇宙學中有很多宇宙誕生理論抵窒,其中最熱門的當屬宇宙大爆炸。該理論認為叠骑,宇宙的起源始于一次大爆炸李皇,我們現在所有的一切都是從138億年前的那一次大爆炸誕生而來。大爆炸使空間擴張宙枷,宇宙空間不斷膨脹掉房,溫度也相應下降,后來相繼出現宇宙中的所有星系慰丛、恒星卓囚、行星乃至生命。大爆炸的余波至今仍未結束诅病,事實上宇宙仍在加速膨脹哪亿,所有的星系正在逐步的遠離我們。
雖然說宇宙只有138億年贤笆,但是人們驚訝的發(fā)現蝇棉,宇宙的半徑卻達到了465億光年,這遠遠超過光速的范疇芥永。
同樣讓人們驚訝的是對星系的測量篡殷。根據物理定律,靠外圍的天體繞星系中心旋轉的運動速度應當比靠中心的天體更慢恤左√剑“然而對大量漩渦星系旋轉曲線的測量表明搀绣,外圍天體的運行速度與內部天體近乎相同。這說明這些星系中存在著質量巨大的不可見的物質戳气。結合位力定理链患,可以通過星系中可見天體的彌散速度分布計算出星系中的物質分布。結果表明瓶您,可見物質的質量僅占星系和星團總質量的較小部分麻捻。”
這一結果震驚了科學界呀袱,人們這才知道原來在宇宙中我們所知道的物質只占極小的一部分贸毕。而更多人們所不知道的物質與能量,后來稱之為暗物質和暗能量夜赵,才是宇宙的主角明棍。經過測算,在廣袤的宇宙中寇僧,物質和能量只占4%摊腋,而不可知的暗物質和暗能量,卻達到了96%嘁傀。面對浩渺的宇宙兴蒸,我們所知如此渺小。而不合常理的宇宙半徑正是暗能量推動的結果细办。
在人們的日常觀念中橙凳,世界是由物質組成的,物質是由原子組成的笑撞。但是原子的內部99.99%的地方都是空空如也岛啸。如果把原子核放到一個人的大小的話,那么整個原子的直徑相當于從北京到天津的距離娃殖,你可以想象嗎值戳?萬物都是由這樣一個稀薄而空蕩的東西組成的÷“如果我們把僅有的那么一點點的“實在之物”的基本粒子進一步的細分堕虹,發(fā)現里邊居然也是空空如也。所有的一切基本粒子芬首,實際上都是宇宙弦的不同振動模式赴捞。如果把宇宙看作是由宇宙弦組成的大海,那么基本粒子就像是水中的泡沫郁稍,它們不斷產生赦政,不斷湮滅。我們現實的物質世界,其實是宇宙弦演奏的一曲壯麗的交響樂恢着!”
當我們進入微觀世界后桐愉,我們發(fā)現微觀粒子的運動和宏觀物體完全不一樣。宏觀物體在確定的時刻有確定的位置和確定的速度掰派。但是微觀粒子卻是處于疊加態(tài)从诲。一個粒子,你不能問它在具體哪個位置靡羡,你只能問它處在哪個位置的概率是多少系洛?它既在a點也在b點,它是a點和b點的疊加態(tài)略步。只有當人們觀測的時候描扯,它的波函數才會迅速坍縮,從而成為一個確定的位置狀態(tài)趟薄。而當你沒有觀測的時候绽诚,你可以認為它不存在或者無處不在。這正像是王陽明的那句名言:你未看此花時竟趾,此花與汝心同歸于寂脓规,你來看此花時判哥,則此花顏色一時明白起來。
在經典力學的世界里退渗,宇宙是嚴絲合縫导绷、按部就班的犀勒,一切物體,它的速度和位置都是確定無疑的妥曲。但是到了量子力學的時代贾费,一切都變得不可捉摸,就像上帝在擲色子檐盟,誰也不知道落下來的是幾褂萧。只有在你真正的去觀測的時候,你才能夠知道它的準確狀態(tài)葵萎。如果這個世界是隨機的导犹,一切取決于概率,那么那個經典物理的時代羡忘,那個決定論的時代就徹底崩塌了谎痢,這一點就連愛因斯坦也無法接受。
愛因斯坦在1926年12月4日給玻恩的信中寫道:“量子力學固然是堂皇的卷雕,可是有一種內在的聲音告訴我节猿,它還不是那真實的東西。這理論說得很多漫雕,但是一點也沒有真正使我更接近這個‘惡魔’的秘密滨嘱。無論如何峰鄙,我深信上帝不是在擲骰子√辏”1927年10月先馆,第五次索爾維會議在比利時布魯塞爾召開,全球最強大腦共論量子力學躺彬。就是在這次會議上煤墙,反對概率論的愛因斯坦當眾拋出了那句名言:“上帝是不會擲骰子的∠苡担”而概率論的堅定擁護者玻爾的回答是:“別去告訴上帝應該怎么做仿野。”
然而在量子力學領域她君,神奇的地方脚作,還遠遠不止疊加態(tài)這么簡單。在雙縫實驗中缔刹,科學家發(fā)現球涛,如果加上人的觀測,粒子的干涉條紋就會消失校镐,而當人們拿掉觀測器亿扁,粒子又重新表現出了干涉條紋。難道人的意識參與了物質世界的運動變化過程鸟廓?
對這一奇怪的現象从祝,著名物理學家馮·諾依曼給出了如下詮釋:首先,觀測儀器本身就是由不確定性的粒子構成的引谜。因此牍陌,觀測儀器本身也擁有波函數。如果用儀器去觀測電子的狀態(tài)员咽,儀器本身也就會卷入到“疊加態(tài)”中毒涧。如果用無限多個儀器去觀測電子的狀態(tài),這就意味著第一臺儀器觀測著電子贝室,第一臺儀器和電子都處于疊加態(tài)契讲,然后第二臺觀測第一臺儀器,它們也同時處于疊加態(tài)档玻,第三臺儀器觀測第二臺儀器怀泊,也是如此,一直無限復歸下去误趴,那么整個系統就不會發(fā)生波函數坍縮霹琼,這就是馮·諾依曼的無限復歸鏈。
通過這個推理,馮·諾依曼提出枣申,如果沒有“人的觀測”的介入售葡,儀器和觀測對象應該一直處于疊加態(tài),而不會發(fā)生波函數坍縮忠藤。因此挟伙,他認為“人的觀測”才是影響波函數坍縮的原因∧:ⅲ“人的觀測”說明了“人的意識”其實是會影響波函數的坍縮尖阔。因此,只有電子“被意識”到榨咐,電子的波函數才會坍縮介却。如果電子沒有“被意識”到,那電子就會一直處于疊加態(tài)块茁。
而另一位物理學家艾弗雷特對波函數有著不同的解釋齿坷。1957年,艾弗雷特在他的博士論文中提出了量子理論的多重世界詮釋数焊。他的理論是永淌,所有孤立系統的演化都遵循薛定諤方程,但波函數坍縮從不發(fā)生佩耳。他認為遂蛀,“被測系統、測量儀器和觀察者都有自己的波函數蚕愤,也都存在各種狀態(tài)答恶,于是這三者構成的整體也就存在各種疊加態(tài),這些疊加態(tài)中每個狀態(tài)都包含一個確定的觀察者態(tài)萍诱、一個具有確定讀數的測量儀器態(tài),以及一個確定的被測系統態(tài)污呼,因此裕坊,在每一個狀態(tài)中的觀察者都會看到一個確定的測量結果,這樣燕酷,在這個狀態(tài)中波函數坍縮看似已經發(fā)生籍凝,其實是因為他們不知道其他平行狀態(tài)的存在而已。實際上從整體來看苗缩,波函數并沒有坍縮饵蒂,它仍然在各種平行狀態(tài)中發(fā)展著〗囱龋”簡單來說退盯,就是波函數的每一種狀態(tài)都對應一個平行宇宙。物體的狀態(tài)看似有無數個概率,其實只不過是有無數個平行宇宙而已渊迁,在每一個平行宇宙中慰照,每個物體的狀態(tài)都是唯一的。
如果說單個粒子的狀態(tài)已經很瘋狂了琉朽,那么兩個粒子的狀態(tài)更是難倒了無數的物理學家毒租。
實驗發(fā)現,兩個處于糾纏態(tài)的粒子在分開之后箱叁,無論距離多么遙遠墅垮,不管它們是相隔1厘米還是1億光年,它們總是保持協調一致耕漱,就像說好的一樣噩斟。你對粒子甲進行干擾,粒子乙就會做出相應的反應孤个,而且時間幾乎沒有間隔剃允,遠超光速。這違反了愛因斯坦的理論:沒有任何通訊速度能夠超過光速齐鲤。這些粒子就像有思維有意識一樣斥废,它能夠迅速感知到你在測量它的同伴并且做出相應的反應。這實在是不可思議给郊。
對于這一奇怪的現象牡肉,美國量子物理學家和科學思想家戴維·玻姆拋出了一個震驚世界的觀點:“這意味著客觀現實并不存在,盡管宇宙看起來具體而堅實淆九,但其實它只是一個幻象统锤,是一張巨大而細節(jié)豐富的全息攝影相片!”而這一論點的核心正是廣義上的全息論炭庙。全息論的核心思想是饲窿,宇宙是一個不可分割的、各部分之間緊密關聯的整體焕蹄,任何一個部分都包含整體的信息逾雄。全息理論很好地解釋了超距作用的原理。最方便理解這一理論的是小區(qū)里的監(jiān)控室腻脏。當我們走進小區(qū)的時候鸦泳,監(jiān)控室里的8塊顯示屏同時出現了你的身影。你一抬腿永品,8塊顯示屏上的你同時抬起的腿做鹰,只是抬腿的方向、角度都不一樣罷了鼎姐。你一揮手钾麸,8塊顯示屏上的你同時揮手更振,幾乎不會有一秒鐘的間隔,只是方向喂走、角度不一樣罷了殃饿。因此所謂的概率只不過是不同的顯示屏罷了。而所謂的真實的世界芋肠,真實的物質的運動狀態(tài)乎芳,只不過是高維空間在三維世界的投影罷了。玻姆解釋說帖池,“這個高維原則上是不可分割的整體奈惑,全運動在高維空間中卷入與展出,其維數實際上是無限的睡汹‰鹊椋”玻姆認為,宇宙真空的高維隱秩序被激發(fā)而展開和投影為三維物質世界的顯秩序囚巴,而這種物質顯秩序又不斷卷入為宇宙真空中的隱秩序原在。用簡單的話說,就是三維物質世界的獨立個體彤叉,實際上是高維的投影庶柿,由于我們不能理解更高維度的整體性而誤以為我們所看到的一個個人或物是獨立的個體。玻姆不僅用他的理論來解釋量子躍遷與EPR關聯等量子力學現象秽浇,而且用它來解釋宇宙的演化和人類意識等一系列科學與哲學難題浮庐。
就在一些學者忙著探索世界的終極秘密的時候,另一些學者對人類的認知能力本身產生了質疑柬焕。1781年审残,哲學家康德在他的《純粹理性批判》里,闡述了物自體的概念:我們認識的世界只不過是通過我們先天帶著的有色眼鏡得到的東西斑举,并不是經驗就是事實搅轿,并不一定看到的就是存在,我們永遠不能了解自在之物到底是什么懂昂。換言之介时,人的認識能力有限,永遠不可能認識到“客觀世界”的真相凌彬。
哲學依賴于思辨,而科學依賴于測量循衰。100多年后铲敛,物理學界居然對科學探索的必備條件的測量產生了懷疑。1927年海森堡提出了著名的測不準原理会钝。該理論認為伐蒋,你不可能同時知道一個粒子的位置和它的速度工三。海森堡寫道:“在位置被測定的一瞬,即當光子正被電子偏轉時先鱼,電子的動量發(fā)生一個不連續(xù)的變化俭正,因此,在確知電子位置的瞬間焙畔,關于它的動量我們就只能知道相應于其不連續(xù)變化的大小的程度掸读。于是,位置測定得越準確宏多,動量的測定就越不準確儿惫,反之亦然∩斓”簡言之肾请,要么我們只能知道它的位置,要么我們只能知道它的速度更胖。
四年后铛铁,奧地利裔美國著名數學家哥德爾也在數學領域提出了不完備性定理。這一理論使數學基礎研究發(fā)生了劃時代的變化却妨。哥德爾證明了任何一個形式系統饵逐,只要包括了簡單的初等數論描述,而且是自洽的管呵,它必定包含某些系統內所允許的方法既不能證明真也不能證偽的命題梳毙。
近代以來,隨著科技的不斷發(fā)展捐下,人類中心主義開始自我膨脹账锹,我們仿佛可以認知一切,改造一切坷襟。但現實告訴我們奸柬,人類是有極限的。
人的生理機能有極限婴程。立定跳遠跳不到20米廓奕,一頓飯吃不了一百斤肉,跳高不會超過3米档叔。人腦有極限桌粉。人腦極限是指人的腦力智商的最大值。人腦自身不能達到無窮衙四,所以人腦也不能理解無窮的存在铃肯。大腦是身體中需能最多的部位:大腦僅占人體重量的2%,但即便在我們休息時传蹈,它所消耗的能量押逼,也占到人體總能耗的20%步藕。大腦容量越大耗能越多,運行速度越慢挑格。如果大腦中的神經連接變多變細咙冗,就會碰到熱力學極限,正如計算機芯片上的晶體管所遇到的問題一樣:容易產生“噪音”漂彤。這一限定就是離子通道雾消。而神經連接哪怕再變細一點點,它的噪音就會呈指數級的增加显歧。所以科學家指出:“大腦皮層灰質中的那些神經元仪或,它們的軸突的直徑,已經非常接近物理極限士骤》渡荆”
當人的認知基礎是有限的時候,人類能得出的結果也當然是有限的拷肌,這些結果不可能超出基礎條件的限定性到旦。
我們總說人類是萬物之主,其實人類只不過是一個由約60種元素巨缘,大約有6×10^27個原子組成的一個物種罷了添忘。這些原子通過共價鍵形成分子,分子又形成小的細胞器若锁、細胞搁骑、組織、器官又固,最后形成一個整體的人仲器。
我們感知這個世界所依賴的無非是5種感覺。但是這些感覺無非就是感光蛋白仰冠,無非就是生物電信號的作用罷了乏冀。嗅覺其實就是400種蛋白。觸覺其實就是100多種蛋白洋只。味覺不過是幾十種蛋白辆沦。我們只能聽到20-20000赫茲的機械波。而且聽覺需要聲波识虚,需要有空氣肢扯,但宇宙的平均密度每4立方米只有一個氫原子,所以在宇宙中我們什么也聽不到担锤。視覺只能看到370納米到740納米的電磁波鹃彻。你如何感知到實物?通過眼睛看妻献?看到的只是電磁波蛛株。你用耳朵聽?聽到的只是機械波育拨。你用手觸摸谨履?手觸摸的感覺只是原子之間的斥力。而這些都只不過是電信號而已熬丧。你從來就沒有真正看到笋粟、聽到、摸到任何東西析蝴。此外害捕,鳥的世界和我們一樣嗎?魚的世界和我們一樣嗎闷畸?我們看不到的紫外尝盼,鳥可以看到。我們看不到的紅外佑菩,魚可以看到盾沫。那么哪一個才是“客觀世界”呢?
曾經有人問霍金:“我們如何知道我們是生活在夢里還是真實存在殿漠?”霍金回答說:“我們不知道赴精,也許也無法知道!
電影《楚門的世界》講述了這樣一個故事:楚門從小到大一直生活在一座叫桃源島的小城(實際上是一座巨大的攝影棚)绞幌,他是這座小城里的一家保險公司的經紀人蕾哟,楚門看上去似乎過著與常人完全相同的生活,但他卻不知道他只是生活在一場虛幻的電影之中莲蜘。后來谭确,楚門在年輕姑娘施維亞的幫助下開始重新認識自己的生活。漸漸發(fā)現他所生活的世界是一幕幕虛假的演出菇夸。于是決定逃離琼富。然而他卻絕望地發(fā)現他面前的大海和天空竟然也是這個巨大攝影棚的一部分。
如果說楚門的世界里的人物都還是真實的人類的話庄新,那么1999年上映的《黑客帝國》完全描述了一個虛擬的世界鞠眉。而這一理論的支撐,來自希拉里·普特南择诈。
1981年械蹋,希拉里·普特南在他的《理性,真理與歷史》中闡述了一個這樣的假想羞芍』└辏“一個人被邪惡科學家施行了手術,他的腦被從身體上切了下來荷科,放進一個盛有維持腦存活營養(yǎng)液的缸中唯咬。腦的神經末梢連接在計算機上纱注,這臺計算機按照程序向腦傳送信息,以使他保持一切完全正常的幻覺胆胰。對于他來說狞贱,似乎人、物體蜀涨、天空還都存在瞎嬉,自身的運動、身體感覺都可以輸入厚柳。這個腦還可以被輸入或截取記憶(截取掉大腦手術的記憶氧枣,然后輸入他可能經歷的各種環(huán)境、日常生活)别垮。他甚至可以被輸入代碼便监,‘感覺’到他自己正在這里閱讀一段有趣而荒唐的文字≡兹颍”
這個著名的假想仿佛在詢問茬贵。世界是真實的嗎?人類如何證明自己是真實的存在移袍?
今天解藻,隨著科技的發(fā)展,假想中所提到的技術很有可能變成現實葡盗。近日螟左,國際頂級期刊《細胞》發(fā)表了一項黑科技成果,人們可以跳過眼睛觅够,將視覺信息直接從相機傳遞到植入大腦的電極上胶背,通過動態(tài)電流電極刺激大腦皮層,成功在受試者腦海中呈現指定的圖像喘先。
隨著科技的進一步發(fā)展钳吟,虛擬生存離我們越來越近。我們的看見只不過是我們的大腦對感光系統發(fā)來的“數據”進行處理后所生成的圖像窘拯『烨遥“而假如有人切斷了大腦與感光系統的聯系,然后利用計算機偽造一個感光系統向大腦輸入同樣的“數據”涤姊,那么大腦也還是會認為自己看到了真實的事物暇番。”
更有甚者思喊,人們甚至不需要生物的肉體壁酬,只通過完全虛擬的云端,就可以實現虛擬的人生,在那個虛擬的人生里舆乔,你可以吃飯岳服、睡覺、擁抱蜕煌,就像現在一樣派阱。但是你再也擁抱不到真實的愛人了。
SpaceX的創(chuàng)始人馬斯克曾經說“我們活在真實世界的幾率大概只有十億分之一”斜纪,而谷歌的AI專家?guī)炱澩栒f,“我們生活的宇宙只是另一個平行宇宙中初中生的科學實驗”文兑。2016年4月5日盒刚,第17屆艾薩克·阿西莫夫辯論會在美國自然歷史博物館舉行,會議邀請了哈佛大學绿贞、麻省理工等著名大學的頂級科學家因块,就“我們是否真的生活在一個模擬世界中”這一問題展開辯論,作為結論籍铁,與會的科學家最終確認涡上,即使我們真的生活在一個模擬世界中,我們也將永遠無法證實拒名。馬斯克說吩愧,“為什么我們永遠不會證實模擬世界的可能性?因為我們身邊可以用來作為證據的物質都是事先安排好的增显⊙慵眩”
如果人的客觀世界是可以虛擬的,那么整個宇宙會不會只是一個程序或者是一段段的代碼同云?
1950年代糖权,馮·諾依曼提出了元胞自動機理論,主要用于模擬生命系統的自復制功能炸站。該理論一方面可模擬任何復雜行為星澳,另一方面足夠簡單,只要幾個簡單的規(guī)則就可以模擬和預測復雜現象或動態(tài)演化過程中的吸引力旱易、自組織和混沌現象禁偎。根據該理論,只需要設定三個最簡單的規(guī)則咒唆,就能讓基本粒子逐漸的演變成為復雜的圖形届垫。如果這個計算量足夠大,那我們也有理由相信它可以演化成像宇宙這樣的超級復雜的系統全释。大道至簡装处,看似復雜的宇宙系統很有可能只是一些最基本的規(guī)則反復運算的結果,而這些規(guī)則是可以設定的。這樣看來妄迁,我們的宇宙寝蹈,我們所存在的世界,包括我們自己登淘,會不會也只是一個程序而已箫老?
1990年2月14日,美國宇航局的旅行者1號航天器黔州,應卡爾·薩根的要求耍鬓,調轉攝像機,對著60億公里外的太陽系拍了一張照片流妻,照片中牲蜀,地球在浩渺無垠的宇宙空間僅僅是一個藍色的光點。這張著名的照片深深打動了這位科學家的心绅这,于是涣达,卡爾·薩根在《暗淡藍點》一書中深情的寫道:那是我們的家園,我們的一切证薇。你所愛的每一個人度苔,你認識的每一個人,你聽說過的每一個人浑度,曾經有過的每一個人寇窑,都在它上面度過他們的一生。我們的歡樂與痛苦聚集在一起俺泣,數以千計的自以為是的宗教疗认、意識形態(tài)和經濟學說,所有的獵人與強盜伏钠、英雄與懦夫横漏、文明的締造者與毀滅者、國王與農夫熟掂、年輕的情侶缎浇、母親與父親、滿懷希望的孩子赴肚、發(fā)明家和探險家素跺、德高望重的教師、腐敗的政客誉券、超級明星指厌、最高領袖、人類歷史上的每一個圣人與罪犯踊跟,都住在這里——一粒懸浮在陽光中的微塵踩验。
在宇宙的尺度里,我們的確渺小無比。但就算渺小如微塵箕憾,人們也希望它是一粒真實的微塵牡借,我想,這正是生命的全部意義袭异!
青松悟語
2020.9.8???