為什么我們的宇宙發展出了適宜生命進化的條件?為什么物理定律和常數會采用極為具體的值,允許恒星、行星的演化發展以及最終的生命進化?宇宙的膨脹作用,例如暗能量,為什么比理論認為的要弱得多,導致物質相互聚集而不是分崩離析?長期以來,物理學家一直在努力解釋這些問題。
一個常見的解釋是:我們生活在一個無限的多重宇宙(multiverse)中,所以我們不應該對至少有一個宇宙變成了我們的宇宙而感到驚訝。還有另一種解釋,那就是我們的宇宙其實是一個計算機模擬,有誰(也許是一個先進的外星物種)在對它進行微調。
第二種解釋得到了信息物理學的支持。這一科學分支認為,時空和物質并不是基本現象,物理現實的基本組成部分實際上是信息比特,我們對時空的感知就是從這些信息比特中產生的;相比之下,溫度則是從原子的集體運動中“出現”的,本質上來說,沒有一個原子是具有溫度的。
這就導致了一種令人難以置信的可能性:我們的整個宇宙實際上可能是一個計算機模擬。這個說法也不是什么新鮮事,早在1989年,傳奇物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒(John Archibald Wheeler)就曾提出:宇宙的本質是數學的,我們可以將其看作是從信息中產生的。他創造了著名的格言:“萬物源于比特”(“it from bit”)。
2003年時,英國牛津大學(Oxford University)的哲學家尼克·博斯特羅姆(Nick Bostrom)提出了他的模擬假說,他認為我們很可能生活在模擬中,因為一種先進的文明是可以達到一種很高的程度的:它們的技術復雜到足以混淆視聽,虛虛實實無可區分,參與者不會意識到他們身處在模擬之中。
美國麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology)的物理學家賽斯·勞埃德(Seth Lloyd)則提出,整個宇宙可能就是一臺巨大的量子計算機,他的主張將模擬假說提升到了一個新高度。
實踐經驗的證據
有證據表明,我們的物理現實可能是模擬的虛擬現實,而不是獨立于觀察者而存在的客觀世界。
任何虛擬現實世界都將以信息處理為基礎,這意味著一切最終都能被數字化或像素化到無法進一步細分的最小尺寸,也就是比特,這似乎可以類比我們的現實世界,因為量子力學理論認為,原子和粒子世界存在一個最小的離散的能量、長度和時間單位;同樣,構成宇宙中所有可見物質的基本粒子,則是物質的最小單位。簡而言之,我們的世界是“像素化”的。
物理定律約束著宇宙萬物的行為,這和計算機模擬中執行程序時須要遵循計算機代碼類似;此外,數學方程式、數字和幾何圖案無處不在,世界似乎完全就是基于數學的。
另一個支持模擬假說的物理學奇觀是宇宙中的最大速度限制,也就是光速。在虛擬現實中,這一限制對應著處理器的速度限制或者說處理功耗限制,過載的處理器會減慢模擬中的計算機處理速度,同樣的,愛因斯坦的廣義相對論表明,黑洞附近的時間也會變慢。
也許模擬假說最有力的證據來自量子力學,而這表明自然不是“真實的”:處于確定狀態(例如特定位置)的粒子似乎并不存在,除非你對它們進行了實際的觀察或測量;相反的,它們同時處于不同狀態的混合態。同樣,虛擬現實也須要有觀察者或程序員才能讓事情發生。
量子“糾纏”還允許兩個粒子詭異地連接起來,這樣一來,如果你操縱其中一個粒子,你就自動且立即操縱了另一個粒子,無論它們相距多遠,這種操縱都發生在一瞬間,效果似乎比光速還快,而這應該是不可能發生的。
然而,這也可以通過以下事實來解釋:在虛擬現實代碼中,所有“位置”(點)與中央處理器的距離應該大致相等,因此,雖然我們可能會認為兩個粒子相距數百萬光年,但如果它們是在模擬中創建的,它們實際上就不是如此。
可能的實驗
假設宇宙確實是一個模擬,那么我們可以在模擬中部署什么樣的實驗來證明這一點呢?
我們可以合理地假設,一個模擬宇宙將包含我們周圍無處不在的大量信息位,這些信息位代表代碼本身,因此,檢測這些信息位將能證明模擬假說。最近提出的質量-能量-信息等效原理(mass-energy-information equivalence principle)表明,質量可以表示為能量或信息,反之亦然,它指出信息位必須具有較小的質量,這給了我們一些可以搜尋的東西。
英國樸次茅斯大學(University of Portsmouth)的物理學高級講師梅爾文·M·沃普森(Melvin M. Vopson)假設,信息實際上是宇宙中物質的第五種形式,他甚至計算了每個基本粒子的預期信息含量?;谶@些研究,他在2022年發表了一項用于檢驗這些預測的實驗方案,實驗涉及了通過讓基本粒子和它們的反粒子(所有粒子都有自己的“反”版本,它們除了電荷符號相反其他性質完全相同)在能量閃光中湮滅——發射“光子”或光粒子,來擦除基本粒子中所包含的信息。
沃普森根據信息物理學預測了所產生光子預期頻率的確切范圍,并表示使用現有的工具可以很好地實現這項實驗。
還有其他的驗證方式。已故物理學家約翰·巴羅(John Barrow)認為,模擬過程會產生微小的計算錯誤,程序員須要對這些錯誤進行修復才能繼續讓模擬繼續下去。他主張在互相矛盾的實驗結果突然出現時,我們也可能會經歷這種修復,例如自然常數發生改變,因此,對這些常量的值進行監控則是另一種驗證選擇。
現實的本質是如今最大的謎團之一,我們越是認真對待模擬假設,未來某天證明或證偽它的機會就會越大。
2023太空日歷,一共設計了三種封面,你可以選擇自己喜歡的封面裝訂, 預計2022年12月31日左右發貨。
天是2024年的2月7日,本月9日就是除夕。但是很多人往往會對時間的流逝存在一種特別的感覺:那就是似乎2018年是不久以前的事情,更有甚者,很多人可能覺得2022年剛開始沒多久,就進入2024年了,2023年被略過。
相信很多人都有這類感覺。而對于此類現象,不同人也給出不同的結論。
比如:
有說法認為,我們的世界其實不是真實的,而是虛擬的。類似于計算機模擬出來的世界。也因為人類乃至宇宙的發展,存在很多不可思議和目前的科學無法解釋的內容,但是,如果認為世界是虛擬的,那么,一切疑難問題都可以將其視為世界這個程序的bug。其實,如果世界是虛擬的可以被證實,那么,無論是有神論還是無神論,都可以停止爭吵了。因為,設計并操控這個程序的存在者,就是神。
時間流逝過快也可以因此得到解釋:那就是程序操作者修訂了程序,所以時間流逝變快。因此,雖然2018年-2024年前后歷經七個年頭,但是卻給人一種剛過去沒幾天的感覺。
對于00后來說,可能2012年話題比較陌生。在2012年以前,世界各國都有傳說認為2012年的12月,是人類文明的末日。當時很多人對這個日期十分驚恐。雖然如今已經是2024年,距離2012年也過去了整整十二年,但是部分網友卻發現了一個很古怪的現象:那就是2012年之前,時間過得很慢,但是2012年以后,時間變快了。因此很多人認為:或許2012年的時候,人類真的已經沒了,只不過意識被上傳到了一個虛擬的世界里,因此才會覺得時間流逝很快。
當然這個說法很多人并不認同:因為2012年是世界末日的說法本身就是無稽之談,又怎么會影響到人們的時間呢。
當然,也有一種最為符合科學的說法, 解釋了為什么很多人會覺得時間過快:那就是歲月在不斷重復。
記得2020年的時候,小編的一個網友在新年的時候提過,其實一年只有一天的時間,只不過這一天的時間,被重復了365次。而這個說法其實也解釋了為什么會有人覺得時間很快。
其實并非是時間變快了,而是因為現代社會的快節奏等因素,讓人們感覺每天都一樣,既然每天都一樣,等到事后回憶的時候,會發現這一年的時間充滿了空白。因為人們的記憶往往更傾向于記憶一些有標志性的事情。對于日常的一些小事兒,往往會忽略。所以當回憶起一年的得失的時候,幾乎沒什么記憶可言。
比如2020年-2022年這三年時間,相信多數人的記憶就是和冠哥周旋,至于很多細節,相信記住的人并不多。
OK,現在2024年的2月,到今天為止過了七天,那么在過去的七天時間里,都有哪些熱點事件?相信很多人會覺得一片空白。
其實歲月就是這樣:不斷重復機械的生活,讓我們都失去了記憶。
探索宇宙奧秘的過程中,科學家們發現宇宙星系的結構與大腦神經結構之間存在著驚人的相似性。這種相似性不僅體現在復雜度上,還體現在功能以及信息的傳遞方式上。
宇宙中的星系結構是科學家們研究宇宙的重要課題之一。星系結構的形成源于宇宙大爆炸后的引力作用,經過漫長的演化,最終形成我們現在所觀察到的美麗畫卷。星系中的恒星按照一定的規律排列,形成了類似于旋轉著的星球的渦旋結構。這些渦旋結構在宇宙中綿延數億光年,仿佛是一個巨大的宇宙網。
與此類似,大腦神經結構也是一個復雜而精妙的網絡。神經元之間通過突觸相互連接,形成了一個錯綜復雜的網絡。這個網絡是大腦信息處理的基礎,電信號在這個網絡中傳遞,形成了我們的思維活動。大腦神經結構的復雜度遠超過宇宙星系結構,但兩者在網絡的組織形式和信息傳遞方式上存在著共通之處。
宇宙星系結構和大腦神經結構之間的相似性引起了科學家的廣泛關注。這種相似性不僅僅是一種形態上的相似,更是一種功能上的相似。例如,星系中的恒星排列形成了類似于神經元之間的連接模式,而星系的結構也像大腦的信息處理網絡一樣,可以進行信息的傳遞、交流和儲存。這種傳遞和儲存過程在宇宙層面表現為星系結構的形成和演化,在生物層面則表現為大腦的認知和思維過程。
然而,宇宙星系結構和大腦神經結構之間也存在一些明顯的區別。宇宙作為一個大的物質系統,其星系結構的復雜度遠超過大腦神經結構。宇宙中的星系數量眾多,且每個星系中恒星的數量也十分龐大,這使得宇宙星系結構的復雜度超出了我們目前的理解能力。而大腦作為生命體的一部分,其神經結構的復雜度更是達到了令人驚嘆的地步。
此外,宇宙星系結構和大腦神經結構在信息的傳遞方式和處理方式上也存在差異。在宇宙中,星系結構的形成和演化是受引力等物理規律支配的,信息的傳遞和處理過程是可以通過觀察和計算進行研究的。而在大腦中,信息的處理過程則要復雜得多,涉及到生物化學、電生理等多個方面,這些過程遠超過我們對它們的理解能力。
在人類對宇宙的探索中,我們不斷地尋找答案,試圖理解我們所在的宇宙究竟是怎樣的。我們提出了許多理論,試圖解釋宇宙的起源、演化和未來。然而,在這個過程中,我們是否考慮過這樣一個問題:宇宙有可能是一個巨型生物,而人類就生活在這個巨型生物內部?
要理解這個觀點,我們需要先回顧一下我們對宇宙的理解。宇宙,這個我們所知的唯一現實世界,包含了數之不盡的星系、恒星和行星。我們在其中顯得如此微不足道,就像一粒塵埃存在于整個宇宙之中。然而,正是這粒塵埃,成為了我們探索和理解宇宙的關鍵。
生命的起源一直是一個令人著迷的話題。我們不知道生命是如何在宇宙中誕生的,但我們知道,生命似乎在一些看似不可能的地方找到了生存的方式。這讓我們不禁思考,生命是否可能是宇宙的一部分,而人類只是這個宇宙中的一小部分?
如果我們將宇宙想象成一個巨大的生物,那么我們的存在就會變得有意義。我們可能會成為這個巨大生物的細胞,而我們的行為和決策可能會影響這個生物的整體健康。這種觀點將人類置于一個更為宏大的視角中,使我們重新思考我們在宇宙中的角色和使命。
巨型生物的特征可能與我們所理解的宇宙的特征有很多相似之處。例如,巨型生物可能會有復雜的內部結構,包括器官、組織和細胞。這些結構共同協作,維持著巨型生物的生命活動。同樣,我們也可以在宇宙中觀察到類似的結構,例如星系、恒星和行星,這些結構共同構成了宇宙的生態系統。
在巨型生物內部生活的可能性是存在的,但我們的生存環境可能會受到巨大的挑戰。例如,我們可能需要適應極端的環境條件,包括高溫、高壓和缺乏生存必需資源的情況。然而,這也可能會成為我們探索和理解宇宙的關鍵。如果我們能夠適應這些極端的環境條件,那么我們就有可能在宇宙的更遠地方發現新的生存方式。
宇宙的奧秘一直是人類探索的熱門話題。我們總是想了解這個宇宙的本質和意義,但是我們所了解的真的是宇宙的真相嗎?有沒有可能我們所在的宇宙只是一個虛擬宇宙,而我們眼睛所看到的宇宙只是某種形式的幻象?
首先,我們來看看虛擬宇宙的概念。虛擬宇宙指的是一個由計算機程序所創建的虛擬世界。在這個世界中,一切都是數字化的,包括物體、能量和生命。這種虛擬世界與我們所了解的現實世界非常相似,但是它并不具備真實世界的物理性質。
如果我們將這個概念應用到宇宙中,那么我們所看到的宇宙可能只是一個由某種超級計算機所創建的虛擬世界。這個虛擬世界非常逼真,讓我們誤以為它是真實的,但是實際上它只是某種程序的一部分。
那么,為什么會有這樣的想法呢?原因在于我們的感知系統。我們的感知系統只能感知到宇宙中的一部分信息,而無法感知到其他更深入的信息。比如,我們無法感知到電磁波譜的所有頻率,也無法感知到時間的全部細節。因此,我們所看到的宇宙只是我們感知系統所能感知到的部分,而未必是真正的宇宙。
有些科學家提出了一種叫做“模擬理論”的觀點,認為我們所在的宇宙可能是一個高級文明所創建的虛擬世界。這個虛擬世界中的一切都是數字化的,包括時間和空間。這種虛擬世界的逼真程度讓我們誤以為它是真實的,但是實際上它只是某種程序的一部分。
如果我們的宇宙真的是一個虛擬宇宙,那么我們的感知系統就只是這個虛擬世界的一部分,而未必是真正的宇宙。這樣想的話,我們就可以理解為什么我們的感知系統無法感知到宇宙的全部信息。
當然,這種虛擬宇宙理論還處于探索階段,尚未得到科學界的普遍認可。但是,這種理論讓我們重新審視我們所了解的宇宙,讓我們思考宇宙的本質和意義。也許有一天,我們可以用實驗證明這種理論的真實性,但是在那之前,這種理論只能是一種假設和推測。
薛定諤的貓思想實驗是量子力學中的一個基本實驗,也是量子力學領域中最著名的實驗之一。這個實驗旨在說明量子疊加原理與經典物理之間的區別,以及量子測量原理對物理系統的影響。
薛定諤的貓思想實驗是一個雙縫實驗的變種,它涉及到一個封閉的盒子,一只貓和一瓶毒藥。在這個實驗中,盒子內放置了一個放射性物質的原子核,原子核在一定的時間后會衰變,并釋放出一種粒子。如果粒子被探測器探測到,那么一瓶毒藥就會被釋放,從而殺死盒子內的貓。但是,在盒子被打開之前,我們無法確定原子核是否已經衰變,因此也無法確定貓是否還活著。
這個實驗的關鍵在于,根據量子力學的疊加原理,原子核處于一個衰變和未衰變的疊加狀態,直到測量被執行。因此,在盒子被打開之前,貓的生死狀態也是未知的,它既有可能活著,也有可能已經死亡。這種不確定性一直持續到盒子被打開的那一刻,當人們觀察到貓的狀態時,貓的生死狀態才會確定下來。
疊加原理是指在一定條件下,量子系統的狀態可以表示為不同狀態的線性組合,而這些狀態中的每一個都對應于一個可能的測量結果。在這個實驗中,原子核處于一個衰變和未衰變的疊加狀態,這意味著它既有可能已經衰變,也有可能還未衰變。
測量原理是指在測量過程中,量子系統的狀態會受到干擾,測量結果會受到概率的支配。在這個實驗中,當人們打開盒子并觀察貓的狀態時,貓的生死狀態才會確定下來。這是因為測量過程中產生的干擾使得原子核的狀態得以確定。
薛定諤的貓思想實驗的結果是貓的生死狀態在未被觀測之前處于一種未知的狀態,既有可能活著,也有可能已經死亡。這種不確定性一直持續到盒子被打開的那一刻,當人們觀察到貓的狀態時,貓的生死狀態才會確定下來。
這個實驗的結果挑戰了經典物理學的觀點,即物體的狀態在未被觀測之前是確定的。薛定諤的貓思想實驗表明,在未被觀測之前,物體的狀態是不確定的,它處于一種疊加狀態,只有當測量被執行時,它的狀態才會確定下來。
薛定諤的貓思想實驗在哲學、科學和社會中都產生了深遠的影響。
在哲學方面,這個實驗挑戰了傳統的實在論觀點,即認為客觀世界是獨立于觀察者的意識而存在的。薛定諤的貓思想實驗表明,觀察者的意識在測量過程中起到了至關重要的作用,它決定了物體的狀態。這種觀點被稱為“主體間性”,它挑戰了傳統的客觀實在的觀點。
在科學方面,這個實驗對量子力學的測量原理提出了深刻的挑戰。測量原理表明,測量過程中量子系統的狀態會受到干擾,這種干擾使得我們無法精確地預測測量結果。這種不可預測性是量子力學的基本特征之一,它對現代物理學的發展產生了深遠的影響。
在社會方面,薛定諤的貓思想實驗成為了許多科學普及作品的主題,它使得更多的普通人開始關注量子力學和物理學的發展。此外,這個實驗也成為了許多哲學討論和思考的對象,它挑戰了人們對現實世界的理解。
雙縫干涉實驗,同樣也是一個經典的量子力學實驗,讓人感到無比詭異。在這個實驗中,光在有觀測者的時候會表現出一種性質,而在沒有觀測者的時候又會表現出另外一種性質。這種奇特的現象讓人感到不安,因為它挑戰了我們對于現實世界的傳統觀念。
雙縫干涉實驗的原理非常簡單:當一束光通過兩個狹縫時,它會形成一系列明暗交替的干涉條紋。這個現象被稱為“干涉”,是波動的典型特征。然而,當我們用探測器去測量光通過哪個狹縫時,干涉條紋會突然消失,光的行為會變得像粒子一樣。更讓人驚訝的是,即使我們沒有觀測到光,它依然會表現出干涉條紋。
這個實驗揭示了一個重要的概念:觀測者的存在對于物理系統的影響是巨大的。在量子力學中,物理系統在未被觀測時處于一種“疊加態”,這種狀態包含了所有可能的結果。一旦被觀測,疊加態就會“坍縮”,呈現出唯一的結果。這種疊加態理論在解釋微觀世界的奇特現象時非常有效,但也讓人們感到困惑和不安。
雙縫干涉實驗的可怕之處在于它揭示了現實世界的未知面。在這個實驗中,光的性質似乎取決于是否存在觀測者,這讓我們對于現實世界的理解產生了巨大的挑戰。我們無法用傳統的思維方式去解釋這個現象,因為它超出了我們的經驗范圍。
為了解釋這個現象,我們需要引入“意識”這個概念。有些哲學家和科學家認為,觀測者的存在改變了物理系統的狀態,是因為意識對于物理世界有著直接的影響。這種觀點被稱為“意識決定論”,但它很難被證實或證偽。
另一方面,有些物理學家則試圖用量子力學的理論去解釋這個現象。他們認為,光在通過雙縫時,會處于兩個不同的狀態,即“粒子態”和“波動態”。當沒有觀測者時,光處于波動態,表現為干涉條紋;而當有觀測者時,光處于粒子態,表現為粒子通過狹縫的行為。這種解釋雖然能夠說明實驗現象,但它并沒有解決我們的困惑。
雙縫干涉實驗的可怕之處還在于它引發了一些哲學思考。例如,“測量問題”和“實在問題”。測量問題指的是我們在測量物理系統時,無法避免地改變了它的狀態,這種改變對于我們理解現實世界有著重要的影響。實在問題則指的是物理世界是否真的存在,或者只是我們大腦中的一種幻覺。
這些思考讓我們對于現實世界的理解產生了巨大的挑戰。我們曾經認為自己對于這個世界已經有了充分的了解,但雙縫干涉實驗讓我們意識到我們對現實世界的理解還非常有限。這種認識讓我們感到不安,因為它挑戰了我們對于自己智力和認知能力的信心。
然而,雙縫干涉實驗也讓我們看到了科學和哲學的無限可能性。在這個實驗中,我們看到了現實世界的復雜性和多樣性,也看到了人類對于知識和智慧的無盡追求。這種追求讓我們不斷探索未知的領域,不斷挑戰自己的認知極限。