注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

享受当下

少思考多行动

 
 
 

日志

 
 

宇宙的真相  

2016-11-27 12:20:38|  分类: 哲学 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

一、物质真的可以无中生有吗?

真相总是带着那么一种极大的震撼力,因为你必须为此抛弃一些曾经认为正确的东西。很多时候当我们了解了真相之后,我们宁可选择永远被蒙在鼓里,然而在知道真相之前,却总有那么一种好奇心迫使我们去解开谜底。我相信宇宙的这个真相具有绝对的震撼力和杀伤力,那么你是否已经准备好去面对它了呢?

要讨论这个问题,不可避免地要提到宇宙大爆炸学说,因为它是关于宇宙形成的最有影响的一种学说。但像其他学说一样,它也不可避免地天生具有一个无可忽视的弱点。相信很多人已经对大爆炸学说有了相当程度的了解,所以在这里不再对它做简单介绍,而直接进入问题的讨论。人们总是喜欢提出这样一个问题:大爆炸之前究竟发生了什么?宇宙学家会告诉你这个问题根本没有意义,因为“不存在大爆炸之前”。霍金曾经做过一个经典的回答:“这个问题就像在问北极以北有什么一样毫无意义。”这个回答是巧妙的,但也是不彻底的。其实“大爆炸之前”不同于“北极以北”,因为前者蕴含的本质问题是“物质是怎样无中生有的?”而霍金并没有回答这一点。很多宇宙学家相信宇宙是无中生有的,尽管他们并不能对此做出合理的解释。这其实体现出我们在两个“常识”上的矛盾,我们在生活中同时了解到两件事情:物质不能“无中生有”,而我们的世界又是“存在”着的。如果二者只能取其一,那么是否可以这样理解:要么物质可以无中生有,要么我们的世界并不是“真实”存在。相信人们都会倾向于前者,而大爆炸学说的支持者也试图让人们相信,对于大爆炸这一特殊事件,我们根本不能用常理对待。然而这并不能丝毫减少人们的怀疑:既然大爆炸之前什么都没有,又如何会发生大爆炸?

其实宇宙的起源还可以有另外符合逻辑的解释,但这种解释给人的震撼性却远胜于大爆炸。这篇文章只是作为一个开篇,接下来的几篇文章里将会带领大家去揭示宇宙的本质,这一篇仅仅是在提出问题。

宇宙从何而来?物质究竟是怎样产生的?这确实是一直困扰人类的问题,科学界至今仍没有给出一个令人完全满意的答复。但这并不意味着问题没有答案,而仅仅说明我们没有领悟其中的含义。当然也许曾经有人意识到了真相,但是因为真相过于让人失望,甚至极易让人产生误解,所以他没有说出来。如果历史上曾经有过这么一个人的话,那么这个人最有可能是爱因斯坦。爱因斯坦所坚信的东西让他离真相只有一步之遥,我不相信他没有跨出这一步,也许他只是不想让人们失望。认识到了真相又能怎样?他无法作出终极的证明,而这个问题本身就根本无法证明,而只会让不求甚解的人们加深误解而已(这涉及哥德尔不完备定理,后面的文章中将会作出解释)。其实令人失望的不是真相本身,而是我们心中那些固执的天真的愿望。宇宙的真相无意要伤害我们,它只是太冷酷了。或许正如爱因斯坦说的,“上帝是微妙的,但他绝无恶意。”

 

二、决定论

要揭示宇宙的真相,就不得不涉及一个重要的理论,也许看了后面的内容之后,你会感觉这和宇宙的真相毫不相关,但是我认真地告诉你,只有在完全理解这些内容的前提下才能触及宇宙的真相。

那么现在,让我们先回到牛顿的辉煌时代,看看从那时就留下了的一些痕迹。自万有引力被牛顿发现的那一刻,人类的世界就变得明朗起来。物理规律接替了宗教信仰,成为人类认识世界、认识宇宙的可靠途径。牛顿曾把世界比喻为一个上紧了发条的时钟,一切机械而精确地运行着,某一时刻宇宙的完整信息能够决定它在未来和过去任意时刻的状态。对此还有另外一个常用的比喻,即世界就像一部庞大的影片:正在放映的影片或者剧照是现在,已放映过的影片构成过去,尚未放映的构成未来。在影片中,未来和过去并存;在和过去完全相同的意义上,未来是确定的,尽管我们(既是观众,又是“演员”)不知道未来。这个比喻有些繁琐,但它大致表达出了决定论(Determinism)的含义,即世界的因果性。而我们对于宇宙真相的揭示就以决定论为重点来展开,最终会得到一个令人惊讶的结论(在系列文章的最后才会揭晓)。

历史上不乏决定论的支持者,从牛顿到拉普拉斯,从斯宾诺莎到爱因斯坦……列举这些人物没有其他的目的,而只是想告诉大家,当你们在下面的文章中看到了你所不相信的东西时,请不要仅凭自己的主观判断去轻易否决它。耐心地看完我的解释,也许你会有新的收获。

关于决定论我们能够初步得到的最浅显的结论是:世界是确定的,万事万物普遍存在客观规律和因果联系。坦白地说,这意味着未来是确定的。举个例子,当我们掷骰子的时候我们认为骰子的点数是未知的,但是如果知道了关于骰子的形状、质量、抛出时的初速度、角度、空气阻力、桌面的质地、摩擦系数等等一切所需要的初始条件,假设我们拥有足够的计算能力去处理所有这些数据,那么我们是否能够预知骰子的点数呢?如果你去问拉普拉斯,那么他会不假思索地做出肯定回答:“是的。”拉普拉斯甚至断言:假设有这样一位智者,他能够了解到宇宙某一时刻所有粒子的运动状态,并且他拥有无限的计算能力的话,那么他就可以计算出整个宇宙的过去和未来,看到将来发生的一切。后人把拉普拉斯假想中的这位智者称为“拉普拉斯妖”。抛开这句话本身的对错,它至少表现出决定论在1819世纪的科学界所占据的统治地位。肯定有人会对拉普拉斯发出诘难:“嘿,老兄!除非你能预测未来给我看看,否则我不会相信你的鬼话。” 也许拉普拉斯会这样回应:“你相不相信我管不着。我不是那个智者,我没有能力预测未来。就像我无法搜集到宇宙中所有星系的运动情况来证明万有引力是普遍适用的,但我相信即使是那些我看不到的遥远星系,它们也在遵循着引力定律。”

到底拉普拉斯是不是正确的呢?客观地讲,拉普拉斯的“智者”是存在技术问题的。他的那句话可以理解为:假设我们拥有一台理想的超级计算机,我们就能准确地预测未来。事实上这存在一个致命的漏洞,因为在计算的时候,我们不可避免地会遇到一些无限不循环的数据,例如圆周率π。在现实中,不管计算机的运行速度多快,它的每一步运行都必定花费一段有限的时间(即使这段时间非常短),而在处理像π这样的数据时,由于小数点后面有无限位,那就意味着在我们知道了一个圆的半径去求它的精确周长时将会耗费无限的时间。要想进行计算,必须截取到小数点之后的某一位才行,这样的话就必然会在大量的计算数据中引入误差,并且许多误差会在后面的一步步计算过程中被“放大”,甚至导致最终的计算结果和事实相差很远。这容易让我们联想到混沌理论中的蝴蝶效应,初始条件中的一点点微小的改变就给结果带来了巨大变化。

拉普拉斯是错了,他再伟大也不是上帝,也有犯错的时候。但是话说回来,对拉普拉斯的否定并不能等同于从根本上否定了决定论(很多科普作品中总是草率地拿它作为否定决定论的证据),因为数学计算只是我们描述物体状态的一种工具而已。在大自然中,我们不需精确计算一个圆形物体的周长,因为它的周长是本身就存在的(先于π的存在)。我们也不需要计算一把直尺的精确长度,它该有多长就有多长。在一个小球和其他物体发生力的作用的时候,它受怎样的力就怎样去运动,这可以看作它的本质属性,本身就不需要经过数学的运算,因而不存在数据必须截取到某一位的尴尬。至于蝴蝶效应,其实它并不能作为混沌理论的支持。因为在决定论的观点下,某一时刻的状态(这一状态指的是宇宙中所有物体的状态)确定了,其余时刻的状态也被确定下来。换句话说,在蝴蝶扇动翅膀之前,它扇动翅膀的动作就已经被决定了,它根本没有机会去制造所谓的混沌。

否定决定论的其他证据还有无规则运动、概率和偶然,在下一篇文章里将会对这些证据进行一次“大清洗”。

 

三、无规则运动、概率和偶然

我们最早接触到“无规则运动”(random motion)这个词大概是在学习“布朗运动”的时候。1827年,英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的物质微粒时,发现微粒在不停地迅速运动着,并且运动轨迹杂乱无章,这便是布朗运动。其实“无规则运动”这个词带有很大的误导性,因为这个世界上根本就不存在真正意义上的“无规则运动”,万事万物都必须遵守一定的规则。我们知道物体运动状态的改变是因为它受到了外力的作用,悬浮在水中的微粒当然也不例外。那么布朗运动的“无规则”到底从何而来呢?每立方厘米的水中大概有3.35×1022个水分子,每个水分子每秒钟都和大量的其他分子不停地碰撞着。一个“庞大”的微粒悬浮在水中,那么它在接触水面的各个面上都必定受到难以计数的水分子的不断撞击,当微粒足够小的时候,它在各个接触面上受到的力会非常不均衡,当这些力的合力足以明显地改变它的运动状态的时候(并且合力每时每刻都在发生变化),微粒就表现出了“无规则运动”。之所以被认为是“无规则”,只是因为导致现象发生的细节过于繁杂,而我们又根本无法掌握它。但是虽然我们不能预测出微粒的轨迹,但微粒却毫无疑问是遵守规则的——物体之间力的相互作用。

其次是概率,常见的例子有掷骰子、抛硬币、伽尔顿板实验。关于抛硬币可以参考上一篇文章中关于掷骰子的讨论,在这里简单说一说伽尔顿板实验(见文章末尾处的注释)。为了节省篇幅,把它简化一下吧。设想一个对称的细口瓶,如果我们在瓶内放置一块挡板将瓶底一分为二,然后从瓶口往下扔小球,那么小球要么落在挡板左边,要么落在右边。当我们进行大量重复实验的时候,落在左边的小球和右边的小球数目大致相等,人们就会这样说,小球落到左边和右边的概率相等,都是二分之一。但是概率只是一种表象,并不是问题的实质。很显然,瓶口的直径必须大于小球的直径,这样小球才能够落下去。让我们用挡板所在的平面将瓶口一分为二,如果小球是垂直下落的话(简化处理),那么它下落初始时刻的重心偏于瓶口左侧就最终落于左侧,偏于右侧则落在右侧,这毫无概率可言。因为是随意地放入小球,所以我们并不在意把小球放在瓶口的哪一个位置去下落,这导致了大量小球在瓶口的下落点基本是均匀分布的,从而最终导致小球落在挡板左侧和右侧的数目大致相同。当我们抓上一把小球塞进瓶口的时候就尤其体现出了这一点,重心在瓶口左侧的小球和右侧的小球数目相当。在这里暂不讨论更为复杂的情况,只想借此说明一点,所谓的概率只是一种表象的规律(当然个人认为这也包含着后面一篇文章中要说明的量子力学的概率),是我们对某些成因过于复杂的现象所进行的一种简单的归纳化的处理,毕竟我们在技术层面根本无法对伽尔顿板实验中的每一个小球进行准确的受力分析。

最后是“偶然”,关于这个争议很多,我也不想多费太多的文字。我只能说,假如你相信这个物质的世界是由最基本的物质组成,并且它们遵循确定的力的规律的话,那么一切都被其“初始状态”(这里之所以要加引号,是因为这个词其实并不准确,这一点在后面的文章中将会进行讨论)决定了,只有必然,没有偶然。万事万物不过是数量庞大的粒子之间的相互作用,尽管它造成的表象常常复杂得超出了人类的认知能力。

说到这里,你也许会辩驳说,微观粒子并不遵循确定的力的规律。这一点必然要涉及量子力学,在下一篇文章里将重点围绕波尔和爱因斯坦长达半个世纪的争论展开。

 

注释:伽尔顿板是一个竖放的扁平长方盒子,盒子前面是一块透明玻璃,上端有一个落小球用的漏口,中部钉了许多钉子,靠下一排的钉子都是钉在上面一排两个钉子的中垂线上,盒子底部是许多等距槽格等构成,如图所示。当小球从漏口落下时会不断地碰撞钉子,最后落在下面的某一个槽格内。大量的小球一起落下后,小球在槽内的分布近似于正态分布。

 

四,爱因斯坦的上帝、决定论与宿命论

人类曾经有很多疑惑:为什么会有潮起潮落,为什么星星总可以挂在天上,为什么地球是圆的而地球另一端的人们却不会“掉下去”……在牛顿之前没有人可以解释这些现象,于是便诞生了“上帝”。这就是人类曾经的弱点,在实在无力解释某些现象的时候就倾向于引入一些含混不清的概念。事实上它确实很方便,因为你可以说是上帝控制了潮汐,也可以说是上帝把星星挂在了天上。但牛顿不相信上帝,他发现了万有引力定律,从而迫使上帝退居二线,让物理规律成为世界的主宰。

牛顿相信这个世界是确定性的,爱因斯坦同样相信。很多人说人类历史上最伟大的两位物理学家最终都走向了神学,这种观点实在是肤浅至极。牛顿的时代过于久远(很多东西已经无法考证)所以暂且不提,只说爱因斯坦。他曾经说过一句话:“上帝不掷骰子。”很明显这是针对量子力学说的,而这里的上帝当然是指客观而明确的物理规律,而不是教义上那个人格化的上帝。但即使这样,爱因斯坦的上帝也遭遇到了挑战。

二十世纪初期发展起来的量子理论把不确定性带入了物理的领域,这一点是爱因斯坦不能接受的,后来还引发了他和波尔长达半个世纪的著名争论。爱因斯坦希望用一些思想实验推翻量子力学的不确定性,但都没有奏效,波尔每一次都能够自圆其说。很多人说爱因斯坦输了,这就像我起兵攻打你的城池,如果你暂时坚守住了,那么你便是赢家,而我就被认为是输掉了。爱因斯坦在本质上并没有输,他只是和波尔打了个平手。波尔认为粒子的运动本质就是随机和偶然,爱因斯坦则认为概率的背后必定隐藏着不为人知的深层原因。在这里拘泥于这个问题其实毫无意义,波尔和爱因斯坦都没有办法说服对方,而我们现在的技术和理论水平也远未达到完全证实谁对谁错的程度。

爱因斯坦站在了确定性的一方,他注定是孤独的,因为几乎所有人都倒向了量子力学。他们都是些实用主义者,不管那波函数公式是如何得来的,只管它是否符合实验结果。就好像伽尔顿板实验,实验的背后仅仅是小球的受力运动,但是大量小球下落后的测量结果却符合正态分布的规律。人们更倾向于接受正态分布,即使那只是必然的表象。他的好友埃伦费斯特曾经这样说:“爱因斯坦,我为你感到羞耻!你对待量子力学的态度就像当初那些反对相对论的人一样。”波尔也一直试图说服爱因斯坦,但直到爱因斯坦死去他都没有能够做到,这成为波尔一生的遗憾。

其实爱因斯坦完全有理由怀疑量子力学的不完备性。我们在微观领域无法解决的疑问远远多于那些已经解决的问题,所以在还未了解它的全貌之前就把某些现象归于概率的做法实在太过肤浅和武断。我们需要做的是将探索继续下去,直到认识到更为本质的规律。

现在再把话题转回到决定论上面,很多人把决定论称为“科学宿命论”,这并不是很恰当。决定论和宿命论的本质差异就在于决定论认为这个世界的一切是由物理规律决定的(物理定律导致了一切因果关系,不带有任何感情色彩),而宿命论则把这一切归咎于人格化的神的意志。决定论是清晰的,而宿命论是模糊的。也许你会说他们的结论相同,那就是“人无法掌握自己的命运”。在这里我们必须对“命运”下一个定义。我们通常理解的“命运”其实仅仅是指事物表面上的发展趋势,它就是可以被改变的。比如你生在一个艰苦的环境中,如果你肯努力,你就有可能改变自己的现状。但是你并不能改变真正的未来。如果一切都遵循明晰的物理规律,那么“初始时刻”的状态就决定了将来的一切。爱因斯坦说:“过去、现在和未来之间的区别仅仅是一种幻觉,尽管这种幻觉有时还很顽固。”你以为你可以改变未来,因为你并不知道未来的具体模样。

    也许会有人说,如果未来是被决定了的,那么我们现在学习和工作还有什么用,倒不如整天去睡大觉。是的,你完全可以去睡大觉,物理规律并不会去阻拦你。但如果你真的选择去睡大觉了,这也是被决定了的。这样说倒像我们都成了规律的“傀儡”,但有谁不是呢?我们无时无刻不在遵循着规律,尽管很多规律我们还无法理解。但是有一点值得强调,那就是决定论并不能成为堕落的理由,因为个体必定是有局限性的。也就是说,你只是一个人,只是这个物质世界的一个极其微小的组成部分,你不是整个宇宙,你不知道未来究竟会发生什么。所以,即使未来是被决定了的,也并不妨碍你去做一个正常人该做的事情。未来是确定的,但对你来说是未知的,所以狭义上你有做出选择的权利。至于这个选择是不是被决定了的,对个体而言并没有那么重要。爱因斯坦从来不会无端地去强调决定论,更不喜欢强调未来是确定的(这会给不明就里的人产生误导)。其实决定论的意义只有两点,其一是肯定了事物的因果性,另外就对无中生有的解释(几乎现有的一切都不能判定爱因斯坦和波尔的对错,只有在这一点上可以初见端倪)。关于“无中生有”只放在最后一个章节来谈,在那之前我们需要先用一个章节讨论一些电影(黑客帝国、异次元骇客等),做为最后的准备工作。

 

五,真实性

说起黑客帝国,大家一定非常熟悉了。但恐怕很多人只是冲着火爆场面去的,他们所感兴趣的是电影中炫酷的电脑特技和紧张刺激的情节。这一点可以从票房中看出来,一句“终结史上一切追车戏”的豪言为黑客帝国2带来了远远高于其他两部的票房。

在所有虚构背景和情节的电影中,黑客帝国无疑是最成功的一类。庞大的架构和复杂的人物关系并没有给它带来太多逻辑上的硬伤,这是尤为难得的,而很多人指出的bug其实是由于没有完全理解电影内容的缘故。

关于黑客帝国实在有太多内容值得讨论,但在这里仅仅就“真实性”做些探讨,因为这有助于对宇宙最终真相的理解。

黑客帝国1有一个典型的情节,当尼奥知道自己进入一个运行中的电脑程序里的时候,他摸着沙发,仍然不敢相信眼前的一切只是程序运转的结果,于是问莫菲斯:“这不会是真实的吧?”

莫菲斯回答:“什么叫做‘真实’?你怎样定义‘真实’?如果说是你能感觉到的东西,你能闻到的气味,你能尝到的味道和你能看到的东西,那么所谓的‘真实’就是你大脑做出反应的电子信号。”

是的,我们对世界真实性的理解通常是借助我们的主观感受来完成的,而这一切又是建立在复杂的物理规律之上。举个简单的例子,当你握住一块石头的时候,力的作用使得手上的神经细胞受到刺激,产生电位差,然后沿着神经传到大脑,随后大脑做出相应的反应,而这个反应则对应着我们所感受到的石头的硬度。一切的背后都潜藏着物理规律,即使我们还对它知之甚少。那么问题就来了,当我们的大脑接受到和现实经历相同的电子信号的时候,我们会做出什么反应,我们会把虚拟当作真实吗?毫无疑问会的,就像matrix中的人们那样,认为自己生活在一个“真实”的世界里,因为他的感受让他认为这一切都是“真实”的。

那么我们的世界是否真实?这个问题不免会让一些人感到可笑,他们认为这个世界当然就是真实的。然而这种判断终究无法超脱于人类的主观感受,我们只能感受这个世界是“真实”的,但是我们没有办法去证明。就像莫菲斯的提出的那个问题一样,很多人曾经做过逼真的梦,在梦境里你感觉一切是如此真实。如果你无法从梦中醒来,你如何知道那只是个梦境?

我们当然不是生活在matrix里面,因为我们世界极高的复杂程度。这一点在后面的一篇文章中还会仔细讨论;从另一个方面来讲,matrix的主要目的是“控制”,这意味着存在真正的现实物体来控制这种虚拟的存在,所以它并不能从根本上对我们的真实性提出挑战。

现在来说说“异次元黑客”,它的知名度远不如黑客帝国,但也是一部不错的电影。它的大致内容是:在一个科技高度发达的时代,一批科学家开发出了一个完整的系统,通过这个系统,科学家们可以完美地在电脑中再现30年代的洛杉矶。这里的人们生活在虚幻的城市中,不知道自己的世界是电脑创造出来的……这部电影里有一个重要的思想:即使是“虚拟”出来的人,他们也是建构在一定的逻辑体系之上,他们有自己的生活,也有自己的情感,他们会对发生的事情做出反应,就像那些生活在真实世界的人们一样。那么他们和我们之间的差别究竟在什么地方呢?仅仅是一个生活在“虚幻”中,而另一个生活在“真实”中?如果对双方而言拥有的感觉是等价的,那么真实和虚幻又有什么差别呢?

历史上有不少人对“真实性”感到困惑,因为它很难从客观的逻辑上直接得到证明或是证伪。但是这并不意味着我们失去了判断“真实性”的所有线索。在一个完善的逻辑体系中,我们总是可以通过自洽性来排除一些错误的论断。下一篇文章里,将揭示建立在决定论之上的宇宙真相,揭示物质的“无中生有”。

 

六,关于“无中生有”的最终解释

首先需要承认的是,写这一篇文章的难度明显比前五篇文章的难度大,因为要寻找一种恰当而便于理解的叙述方式是一件困难的事情。对此我并没有太大的把握,但是如果现在不写,今后恐怕就没有时间和心情去写了,所以只能尽力而为。

    需要在此说明一点,这里关于无中生有的最终解释是建立在决定论的基础之上的(如果你没有真正理解决定论,就请不要再往下看了)。虽然我们对爱因斯坦和波尔的争论尚且无法下一个定论,但是至少对于无中生有这个问题上,决定论可以给出一个自恰性的解释(尽管这个解释很难被人理解和接受,但却是唯一自恰的解释),而量子论却不能。

    让我们回到第一篇文章中那两个常识性的矛盾上来,在生活中我们同时了解到两件事:物质不能无中生有,而我们感受到的宇宙却又是存在着的。这两个常识看似是矛盾的,因为既然不能无中生有,我们的世界又是怎么来的呢?如果原本什么都没有,如何能够凭空产生物质?现实世界不存在真正意义上的悖论,所有的悖论都是因为概念不够细化或理解不够透彻而导致的。那么无中生有又该怎么解释呢?其实我们一直误解了我们的宇宙,因为我们过于相信和依赖自身的感觉。我们想当然地认为宇宙是完全真实地存在着,然而这种真实性却并不是我们想象中的那个样子。

    为了便于理解,先设想这样一个问题:假如存在一个虚拟的宇宙和我们的宇宙在某一时刻完全相同(拥有相同的物质,并且每一个基本粒子的位置和运动状态都相同),那将会出现什么情况?决定论告诉我们,在那个虚拟的宇宙中,一切都会和我们的世界完全一样,我们世界发生什么,那个虚拟的宇宙中就应该发生什么。我们这个世界中的你认为你自己是真实存在的,同样虚拟世界中的那个你也认为自己是真实存在(如果不理解可以再去看看第五篇文章)。假如我们就生活在那个虚拟的世界中呢?说到这里,恐怕已经有人想到了奥卡姆剃刀原理,如无必要,勿增实体。如果我们的世界真的就是那个的宇宙,那么无中生有便不会为我们的世界带来矛盾,因为如果一切物质的本质就不是我们想象中的那种存在,就没有了无中生有的悖论。

    我们的宇宙其实就是一个逻辑体系,只要有一个初始时刻(任何时刻都可以看作初始时刻)的物质和基本规律,那么一切物质就会在这个逻辑体系中按照既定的规则发展。我们必须重新理解存在这个词,从本质上说,没有绝对存在的物质,客观存在在本质上具有相对性。宇宙的本质虽然是无,但是这种对我们而言却没什么意义,因为我们是这个宇宙的一部分,是这个逻辑体系的产物,是相对于这个宇宙而存在着的。理论上存在无数的宇宙,而我们的宇宙仅仅是其中一种可能性。一把沙子也能构成一个独立的宇宙,但这样的宇宙对我们来说毫无意义,我们生活在一个相对庞大而复杂的宇宙当中。

    这很容易让人联想到平行宇宙理论,但它比现有的平行宇宙理论更深刻。现有的平行宇宙理论只是为了应付量子力学中暂时难以解释的现象,而不是基于决定论所做出的推论。为了说明两者不同,有必要举个例子。时空旅行会遭遇外祖母悖论,假如你回到过去杀死了自己的外祖母,你就不会降生,如果你没有降生,怎么回去杀死外祖母?现有的平行宇宙理论给出的一种解释是,有两个平行宇宙,你回到了另外一个宇宙杀死了外祖母,而原来那个宇宙中你的外祖母安然无恙。本质上说,这种理论对于这些平行宇宙之间的联系含混不清。而在决定论的宇宙中,所有的平行宇宙之间绝对毫不相干。就算真的能够回到过去,也无法改变过去

    对于决定论的宇宙而言,没有开端,也没有终结,任何一个时刻都可以看作初始时刻,向两个方向(过去和未来)无限延伸。我们观察到宇宙是膨胀着的,这被很多人当成宇宙大爆炸理论的论据。在一个计算机模拟宇宙回溯的实验中,最初宇宙是汇聚的,密度越来越大,然而它并没有缩回所谓的奇点,而是开始反弹膨胀。收缩、膨胀,循环往复,既没有开端也没有终结……

 

注:文章中的两处均和终极理论有关,今后还会作出具体解释。这篇文章并不是终点,接下来还会有几篇后续文章,主要针对一些重要问题进行修正和说明。

 

补充说明:光的本质是粒子还是波?

碍于科技水平和认知范围的限制,在不同时代的人们会对同一个问题产生截然不同的看法。人类对光的探索史是非常曲折的,也是非常典型的。关于光的本质的争论,起初大部分人相信牛顿的说法,认为光是一种粒子,后来一些实验现象的发现又让主流观点倒向了光的波动说,最后爱因斯坦又提出了光的波粒二象性。至此,多数人认为这个问题已经找到了答案。

其实我们对光的了解实在太少,所有的讨论都注定要局限在一个极其有限的范围内。但即使这样,仍有一些问题需要得到澄清。

首先,一部分人应该是误解了爱因斯坦的意思,爱因斯坦的观点是,对于时间的平均值,光表现为波动性;对于时间的瞬间值,光表现为粒子性。他仅仅是说,光在宏观上可以表现出波动性和粒子性这两种性质。但并不意味着这两种性质都是光的本质。

曾经有人反驳说,如果光是粒子,那么一束光在垂直照射到镜面后就不能原路返回且不受任何影响,而且在夜晚的时候,两只手电筒发出的光束不会因为光路在某一空间内的重合而改变光的传播方向。他们把光束想象得太密集了,以为光粒子充满了整个光束的空间,但这样的光束其实应该是非常“稀薄”的。就像我们以为一块钢铁的密度非常大,然而它内部原子核的分布其实却非常稀薄。在非常大的空间里,稀薄的光束即使原路返回,相互碰撞抵消掉的光子也是微乎其微。所以这并不能反驳粒子说。

让我们再看看最初对波的认识。当我们抖动一条绳子的时候,会看到波沿着绳子传播。风吹动湖面形成水波,当水波碰到一个宽度适当的狭缝时会产生衍射现象……由此我们是不是可以说,绳子和水既是一种粒子,又是一种波呢?绳子和水都是由粒子组成的,当被施加了外力作用之后,粒子必然会因受力而运动,这种大量粒子的特定条件下的运动在宏观上就表现为我们所看到的波。同样地,水波的衍射也不过是特定情况下大量水分子运动的宏观表现而已,它的本质仍然是粒子之间的力的作用。

对于光来说,如果它是一种粒子,那么大量的光粒子在经过特定的狭缝的时候也可能像水那样表现出干涉或衍射的特性,难道我们就可以据此认定光的本质就是一种波吗?从这个意义上说,光的本质是粒子,波不过是一种宏观表象。而那些光的干涉和衍射的实验其实并不能作为波动说的证据。

真正能为光的波动说提供具有说服力的证据的是麦克斯韦,他发现了电磁波,并指出光是电磁波的一种形式,而电磁波是一种能量。所以这个问题的本质其实应该是:光到底是一种物质,还是一种能量?对这个问题的讨论大概超出了我们的时代,讨论起来可以有非常繁多的可能性,只有到此为止了。总之,因为物质和能量是可以相互转换的,所以能量可以看作物质的一种形式。这个世界的本质还是物质的世界,而不是什么波动之类的表象。

  评论这张
 
阅读(44)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017