来源:星辰影院人气:33更新:2023-03-02 16:02:49
很多科幻小说试图对“费米悖论”作出回答,比如很有名的“黑暗森林”理论(《三体》)。
英国作家史蒂芬•巴克斯特《致命接触》,也是一本试图回答费米悖论的科幻小说,而且,是我们现在经常讨论的问题,我们所存在的宇宙,到底是不是假象?
我们的世界,是外星人模拟的吗?
这本小说的回答是,没错,就是虚拟的,而且对此我们毫无办法。
很残酷。
不过,也有学者试图用数学工具告诉大家,别担心,我们生活在真实世界里。
或者说,我们最好希望自己活在真实世界里。
一、如果我们是虚拟的,总有一天这个世界会突然崩溃
当然了,因为地球有寿命,就算真实世界,也有崩溃的那一天。
不过,如果地球逐渐走向崩溃,人类有足够的应对时间,选择走向广阔的宇宙。
这一点,刘慈欣在《黄金原野》中作了探讨,用老地主骗儿子地下有黄金的故事,告诉大家,如果致力于发展虚拟世界,我们可能被老鼠吃掉,走向宇宙才有出路。
但是,如果是我们所在的就是虚拟世界呢?
那就存在“拔插头”的可能,突然之间,这个世界被关闭了。
《致命接触》就描写了这么一个事件。
人类向阿尔法半人马座A-4发射了激光脉冲信号。
这么个突然举动,对于模拟了宇宙的机器来说,是个巨大的考验,它运算不过来了,所以崩溃。
这里面的理论大概是,随着地球生命的成长,数据量也在快速增长。
比如,在人类早期,月亮只需要模拟引力,和大致的方向、特征就可以;在人类登月时,却不得不模拟月亮上的具体场景;到了现在,月亮背面也要清晰的模拟出来。
但是,根据贝肯斯坦限度,一定量的物质里能容纳的信息是有限的。
在银河系的外围,模拟度肯定不如太阳系那么高。
现在,人类突然把一道射线射出去,就跟你在玩游戏时,游戏里的人,突然朝着房间开了两枪一样,系统计算没跟上,崩了。
于是,人们就看见了太阳系各大行星消失的神秘而瑰丽的景象。
正是这种平静让凯特感到更加害怕。今天,火星消失在一团模糊的光波中,像海卫一那样,只留下一堆不断变幻的可能性,它的火山、水流侵蚀的峡谷和生命的痕迹全都无影无踪了。
小说里说的,会是我们现在的现实吗?
实际上,已经有学者在探讨这个问题了,这涉及一个很烧脑的定理。
其实我也不懂,看看就行了
二、哥德尔不完备性定理这是一个数学定理。
数字宇宙的假设,在物理学家那里目前不可证伪,那么在数学家哪里呢?
数学家跟物理学家的研究方法不一样。
物理学家总是要通过观察和测量——万一这些不靠谱呢?
数学家只需要逻辑证明。
我们都知道,数学大厦是通过几条公理,推导出定理,然后构建出来的。
那么,有没有可能找到一个方法,能够从基本的数学公理出发,自动证明所有的数学定理呢?
1931年,25岁的哥德尔提出,在自然数的公理系统中,这些证明是不存在的。
那么,这个不完备性定理,跟我们所在的数字宇宙、虚拟世界,又有什么关系呢?
三、无理数能不能拯救世界?
这要从计算机系统说起。
简单说,计算机是用来计算的,要计算就得有算法。而我们现在计算机的算法,有这么几个特点:
一是,算法是可以数清的“数字化”,这些数字要么是整数,要么是有限位的小数,没有无限位的小数。
二是,计算机的算法是一步一步的,没有“半步”这个状态。
而我们的现实世界就很模糊,比如你看看温度计上的温度,它是怎么到36.5的?是0.1、0.1的往上涨,还是0.001、0.001往上涨?是要经过无数个小数点后的数字,还是一步一步跨过去?
三是,一定要有结果,给一个算法,肯定要有一个结果。
这些都是因为一件事带来的,就是无理数不能编码。
而我们现实世界中,除了有理数之外,恰恰还有无理数。
好了,可以复习一下初中课本的内容。
自然数是0、1、2、3,整数是正自然数加负自然数,有理数是分数和小数(有理数都可以写成分数)。
然后就是实数,有理数加上无理数。
在数学上,有理数是可数的,因为有理数可以跟自然数一一对应。
比如,偶数和奇数加上才是自然数,好像偶数比自然数少似的。
实际上,偶数除以2就是自然数,偶数跟自然数一样多,这就叫可数(三声)。
而无理数不能跟自然数一一对应,是“不可数”的。
所以,结论来了。
计算机的世界可数,现实世界有不可数的东西,所以,现实世界不是计算机世界。
四、另外两种可能
对上面的结论,我们都会有疑问。
这个疑问就是,我们谁也感觉不到无理数对世界的影响。
一个等腰直角三角形,两个直角边上1米,斜边长度就是根号2米,这个无理数,并不影响三角形的存在,每个人都可以画出这样的三角形。
现实生活中,尺子的精确度有限,只有在理想状态,才是根号2,一个永无终止的数。
如果你坚持认为我们生活在计算机里,那么有两种可能:
一种可能是我这个计算机的模拟度足够高,可以模拟到我们以为无理数存在的程度——我们的无理数实际上是有理数——那么,我们生活在计算机里,跟现实世界也差不多了。
另一种可能,就是科幻小说《2.013》中开的一个脑洞。
一个外星文明,勾股定理的常数不是2,而是2.013,这个外星文明苦于随处可见的无理数运算。
当他们乘坐基于2.013幂次制造的飞船远航时,飞到快接近太阳系时,飞船的各种零部件都崩溃了,因为太阳系的勾股定理常数是2,外星文明也发现了这一点,就因为这个细微差别,飞船上的零部件都不再精密。
而他们之所以计算得出勾股常数是2.013,是因为他们星球旁边有个虫洞。
小说提到一件事,我们地球上的圆周率π,是不是也受了影响?
所以,我们可以大胆猜测,是不是有人故意设计,让我们得到无理数?
可能真实的宇宙中,就没有无理数,一切公式都那么简洁优雅。
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