科學理論幫助我們更加深刻地理解地球母親的演化。圖源:Prapass Pulsub / Getty Images
盡管我們總是一廂情愿地認為人類的集體智慧已經(jīng)揭開了大部分宇宙奧秘的面紗,但事實上我們所掌握的不過是完全理解宇宙所需知識的冰山一角——這種掌控也極其脆弱。并且每隔一段時間,科學界總會涌現(xiàn)出某種新理論,徹底顛覆我們既有的全部認知,指引我們踏上可能蘊含所有未解之謎答案的新征途。這些理論提出的概念往往因其過度抽象或過于超前,難以被當時主流科學界接納,但隨著歲月流轉(zhuǎn),當更多的實驗現(xiàn)象涌現(xiàn)、關(guān)鍵拼圖漸次浮現(xiàn)時,即便最離奇的理論也可能被證實始終正確。
本文所列的科學假說雖然還未獲得實驗上得最終證實,但也未遭到全盤否定。那么,何不讓我們腦洞大開,從我們得獨到視角來判斷,這些顛覆性科學理論中究竟哪一種最具揭示真相的潛力呢?
1. 宇宙碰撞理論(火宇宙理論)
火宇宙理論(Ekpyrotic Universe Theory)在物理學界公認的宇宙大爆炸理論的基礎(chǔ)上,為理解宇宙的起源提供了全新視角。其中,“Ekpyrotic”對應希臘詞源“ekpyrosis 燃燒”的本意,暗含宇宙在毀滅中重生的哲學意味。該理論認為:宇宙并非起源于奇點的大爆炸,而是兩個平行宇宙劇烈碰撞的產(chǎn)物。這場創(chuàng)世撞擊產(chǎn)生了"宇宙重置"效應,使新生的宇宙如大爆炸理論所描述般開始膨脹。然而與大爆炸理論不同,該理論預言宇宙終將停止無限膨脹的過程,轉(zhuǎn)而在某一臨界值時進入了收縮階段,最終形成天體物理學家所稱的"大坍縮"。坍縮過程中積蓄的動能將引發(fā)新一輪的平行宇宙之間的碰撞,宇宙由此再度重置,整個輪回將周而復始永無止境。
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2. 白洞是否存在
黑洞的存在是如此的出名,以至于每一位接觸過科普的、或是對天體物理有所耳聞的人都對其極為強烈的引力感到畏懼。黑洞的質(zhì)量是如此的巨大,以致于它能夠?qū)⒅車磺校踔潦枪猓甲胨睦位\中。但是如果有黑洞的話,宇宙中是否存在白洞呢?理論上來說,科學界認為在宇宙存在優(yōu)雅的對稱性,那么白洞作為黑洞在宇宙的一體兩面而理應存在。作為黑洞的完全對立面,白洞理論上不僅不吞噬物質(zhì),反而持續(xù)噴射物質(zhì)。然而科學家從未真正觀測到白洞(很可能因其僅存于極端假設(shè)情境中),因此白洞究竟呈現(xiàn)為黑洞的終端形態(tài)、蟲洞的特殊結(jié)構(gòu)還是其他未知機制,至今仍無定論。如果宇宙中真的存在白洞,并且它在噴涌曾被黑洞吞噬的物質(zhì),那么這些物質(zhì)必須規(guī)避與奇點的融合并保持其完整性。由于目前所有已知的黑洞都具備阻礙人類直接觀測的屏障——視界,我們目前對被黑洞吞噬的物質(zhì)的最終命運其實并不明確——人類之所以能推斷宇宙中黑洞的位置,完全依賴于它們對周邊天體的引力擾動效應。這意味著未來若要證實白洞存在,可能需要重構(gòu)現(xiàn)有物理定律體系,這無疑將是一場艱巨的認知革命。
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3. 費米悖論
物理學家恩里科·費米(Enrico Fermi)與邁克爾·H·哈特(Michael H. Hart)在物理界中率先提出了一個困擾科學界許久的費米悖論,其核心質(zhì)疑在于:若德雷克方程正確無誤,銀河系中確實存在數(shù)以百萬計的智慧生命形態(tài),按常理推論,人類至今理應已從至少某個地外文明處捕捉到某種形式的信號。這一宇宙尺度的認知困境,被學界稱為"大沉默"之謎。
多年來,針對費米悖論的諸多奇思妙想也應運而生,試圖為"大沉默"之謎提供一個最為合理的詮釋。其中,在這些解釋中,最為奇趣橫生的,并且也是充滿想象力的當屬該假說——人類或許正棲居于《黑客帝國》式的計算機模擬世界,在無形的全息囚籠中演繹著數(shù)字人生。
4. 模擬理論
這是一個更為腦洞大開的理論,從某種意義上側(cè)面增加了人類之于AI的不可替代性。該理論提出:人類或許正棲息于某遙遠星系外星文明構(gòu)筑的計算機仿真系統(tǒng)中。雖初聞此說猶如科幻迷的狂想,實則諸多頂尖科學家不僅承認模擬理論的可能性,更致力于設(shè)計驗證實驗。最具代表性的是德國物理學家團隊,他們正嘗試構(gòu)建屬于人類視角的宇宙程序化模擬場。
而更令人機緣巧合的是,理論物理學家S·詹姆斯·蓋茨(S. James Gate)聲稱在弦論領(lǐng)域取得的突破性發(fā)現(xiàn)為模擬理論提供了佐證。蓋茨團隊構(gòu)建了一種極度特殊的自對偶線性二進制糾錯塊碼來描述宇宙本質(zhì)的底層方程,并進一步將其解釋為這是深藏在宇宙底層之間類似二進制的計算機代碼。在他的理論觀點中,量子物理的核心區(qū)域竟嵌入了糾錯的1與0二進制信息流,恰似《黑客帝國》的經(jīng)典警示:"尼奧,覺醒吧……矩陣已捕獲了你。"
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5. 宇宙全息投影理論
與腦洞大開以至于難以令人采信的模擬理論完全不同,全息宇宙理論另辟蹊徑,指出我們目之所及的浩瀚星空并非精密虛擬程序,而是宇宙的本體的一個全息投影。當我們仰望銀河時,那些遙遠星體不過是投射在空間尺度上的海市蜃樓。這一理論或可解釋為什么當我們將宇宙分解至其基本能量尺度時,其結(jié)構(gòu)會呈現(xiàn)纖薄脆弱的量子態(tài)。從人類所知的經(jīng)典的全息投影技術(shù)角度出發(fā),要生成傳統(tǒng)全息成像需要兩束激光:首束激光要覆蓋物體表面,次束激光與反射光波產(chǎn)生干涉;輔以特定光源,這樣才可以在三維空間中呈現(xiàn)出能夠欺騙人眼的立體影像。該理論推測,引力波漣漪的多樣形態(tài)本質(zhì)是量子漲落中的光波編碼,其作用類似于全息光影的生成機制。如果這種解釋會成立的話,人類勢必需重構(gòu)對宇宙的基本認知框架。
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6. 黑洞是一個全新宇宙的起點
黑洞因其具有貪婪吞噬光明的神秘秉性,常被喻為宇宙中的暗夜收割者。然而,針對黑洞的革命性猜想指出:像黑洞這類具有極大質(zhì)量的天體可能是孕育宇宙的母體。當物質(zhì)墜入黑洞中時,極致的引力將其壓縮至奇點,黑洞的密度之高,以至于其終將引發(fā)物質(zhì)的反噴,在量子暴脹中重構(gòu)一個全新的宇宙。根據(jù)這種猜想,我們可以進一步推斷富含黑洞的宇宙本質(zhì)上是一個新生宇宙的孵化場。盡管黑洞視界造成的觀測屏障令我們難以尋得黑洞的蹤跡,天文學家推測——人類所處的時空可能正是處于異位面黑洞的創(chuàng)生杰作,該假說恰與多元宇宙理論形成絕妙共振。
7. 多元宇宙理論
當我們談及多元宇宙的可能時時,多重平行宇宙的猜想給出了與眾不同的創(chuàng)世圖景。該理論基于量子力學框架,承認空間客觀實在性,卻否定物質(zhì)可無限坍縮為奇點的假設(shè)。有別于黑洞創(chuàng)生說,多元宇宙理論認為:每個看似微末的人生抉擇,都在撕裂時空織錦,催生出平行宇宙的枝椏。每當面臨紙袋或塑料袋、咖啡或茶飲、借記或貸記等日常抉擇時,你實際上正在締造一個鏡像宇宙——在那里,你做出了完全相反的選擇。每個決策都將延展為獨立的世界線,直至遭遇下一次分岔抉擇。若此說成立,則古往今來每個人的每個選擇,都在編織著無限嵌套的宇宙之網(wǎng)。
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8. 宇宙熱寂
熱寂假說脫胎于熱力學第二定律,這個假說的核心命題可被凝練總結(jié)為:倘若宇宙是無限的話,那么其存在時間也同樣永無窮盡。換言之,若某恒星距地球百萬光年之遙,那么根據(jù)經(jīng)典的天體學理解來說,宇宙年齡至少已經(jīng)長達百萬歲(此推論基于光速恒定的經(jīng)典假設(shè)),而人類的存在之于宇宙長河僅是滄海之一粟。因此,永恒存續(xù)的宇宙最終會步入一個最終狀態(tài),根據(jù)“熱寂”假說,屆時整個宇宙最終會冷到完全均勻的溫度,然后徹底“停擺”,時空陷入終極凝滯。然而,這個理論成立的前提是,宇宙的始終保持一個恒定的膨脹速率不斷擴張。然而,隨著天體物理的進一步發(fā)展,諸如宇宙暴脹理論等新興學說,正與這個假說形成一個根本性的對立。
9. 對于觀測暗能量的警示
理論物理學家勞倫斯·克勞斯(Lawrence Krauss)曾警示說,人類對暗能量的每一次觀測,都在悄然瓦解宇宙的生命力。天體物理學界共識指出,暗能量這股占宇宙總能量七成的存在,不僅支配著時空的膨脹宿命,更潛藏著破解浩瀚深空中諸多光怪陸離天象的密鑰——那些懸于星海盡頭的未解之謎,蜷縮在暗能量交織的宇宙中。
克勞斯提出,大爆炸起源于某種攜帶斥引力特性的奇異高能態(tài)躍遷至零能基態(tài)——當這個高能態(tài)從偽真空基態(tài)躍遷至普通真空基態(tài)時,能級躍遷所迸發(fā)出的能量形成了我們棲居的宇宙。量子力學中的芝諾效應昭示著:對一個不穩(wěn)定量子系統(tǒng)頻繁的測量,可以凍結(jié)該系統(tǒng)的初始狀態(tài),或者阻止系統(tǒng)的演化。克勞斯由此推演,人類對暗能量不間斷的觀測,正將其禁錮在一個偽真空基態(tài)中,迫使暗能量保持在一個不穩(wěn)定的狀態(tài),并悄然蠶食時空本身的生命周期。盡管如此,當解開諸多宇宙謎題的鑰匙都緊緊系在暗能量之上時,天體物理學家對暗物質(zhì)的探索的熱忱注定將會如同夸父逐日一般不停息。但愿人類觀測暗物質(zhì)所可能引發(fā)的芝諾效應,只是銀河畫卷中泛起的漣漪般微弱。
10. 泛種論假說
泛種論(Panspermia)一詞源于希臘語,字面意為"種子遍在"。該理論認為:生命"種子"普遍存在于宇宙中,這些種子可以通過自然機制實現(xiàn)跨越星際乃至于跨越星系的傳播。當前學界愈發(fā)重視一項假說——地球生命或起始于廣袤宇宙中隕石與彗星攜帶至此的"生命胚種",此類天體或可能是行星生命起源的星際輸運載體。
近年來在地球極端環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的多種極端微生物(指可存活于既往認為無法維系生命的極端生境中的生物體),為這一假說提供了重要實證支持。現(xiàn)有研究表明,生命體能夠在高溫、極寒、高輻射及缺氧等極端條件下存活。這些環(huán)境條件恰與生命搭載于星際彗星或隕石的星際遷移過程中可能遭遇的極端參數(shù)高度吻合。
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11.技術(shù)奇點假說
未來學家雷·庫茲韋爾(Ray Kurzweil)提出了一個觀點,其核心理論認為:未來數(shù)十年內(nèi)人類將迎來"技術(shù)奇點",通過突破生物性束縛達成對死亡等生理局限的根本性超越。庫茲韋爾推論,真正意義上的智慧文明(包括人類文明)終將演進為具備指數(shù)級計算力增長的超級智能體,其存在形態(tài)或?qū)⒁詸C器為載體。
該理論框架指出,當文明跨越所謂"技術(shù)奇點"臨界點后,其技術(shù)體系將呈現(xiàn)指數(shù)級躍升態(tài)勢,實現(xiàn)日均突破性技術(shù)革新。屆時人類將掌握可控核聚變技術(shù),解鎖驅(qū)動恒星量級能量的工程能力,完成既往僅存于科幻作品中的星際壯舉。在此技術(shù)范式下,電子腦神經(jīng)接口、戴森球能源采集系統(tǒng)及量子傳送裝置等前沿概念,不僅具備理論可行性,更是技術(shù)演進的必然產(chǎn)物。
當然,這個假說在學界不乏批判者,喬姆斯基(Noam Chomsky)等學者將其斥為科幻愛好者的幻想。這些反對者中還有其它人認為:人類或?qū)⒃谟|及技術(shù)奇點前因技術(shù)失控或倫理失范,導致文明走向崩潰——這種對技術(shù)演進的智性傲慢終將反噬其創(chuàng)造者。
12. 追溯預識別
2011年,康奈爾大學的D. J. 比姆(Daryl J. Bem)博士發(fā)表了一篇極具爭議性論文《感知未來:認知與情感中異常逆因果作用的實驗證據(jù)》(Feeling the Future: Experimental Evidence for Anomalous Retroactive Influences on Cognition and Affect)。該研究通過系列受控實驗探究預知現(xiàn)象(即對未來事件的預判能力)。比姆基于"存在現(xiàn)行物理與生物機制無法解釋的信息/能量傳遞異常過程"的理論預設(shè)展開研究,其實驗數(shù)據(jù)表明:未來事件確實可能逆向影響個體當下的認知活動。
作者:Wes Walcott
翻譯:*0
審校:7號機
編輯:7號機
翻譯內(nèi)容僅代表作者觀點
不代表中科院物理所立場
本文轉(zhuǎn)載自《中科院物理所》微信公眾號
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