首先聲明:我不是科學家,只是科學愛好者,傳播科普知識。但在科普之外,偶爾也會大膽放飛思想,進行各種想象和猜測,畢竟科學也需要大膽的想象。而以下也只不過是我的一個小小想象,可能沒什么科學道理,但大家不妨娛樂一下!
首先,我們來塑造一位角色,就叫他A吧。
A生活在一個一維的世界,他有一棟屬于自己的一維房子,我們就稱它為“一維小屋”吧。
A先生最喜歡在自己的小屋內散步,他對自己擁有的領地感到非常滿意。
他認為自己的小屋設計很是出色呢!
有一天,在整個空間中,傳來了創(chuàng)世者的聲音:
“A!給你一個成長的機會,讓你擁有更寬廣的天地!我給你許多一維小屋,由你來安排!”
A先生興奮得不得了,于是,基于一維世界本能的理解,他著手改造空間,自以為有了更大的天地。
創(chuàng)世者沉默了片刻:
“庸俗!愚蠢!換個角度想想!”
A先生豁然開朗!于是,他將眾多一維小屋緊密地排布在一起,意外地構建出了一個二維的居所!
A先生因此變成了A2先生,他變成了一個平面。
他興奮得不得了,覺得之前的居所多么單調。
他甚至高興得開始打圈!這是他從沒做過的事!
A2先生更愛在自己的居所里散步了,有這么一個屬于自己的空間,他感到非常快樂。
有一天,在整個空間中,創(chuàng)世者的聲音再次響起:
“A2!我再給你一個成長的機會,讓你擁有更寬廣的天地!我給你許多二維居所,由你來安排!”
A2先生興奮得不得了,于是,憑借對二維世界本能的理解,他對空間進行了改造,自以為有了更大的天地。
創(chuàng)世者又沉默了片刻:
“庸俗!愚蠢!換個角度想想!”
A2先生豁然開朗!于是,他將眾多二維居所緊密地排布在一起,意外地構建出了一個三維的居所!
A2先生因此變成了A3先生,他變成了一個球體。
他興奮得不得了,覺得之前的居所多么單調。
他甚至高興得跳了起來!這是他從沒做過的事!
A3先生更愛在自己的居所里散步了,有這么一個屬于自己的空間,他感到非常快樂。
他甚至精心裝飾了自己的居所,讓自己看起來更像一個三維生物!
為了讓大家看得更清晰,A3先生把自己的居所墻壁換成了半透明的白色。
他甚至還為自己購置了小床和小熊。他認為這樣,更能讓同樣是三維的讀者們理解他,因為他感到很孤獨。
有一天,在整個空間中,創(chuàng)世者的聲音再次響起:
“A3!我再給你一個成長的機會,讓你擁有更寬廣的天地!我給你許多三維居所,由你來安排!”
A3先生興奮得不得了,于是,憑借對三維世界本能的理解,他對空間進行了改造,自以為有了更大的天地。
創(chuàng)世者又沉默了片刻:
“你還是那么庸俗!愚蠢!換個角度想想!”
A3先生豁然開朗!但他也感到慌亂。
于是,他嘗試將眾多三維居所緊密地排布在一起,讓空間不斷重復堆疊,構建了他從未敢想象的“四維空間”。
A3先生因此變成了A?先生,他無法用語言描述自己。
他震驚地四下張望。
他看到了居所的全貌,同時也置身于居所的內部——是的!他可以同時看到完整的空間和內部的細節(jié)!同時!
他試圖從不同方向尋找自己的小熊,但三維距離和大小的概念已不復存在,從這個角度,他可以看到空間中重疊的無數(shù)小熊以及小熊的每一個切面!同時,他自己也置身于小熊的內部!
A?先生感到一陣暈眩,決定躺在床上休息片刻。
他試圖看向床。
同樣的無盡細節(jié),無盡切面,無盡重疊。
最遠處,他能看到整個居所!但同時,他又置身于枕頭的內部!同時,他又置身于小熊的內部!同時,他又置身于枕頭內一個棉絮纖維的內部!他置身于無盡空間的疊加態(tài)中!
如果愿意,他能同時看到無盡的細節(jié),也能看到一切的全貌!
“方寸之間,深不見底!”
A?的呼吸變得急促!他覺得空氣也被疊加了!每個分子每個原子,都同時無盡大又無盡小!他自己也是!
他甚至能看到自己身體的內部結構!甚至置身于自己身體的內部結構中!——盡管這個空間沒有內部和外部的區(qū)別。
A?先生震驚不已,同時又感到無比激動。
他在四維空間中喊道:
“創(chuàng)世者啊!讓我看看五維空間吧!我想要知道五維世界是怎樣的!”
創(chuàng)世者沉默了片刻:
“算了,我的電腦已經(jīng)很卡了,回到三維吧。”
A3先生又變回了球體,居所還是他精心裝飾過的樣子。
他覺得剛剛的經(jīng)歷就像一場奇異的夢,也覺得眼前的三維世界如同紙片一般單薄。
很多人對虛擬世界的概念感興趣,那么我們就把這個思維游戲做得更瘋狂一些!
1,容量計算
在數(shù)學上,比如我們用10米來表示一條線段的長度,現(xiàn)在我們把10米定義為這條線段的“容量”。
那么,一個邊長為10米的二維平面,它的“容量”就是102=1010;
那么,一個邊長為10米的三維立方體,他的“容量”就是10=101010;
如果這個宇宙的數(shù)學是和諧而完美的,那么,我們不妨相信一個邊長為10米的四維封閉立方體空間(這個描述不嚴謹,注意,這只是個思維游戲),它的“容量”就是10?=10101010。
我們來嘗試找一下 [103的三維立方體]*10,這個乘以的10米,在哪?
我們想象,把立方體的六個面,分別拉向對面,也就是每個方向的每個斷面上,都疊加了一層三維空間。而拉向對面的這個距離,正好是10米。
我們來嘗試想象和感受一會兒這個空間致密的狀態(tài),復雜的信息量,繁復的視野。
再看這個三維物體,真的“像紙片一樣薄”了嘛……
2,時間是什么?
許多人可能提到了時間,其他答案中也不免有人提到了時間。
我倒認為,在討論這個問題時,時間并無意義。
我們想象有一個二維空間,其中居住著紙片人,他們的生活也有時間概念,但把二維空間加上時間軸,并不能形成三維空間。
維度就是維度,時間就是時間。
那我們繼續(xù)思維游戲:時間是什么呢?
我認為,因為我們是人類,我們會死。我身邊的草木山石都會死。
海枯石爛終有盡。
我們觀測到的恒星也會死。我們觀測到的宇宙在膨脹。
萬物,都在動。
因此,時間有了意義。
我們總是提到時間。
想象我們是一種生物,我們是一張大膜,有智慧的大膜,有彈性的大膜,我們在宇宙起點時包裹著它,而后宇宙大爆炸,我們也隨著宇宙邊緣的膨脹,我們與某種“視界”相對靜止,我們永生,看到的一切也是靜止,那我們會不會永遠意識不到時間這個概念呢?
3,雙縫干涉與費米悖論
那為什么會有這一切?
直接說吧,我認為存在的一切都在一個虛擬的計算機中,這個想法可能真的合理呢~
想想雙縫實驗啊,想想量子理論的一些內容,想想波粒二象性這種不合理的事,或許我們的世界真的會因為觀察與否,而被“優(yōu)化”——你觀察它,它就是粒子,它就有細節(jié),有結構,有規(guī)則;你不觀察它,它就是波,就是概率,就會被節(jié)省內存。
為什么我們的世界是三維的?答案會不會是存儲的極限?
為什么光速無法超越?答案會不會是計算速度、讀取速度的極限?
為什么宇宙中的熵會增加?做過繪圖,建模,編程的人應該都會有同感,文件越深化,越編輯,有序度必然會降低,混亂程度一定會增長,很難降低。哪怕把工程文件整理得井井有條,后臺的數(shù)據(jù)也會產生更多的代碼。某種角度上看,這和宇宙中的熵增也許真的有幾分相似。拿正在做的一個工程文件舉個例子:
廣義相對論的空間彎曲,其實也是一種更符合物理建模規(guī)則的畫面。也許它相比引力更容易計算,從而節(jié)省cpu利用率。(也許不是,這完全是我猜測……)
創(chuàng)世者的電腦,也許真的會卡。
我們每個人和薛定諤的貓,和每一個微觀粒子,也許都是數(shù)據(jù),都是建模。
思維游戲繼續(xù)。
這個模型是誰建的?
人類是第一代宇宙文明嗎?在宇宙億萬年的長河中,意識的數(shù)碼化、虛擬化真的還僅限于科幻的篇章?
或許,早已是既往之事。
設想在那久遠的太古,在某個我們不曾知曉的宇宙角落,人類可能因為星際間的沖突,抑或天災人禍,又或者是我們根本無法理解的挑戰(zhàn)。生生死死,滅絕中重生。
終于,一代文明誕生了,他們提出了“數(shù)碼方舟計劃”,立志打造一場終極模擬!(我突然疑心自己繪圖繪到恍惚了……該死……)沒錯!終極模擬!以此維系人類的心智。
他們以原子為磚石,構建了整個宇宙的仿真。這個宇宙,和諧而壯美,富饒而寧靜。
他們選擇了太陽系作為搖籃,小心謹慎地將生命的程序嵌入地球這顆行星,并寄予我們繁衍生息的祝福。
那“模擬一代”的人類文明對戰(zhàn)爭和宇宙的未知危險懷有深深的恐懼,他們沒有設計其他宇宙文明的出場,而是將整個虛擬世界獨獨留給了我們“數(shù)據(jù)一代”。
也就是你們我。
也許,這就是對費米悖論的答案,這就是宇宙背后的意義。
這個宇宙,的確成為了我們的樂園。
在科學的極致深處,是否藏匿著知識的果實?
盡管我們覺得周遭充滿困擾,但“模擬一代”文明,可能正處于我們無法想像的苦海之中呢?
恒定的氣候,恒定的日照,恒定的大氣成分,恒定的身體機能,恒定的數(shù)學與物理規(guī)則,乃至恒定的空間。這些可能已是奢侈品,只是我們早已司空見慣。
2,游戲結束
我明白網(wǎng)絡上高手云集,可能會從我的幻想中揪出無數(shù)疏漏。但請記住,這僅僅是幻想,一場游戲罷了,不必過于較真。
其實細想,虛幻與真實,無非是相對而言。
我們感覺火的炙熱、冰的寒冷,品嘗到烤肉的美味、辣椒的刺激,感受到家人的關愛與我們對家人的深情。
這樣便足夠了。
在我們的領域內,這一切就是真實的,不是么?
就算我們真的僅是一串串代碼,這也并非悲哀。
井底之蛙也有它的春夏秋冬,有屬于它的溪流與青苔,它的世界一樣精彩。
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