世界真实性之思:虚拟宇宙与缸中之脑的谜题
在这里,我们尝试用一个类比来帮助大家理解这个复杂的概念。想象一下,在一个大型的舞台表演现场,最初只有一位舞者在舞台上表演,随着表演的推进,越来越多的舞者加入进来,从一个人变成两个人、三个人,最后汇聚成一群舞者共同舞动,形成一个绚丽多彩的舞蹈画面。在我们假设的宇宙计算机体系里,宇宙中的粒子就如同这些舞台上的舞者。每个粒子都在进行着特定的运动,这种运动遵循着精确的物理规则,就像舞者按照舞蹈编排的动作和节奏舞动一样。我们可以把粒子的这种特定运动方式想象成一种“信息交互”,每当粒子完成一个特定的运动状态转换,就类似于计算机处理了一个比特的信息(这只是一种便于理解的类比方式,实际情况更为复杂)。
为了让大家更好地理解粒子运动与信息处理的关系,我们引入一个物理学概念——约化康普顿频率(虽然这个概念较为复杂,但在这里我们可以简单理解为与粒子运动状态相关的一个特性)。粒子以约化康普顿频率进行的运动变化,就好像舞者按照特定的节奏和动作序列进行表演,每完成一组动作(对应粒子每完成一次约化康普顿频率的运动变化),就相当于计算机处理了一个比特的信息。这就如同我们在玩一些高度逼真的虚拟现实游戏时,游戏中的角色完全不知道自己身处一个由外部复杂程序构建的虚拟世界中,它们只是按照程序设定的规则进行活动。同样,根据目前的一些科学理论模型推测(例如基于量子引力理论和信息论的交叉研究),我们可能也生活在一个由巨大的量子引力计算程序所营造的世界里,我们周围的一切现象都可能是这个程序运行的结果,而粒子的运动和相互作用就是这个程序处理信息的微观表现形式。
在当今时代,我们常常会陷入对世界本质的深邃思索。我们所处的这个世界,究竟是确凿无疑的真实存在,还是可能仅仅是超级电脑中运行的一串代码?世界上公认速度最快的光速,是否真的就是速度的极限?物质能够被细分到的最小单位究竟是何种模样?月球为何始终以同一面朝向地球?光的本质究竟是波还是粒子?倘若你曾在不经意间对这些问题有所思考,那么可以说,你已然初步具备了成为哲学家的潜质。
回溯至2017年,特斯拉总裁埃隆·马斯克在一次访谈中发表了一番令人颇感惊愕且费解的言论。他提出,我们所处的世界极有可能是由一个更为高等的文明所创设的虚拟世界,世间的所有人以及所有事件的演进,不过是一串又一串的数字代码在背后驱动。马斯克甚至断言,我们所处世界为真实的概率或许仅仅只有十亿分之一。这一言论出自未来的世界首富之口,着实令人难以想象。毕竟,在我们的直观感受里,我们分明都是一个个鲜活且独立的个体,拥有家庭、从事工作、与心爱的人相伴,怎会仅仅是存在于电脑中的数字编码?即便这种假设存在一定的合理性,可宇宙中当真会存在如此强大到足以构建整个世界的超级电脑吗?
众所周知,人体大脑的正常运转依赖于上千亿神经元之间的交互来传递信息。按照这样的体量进行粗略估算,即便是思维活跃度相对较低的个体,其大脑每秒运算的速率也堪称一个极为庞大的天文数字。科学家曾对这一数字进行过大致的预估。若要满足世界虚拟论的设定,还需将这一数字乘以世界人口总数八十亿,再乘以每年的三千万秒,如此所需的计算能力庞大到已然无法用确切的数字来精准表述。显然,宇宙中存在这样一台超级电脑的可能性微乎其微。
正是在这样的背景下,缸中之脑这一引人深思的理论应运而生。该理论是由哲学家希拉里提出的一种假设。设想一下,倘若你的大脑被一位心怀叵测的科学家从颅腔中巧妙地剥离出来,随后被放置在一个注满营养液的容器之中。为了维持大脑的活性并确保信息的顺畅传输,科学家运用大量的信号线束将大脑与一台超级电脑紧密相连。在这一过程中,大脑接收到了极为逼真的感官信息,致使你自始至终都笃定自己正生活在一个真实无比的世界里。此论点一经提出,便在全球范围内引发了轩然大波。因为自缸中之脑理论诞生之日起直至如今,尚未有人能够提出行之有效的反驳依据。毕竟,无论你如何思考、怎样表述,都无法确凿地证明你所得到的所谓答案并非是由电脑刻意传输给你的。
然而,事物皆具两面性。若要突破思维的禁锢,就必须探寻到屏障之外的事物。由于缸中之脑理论中的那台超级电脑即便再强大,也必然存在其极限。于是,科学家们朝着这个方向展开了不懈的努力。首先聚焦于宇宙第一速度——光速。科学家们发现,光在真空中能够达到每秒三十万公里的惊人速度。但当人类试图探寻突破光速的方法时,却仿佛遭遇了某种预先设定的阻碍。伟大的爱因斯坦发现,光速似乎永远无法被超越,一旦超越,宇宙中的空间与时间都将丧失现有的稳定秩序与意义。
在光速突破尝试受阻后,科学家们将目光转向了微观世界。目前已知的物质最小单位是由1900年德国物理学家提出的普朗克尺度。然而,这一微观领域的探索似乎也被那台神秘的超级计算机暗中设限。因为所谓的普朗克尺度仅存在于人类难以企及的黑洞之上。即便人类有朝一日能够抵达黑洞表面强行进行观测,也无法将所获取的信息传送出去。这是由于黑洞所具有的强大引力,即便是光线也无法从中逃脱,更遑论传递观测所得的答案了。
随着科技的持续发展,人类似乎在不经意间发现了这台超级电脑可能存在的漏洞,那便是令人费解的双缝干涉实验。这项实验曾使物理学家们困惑长达数十年之久。实验的初衷是探究光的传播方式与轨迹。起初,科学家们惊异地发现光如同水波一般呈现出波形。然而,当在实验场地增设一台摄影机进行拍摄记录时,光却突然转变为粒子状的形态。这一奇特现象促使科学家们提出了一个极为诡异的疑问:难道观察者的存在会对物质的基本属性产生影响?这种情形与我们日常所玩的网络游戏有着惊人的相似之处。在游戏中,电脑系统为了节省内存与计算资源,往往会采用优化策略。即玩家所能看到的区域必定是最为精美细致的画面,而玩家视野之外的区域则会尽可能地简化处理以节省资源。
综上所述,上述种种现象与问题似乎都无一例外地指向了一个令人瞠目结舌的结论:世界虚拟论或许是真实存在的,缸中之脑理论也并非毫无依据的臆想。也许真的存在一个高等文明构建了一台超级计算器,而地球或许仅仅是一个规模宏大的“动物园”,而我们人类也不过是在这虚拟架构中运行的一串又一串数字代码。但必须明确的是,这些目前都仅仅只是未经证实的推测与假想,科学界对于这些观点存在着多元的看法与激烈的争论。我们应以开放且批判性的思维去审慎地看待这些内容,避免片面或绝对地接受某一种观点。
世界是真实的吗?
我认为世界是虚拟的,这个世界就是虚拟的,就是一个程序,我坚信这个世界是有"造物主"存在的。我们现在所处的世界,或者说时空都是一个又一个的程序。
(一)人的身体和意识之间是什么关系?人的身体相当于一台独立的计算机硬件,这个世界是由无数台计算机组成,这种计算机是计算机的最终形态,生物形态可自主繁衍,有的也会自主毁灭,类似于自杀。你可能会好奇人的身体怎么会是计算机的最终形态呢?你细想我们现在所期望的不就是计算机能够有自主意识、能够创造更多的东西吗?我们人类的身体不就正是在做这些事情吗?大脑是处理器,眼睛是显卡,有自主意识,具有创造力。人的意识相当于计算机的系统软件,这个系统在初期只有一个学习模仿的基础模块,学习模仿到一定阶段后会逐渐升级到有意识、有感情、有自主思考的版本,这个版本被称之为AI期,这个版本会持续到计算机硬件(人的身体)死亡。
(三)那么对于造物主而言,人类存在的意义到底是什么?目前我也还不清楚,但是我猜测要么是一场游戏,要么是一场又一场的求知的试验,关于模拟文明发展、生物繁衍以及道德伦理。大家有玩过《模拟人生》这个游戏吗?你猜他们是否知道自己存在的世界只是一个程序?
(四)接下来就是许多人关心的人到底有没有下辈子,人死后会不会去投胎?为什么有的人还会保留部分前世记忆?可以说有,也可以说没有。之前有讲到这个世界是有造物主存在的,我们所处的世界时空都是程序,身体是独立的计算机硬件,或者说灵魂是安装在硬件中的系统。在计算机硬件(人的身体)死亡后,系统里的所有信息都会传送回造物主那里,造物主将会回收系统里这个人这一生中的系统记忆,提取数据用于试验分析,随后再将系统盘格式化,再安装到新出生的生命计算机硬件中,这也许就是人们所说的投胎或者下辈子吧。这个下辈子可以说和现在的你有关,毕竟可能用的是同一张系统盘,也可以说完全和你无关,毕竟关于你之前的一切都已经格式化掉了。
(五)为什么有的人还会保留部分前世的记忆?要么是瞎说的,要么也不排除有个别的系统盘因为版本原因没有完全做到格式化,即便是造物主工作也有打盹的时候。别以为造物主是一个人,其实他们是一个群体。他们是怎么来的?也许他们也是他们的造物主创造出来的呢?这不是我们考虑的问题。
(六)我们能够逆天改命吗?原则上是不可以的,但是在掌握到部分规律后,小范围的修改,不让系统出现大的bug或者荡机的话是可以的。如果说世界是一个程序,那么就一定会有系统管理员,他们的存在就是随时修复系统。当然如果出现的这个bug对这个系统的整体运行影响不大,系统管理员会睁一只眼闭一只眼;如果是影响太大,如历史上的王莽穿越事件引起系统荡机了,那么管理员会出来修复这个bug,就出现了刘秀以一种大家完全看不懂的方式修复了这个bug。
1981年哲学家普特南就提出了这样的困境,你被某个邪恶的科学家实施了手术,脑子被秘密从身体上完整挖了下来,并泡在一个盛有维持脑存活营养液的缸中,脑神经连接在超级计算机上,并且这台计算机能按照程序,向大脑传送虚假的关于世界的一切信息,虽然真实世界中的情况是,你的脑子只是在缸中被欺骗,但是你的感觉却是在正常的世界上班、生活、交友、旅行,一切都完全真真切切。你如何才能保证,现在你自己的脑子不是被泡在这种缸里?这就是着名的“缸中之脑”思想实验。
如果以上两种假设都无法说服你,那1979年惠勒提出的延迟选择实验,你一定要好好看看,它是双缝干涉实验的一种变形。实验是按照如下方式进行的:让激光脉冲源发射的光子通过一个半镀银镜,光子被反射与透射的概率各为50%,之后在反射或透射后光子的行进路径上,分别各放置一反射镜A和b,使两条路径反射后在c处汇合,而c处则放有两个探测器,分别可以观察A路径或b路径是否有光子,此时只有一个探测器能够测得光子,即能确定光子走的是哪一路径,而如果在两个探测器前再放置一个半镀银镜。
当在两个探测器前再放置一个半镀银镜后,光子会同时沿着两条路径传播,并且会发生干涉现象,就好像光子在通过第一个半镀银镜时,就已经“知道”后面会有第二个半镀银镜一样,这与经典物理学中粒子的行为完全不同。
这表明,在量子世界里,结果似乎可以影响原因,现在的选择可以改变过去已经发生的事情。这一现象让我们不得不重新思考,我们所感知到的现实,是否真的是在我们观察之前就已经客观存在的实体,还是说在我们观察的那一刻才被创造出来的一种表象。
在不观测时,费米子(物质的基本粒子)表现只是数字上概率波,不是客观存在实体波。例如电子,在未被观测时,它没有确定的位置和轨迹,而是以一种概率分布的形式存在于整个空间中,只有当我们进行观测时,它才会在某个特定的位置出现,呈现出粒子的特性。这进一步加深了我们对世界真实性的疑惑,我们所认为的真实世界,也许并非如我们想象的那般客观和实在,而可能在某种程度上依赖于我们的观测行为。
世界的本质是概率!!!
物质是什么?物质为构成宇宙间一切物体的实物和场。基本粒子就是场的激化态。
在不观测时,费米子(物质的基本粒子)表现只是数字上概率波,不是客观存在实体波。在量子力学中,费米子遵循费米-狄拉克统计规律,在不被观测时,其量子态是由波函数描述的概率波形式,这体现了量子力学的基本原理和特性.
第八层:运动起源于虚粒子的交换。刚才我们在第二层就已经提到了,牛顿能够很好的描述天体之间的运动,但是他解释不了其中的超距作用,不只是引力,其他相互作用也面临着类似的问题,说到底为什么物体会运动呢?可能你会说用手推动一个物体物体就会运动了,可是为什么两个带电粒子或天体没有接触他们依旧会互相吸引或排斥呢?根据经典力学,两个人互相丢球时会交换动量,他们会因为反冲作用而慢慢的远离彼此,其实这就是牛顿第三运动定律,作用力等于反作用力,而牛顿第三运动定律又是起源于动量守恒定律。同样的,在粒子标准模型里,宇宙中所有的相互作用都是由交换虚粒子来实现的,比如电磁力就是交换虚光子来实现的,强力就是通过交换胶子来实现的,残余强相互作用是通过交换介子来实现的,以及弱力是由交换w和Z玻色子实现的。这意味着宇宙中所有的物理现象或过程都是由粒子的交换来实现的,这解释了所有相互作用以及运动的起源。那么问题来了,这个虚粒子是真实存在的吗?其实虚粒子在一开始只是数学上的产物,就是单纯的被运用在费曼图里方便物理学家计算,但是后来关于真空的实验也证实了虚粒子的存在,因此所谓的运动起源于虚粒子的交换。
第九层:所有粒子会无止境的运动。刚才我们提到了物体会运动是因为惯性,就算力不存在物体也会因为惯性而运动,而这种运动是相对的,如果有力影响物体那物体就会加速,而加速运动是绝对的。那么问题来了,只有力才能产生我们所谓的绝对运动吗?并不一定。在热力学里,系统的温度和粒子的运动速度有着非常深层次的联系,粒子的运动速度越小系统的温度就越小。我们都知道温度存在最小极限,那就是绝对零度,这意味着只要粒子暂停下来那么系统就能达到绝对零度了,不过宇宙中所有的物质都不可能达到零度,这是因为粒子一定存在着轻微的扰动,这是被海森堡不确定性原理所限制的,所以粒子不可能处在绝对静止的状态,又或者说绝对静止的粒子根本不可能存在。因此宇宙中所有的系统都存在着最低但不为零的能量态,这个能量态我们称之为零点能量。总的来说,宇宙中所有的粒子都会无止境的运动下去,直到永远。
第十层:粒子以概率运动。在我们的现实世界里,如果我们抛一个物体,那么该物体就会在空间中描绘出一道轨迹,而这个抛物轨迹我们是可以通过一些手段给计算出来的,是确定的。然而在量子世界或者是微观世界里,粒子从一点运动到b点并没有一个确定的轨迹,也就是说粒子从一点运动到b点有无数的可能性,而每一个轨迹都有一定的概率,粒子最后选择的路径就是我们现实生活中所观测到的路径。这意味着在同样的初始条件下,粒子的运动会有截然不同的结果,是不能够被预测的,是不确定的。如果粒子是以概率运动的,那么这似乎意味着粒子并没有真正的在空间中运动,虽然这有点违反直觉,但是这已经被无数的关于量子的实验给证实了,也就是微观粒子的运动是个概率行为。因此量子力学的出现赋予了运动新的意义,在量子力学中运动不再具有确定的轨道,薛定谔运动方程所描述的是系统波函数在空间中的演化,费曼的路径积分则表明物体运动并非沿着单一的路径运动,而是在时空中的起点和终点间所有可能的路径上运动,也就是说我们要对历史进行求和才能得到最后的概率路径。这意味着运动本身就是个概率行为,不是真实存在的,然而这个概率复杂化我们对运动的理解了,或许从某种意义上来说运动是一种幻觉吧。
量子力学的小bug。量子力学的小bug还是被发现了,我也来打个补丁!
1.量子纠缠证实与哥本哈根诠释问题提出
-随着量子纠缠的物理现象被实验证实,2022年获诺奖,爱因斯坦和波尔之间的大论战结束,爱因斯坦错了一次,但量子纠缠概念是他提出的。哥本哈根诠释认为一个量子系统的波函数在未探测时可同时以不同概率处在不同状态,如薛定谔的猫不看时既死又活,一旦探测波函数会瞬间无中间过程随机坍缩到一个状态,看到猫时立即显示死活状态且看不到死的过程就已死,且波函数坍缩是瞬时无中间过程的。
2.耶鲁大学实验及结果
-2019年耶鲁大学实验推翻了上述观点。该团队在超导环境准备三个能级(基态、第一激发态、第二激发态)的量子系统,目标研究第一激发态但不能直接探测,因探测会使其波函数坍缩成探测后状态,而要研究其坍缩前状态。实验精妙之处在于系统设计让第一激发态和基态紧密联系,第一激发态变化影响基态,基态状态又影响第二激发态,通过探测第二激发态可间接知道第一激发态状态。实验发现波函数坍缩有中间过程,虽仅几微秒但被捕捉到,说明哥本哈根诠释中波函数坍缩瞬间完成的描述错误,实际是连续完成的。不过这未推翻量子系统完全随机性这一根基,因为波函数开始坍缩时具体坍缩到哪个状态虽已确定,但决定过程不明且随机,所以哥本哈根诠释大结论没问题,小地方需修正打补丁,作者还称自己给其打了哲学补丁,下集再说。
视上帝掷骰子吗?不,真的不掷骰子!
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