你看到的一切、触碰到的桌子、呼吸的空气,甚至正在用来思考的大脑,可能都不是真实存在的。 这不是科幻电影台词,而是3位诺贝尔奖得主用实验证明的结论。
你看到的一切、触碰到的桌子、呼吸的空气,甚至正在用来思考的大脑,可能都不是真实存在的。
这不是科幻电影台词,而是3位诺贝尔奖得主用实验证明的结论。
他们告诉全世界:我们的宇宙,并非“局域实在”的。
简单来说,科学家一直认为:一个东西只要存在,它的属性就是确定的。
一颗苹果放在那里,不管有没有人看它,它都是绿色的。
但在量子的世界里,这条规则被彻底颠覆了——粒子的属性,在没人观测的时候,可能根本就不存在。
那问题来了:如果构成万物的最小单位都不是真实的,我们每天生活的这个世界,到底算什么?
我们先来做一个思想实验。
假设安娜和卢克分别站在太阳系的两头。从太阳系中心同时射出两枚硬币,各自飞向他们。硬币在飞行途中一直翻转。
根据量子力学,我们根本无法提前预测硬币最终会停在哪一面,结果完全是随机的。
但奇怪的事情发生了——每当安娜那边落下正面,卢克那边必定是反面。
你可能觉得这是巧合。可如果连续200次都猜对呢?
这个概率大概是10的60次方分之一,比整个太阳系里所有原子加起来还多。
明明两个人隔着几十亿公里,量子力学却告诉我们:安娜可以根据自己手中的结果,精准推断出卢克那边的情况。仿佛两枚硬币之间存在某种看不见的默契。
这就是著名的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论。听起来不可能,但宇宙确确实实就是这么运转的。
那么问题来了——有什么东西能比光还快?构成我们现实的最小单位到底是什么?
在量子力学被发现之前,科学家们坚信这个世界是确定性的:只要你掌握了一个系统所有的初始条件,就能推算出它的过去和未来。
然而,物理学家后来发现了量子纠缠——两个粒子无论被拉开多远,依然保持着一种神秘的关联。
你可以想象成两个密封的盒子,里面各装着一颗石头,颜色不是黑就是白。无论在什么时间、什么地点,只要有人打开其中一个盒子,看到了黑色,他就能立刻确定另一个盒子里的石头一定是白色的。
这个现象已经在几百公里的尺度上被反复验证过了,测量的时间间隔不到100纳秒。
换句话说,如果这两个纠缠粒子之间真的在交换某种信息,那速度至少是光速的好几千倍。
我们一直以为宇宙中没有任何东西能跑得光快,可量子纠缠似乎在挑战这条铁律。
更让人头疼的还在后面。
就像我们站上体重秤才知道自己多重一样,科学家也是通过测量来了解粒子的属性。可要是这些属性压根儿不是一直存在的,而是在被测量的那一瞬间才冒出来的呢?
这就意味着:宇宙不可能同时满足“局域性”和“实在性”这两个条件,至少有一个是站不住脚的。
牛顿曾经坚信,如果你知道了世界上所有粒子的位置和速度,物理学就能计算出未来任何一个时刻的状态。这套逻辑的前提就是世界必须是实在的。
可量子世界偏偏喜欢打破规矩。
比如,把几个放射性原子放进容器里静静等待——你大致能算出有多少原子会衰变,但你永远说不准哪个原子会衰变。
量子物理的很多方面看起来完全是随机的。但它们真的是随机的吗?会不会只是我们还没有发现背后隐藏的规律?
爱因斯坦就是这么想的。
他认为量子纠缠并没有违背局域实在性,只是量子物理本身还不够完善。在他看来,一定存在某些尚未被发现的“隐变量”,把纠缠粒子背后的秘密联系起来。
然而,3位科学家用实验终结了这场争论——
约翰·克劳泽、阿兰·阿斯佩和安东·蔡林格,通过精密的实验证明:这些所谓的隐变量根本不存在。
他们的结论是:一个纠缠粒子在被测量之前,不携带任何确定的属性。它的状态无法被任何方式提前推断或猜到。
正是这项工作,让他们共同摘得了诺贝尔物理学奖。
既然宇宙不是实在的,那我们每天看到的、触碰到的一切又该如何解释?
洛杉矶的一批物理学家给出了一个大胆的猜想——他们提出了一套基于周期性图案的全新理论,核心概念是晶体。
高维度的晶体可以通过投影,在低维度空间里形成特殊的图案,叫做准晶体。这群物理学家选取了一个特定的8维晶体结构,将它投影到四维空间,然后以一个精确的角度提取出一个三维的准晶体。
他们认为,这个三维准晶体就是一切现实的底层架构。它的基本构建单元叫做四面体——你可以理解为一个所有棱长都相等的立体三角形。
这个棱的长度,就是理论上能存在的最短距离——普朗克长度,大约只有质子直径的10⁻²⁰倍。
如果拿来类比:如果一个原子有地球那么大,普朗克长度差不多就只有一颗质子那么小。
按照这套理论,就像电子屏幕上的画面是由一个个像素拼出来的,四面体就是我们这个现实世界的3D像素。
每个四面体只有寥寥几种可能的存在状态,而某一个四面体的状态,会直接决定填满整个宇宙空间的其他所有四面体的状态。
如果在某个时刻,一个四面体只能处于某种特定状态,那到底是什么在决定它应该是哪种状态?
世界各地越来越多的物理学家开始相信:构成现实最底层的东西不是物质,而是信息。
那信息又是什么呢?说白了,信息就是通过符号传递的意义。而意义的本质,其实就是比较——感知一个事物与另一个事物之间差别的能力。
如果这个逻辑链条成立,那比较和意义都需要一个前提——选择的能力。再往深处想,选择需要的是意识。
所以,就像纠缠粒子的属性只有在被测量时才会显现一样,意义和信息也只有在被某个意识感知或观测的时候,才真正存在。
如果这一切推论都成立,那现实很可能并不是一个独立的客观存在,而是意识的产物。
关于我们的存在,还有另一种更大胆的猜想——模拟假说,由牛津大学的哲学家尼克·博斯特罗姆提出。
有些科学家认为,我们生活在模拟现实中的概率是五五开。
那如果我们想验证自己是不是活在模拟里,该怎么做?
首先得从一个假设出发:运行这个模拟的硬件,不可能拥有无限的计算能力。因为如果算力是无限的,模拟出来的世界就会和真实世界毫无区别,我们根本不可能发现任何破绽。
正因为如此,科学家们正在尝试设计一些实验,让模拟主动露出马脚——如果运行模拟的计算机资源是有限的,那总会有某些极端情况能让它“卡顿”。
与此同时,也有科学家在寻找另一种线索:所有计算硬件在运行模拟时,都会在模拟的世界里留下自身存在的印记。
具体来说,在一定时间内,必然存在某种处理速度的上限。巧的是,我们的宇宙中恰好就有这么一个东西——光速。
它对任何观察者来说都恒定不变,有一个明确的上限,而且至今没有任何物理理论能从根本上解释它为什么是这个值。
所以我们也许不清楚运行这场模拟的是什么样的机器。但有一点倒是可以推算:如果它每秒执行一次运算,那么它变量空间的内存容器大约是30万公里——也许光速这个限制的存在,恰恰是为了防止我们在这台计算机还没来得及渲染之前,就飞到了另一个星系。
电影和电子游戏经常使用角色的第一视角来呈现画面。我们在屏幕上看到的、音箱里听到的,本质上是一种经过整合的体验——这种体验对游戏角色本身没有任何意义,它完全是为了屏幕外面的我们而存在的。
如果我们接受模拟假说作为一种可能的真相,那意识的存在就突然有了一个清晰的解释:意识就是一个整合了视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉的主观体验界面。
目前没有任何自然法则、哲学体系或科学理论能预测意识为什么会出现。它也没有显而易见的实际用途或进化上的优势。
所以,意识最核心的功能似乎就是让体验本身得以存在。
但一个没有明显实用价值的东西,消耗的能量却如此巨大,它必然是为某个其他存在服务的——那个存在可以是一个观察者,也可以是一个玩家。
如果有朝一日人类真的找到了模拟有意识生命的方法,那我们身处模拟之中的可能性将会急剧攀升。
马里兰大学的物理学家目前已经成功模拟了一个氦原子核(由2个质子和2个中子组成)。他们估计:
不过有一点值得思考——
如果我们真的身处模拟之中,我们并没有被设定好去做某些特定的事情,因为我们拥有自由意志。
也许创造这个模拟的人,只是想看看:在不给任何指令的情况下,我们会做出什么样的选择,发生什么样的故事。
也许我们在这个现实里经历的漫长一生,对模拟的创造者来说,不过是短短几分钟。
然而,让一个虚拟角色真正拥有自我意识,这远远超出了我们目前所掌握的一切技术。
宇宙和万物,是不是远比表面看上去的要复杂得多?我们是不是真的活在一场模拟之中?
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如果宇宙不是“真实”的,那我们算什么?
他们告诉全世界:我们的宇宙,并非“局域实在”的。
01 一颗苹果,在没人看它的时候是什么颜色?
简单来说,科学家一直认为:一个东西只要存在,它的属性就是确定的。
一颗苹果放在那里,不管有没有人看它,它都是绿色的。
但在量子的世界里,这条规则被彻底颠覆了——粒子的属性,在没人观测的时候,可能根本就不存在。
那问题来了:如果构成万物的最小单位都不是真实的,我们每天生活的这个世界,到底算什么?
02 隔着几十亿公里,硬币的默契
我们先来做一个思想实验。
假设安娜和卢克分别站在太阳系的两头。从太阳系中心同时射出两枚硬币,各自飞向他们。硬币在飞行途中一直翻转。
根据量子力学,我们根本无法提前预测硬币最终会停在哪一面,结果完全是随机的。
但奇怪的事情发生了——每当安娜那边落下正面,卢克那边必定是反面。
你可能觉得这是巧合。可如果连续200次都猜对呢?
这个概率大概是10的60次方分之一,比整个太阳系里所有原子加起来还多。
明明两个人隔着几十亿公里,量子力学却告诉我们:安娜可以根据自己手中的结果,精准推断出卢克那边的情况。仿佛两枚硬币之间存在某种看不见的默契。
这就是著名的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论。听起来不可能,但宇宙确确实实就是这么运转的。
03 量子纠缠:比光还快的“默契”
那么问题来了——有什么东西能比光还快?构成我们现实的最小单位到底是什么?
在量子力学被发现之前,科学家们坚信这个世界是确定性的:只要你掌握了一个系统所有的初始条件,就能推算出它的过去和未来。
然而,物理学家后来发现了量子纠缠——两个粒子无论被拉开多远,依然保持着一种神秘的关联。
你可以想象成两个密封的盒子,里面各装着一颗石头,颜色不是黑就是白。无论在什么时间、什么地点,只要有人打开其中一个盒子,看到了黑色,他就能立刻确定另一个盒子里的石头一定是白色的。
这个现象已经在几百公里的尺度上被反复验证过了,测量的时间间隔不到100纳秒。
换句话说,如果这两个纠缠粒子之间真的在交换某种信息,那速度至少是光速的好几千倍。
我们一直以为宇宙中没有任何东西能跑得光快,可量子纠缠似乎在挑战这条铁律。
04 “局域实在性”的崩塌
更让人头疼的还在后面。
就像我们站上体重秤才知道自己多重一样,科学家也是通过测量来了解粒子的属性。可要是这些属性压根儿不是一直存在的,而是在被测量的那一瞬间才冒出来的呢?
这就意味着:宇宙不可能同时满足“局域性”和“实在性”这两个条件,至少有一个是站不住脚的。
牛顿曾经坚信,如果你知道了世界上所有粒子的位置和速度,物理学就能计算出未来任何一个时刻的状态。这套逻辑的前提就是世界必须是实在的。
可量子世界偏偏喜欢打破规矩。
比如,把几个放射性原子放进容器里静静等待——你大致能算出有多少原子会衰变,但你永远说不准哪个原子会衰变。
05 爱因斯坦错了?3位诺奖得主的终极实验
量子物理的很多方面看起来完全是随机的。但它们真的是随机的吗?会不会只是我们还没有发现背后隐藏的规律?
爱因斯坦就是这么想的。
他认为量子纠缠并没有违背局域实在性,只是量子物理本身还不够完善。在他看来,一定存在某些尚未被发现的“隐变量”,把纠缠粒子背后的秘密联系起来。
然而,3位科学家用实验终结了这场争论——
约翰·克劳泽、阿兰·阿斯佩和安东·蔡林格,通过精密的实验证明:这些所谓的隐变量根本不存在。
他们的结论是:一个纠缠粒子在被测量之前,不携带任何确定的属性。它的状态无法被任何方式提前推断或猜到。
正是这项工作,让他们共同摘得了诺贝尔物理学奖。
06 现实的本质:不是物质,是信息
既然宇宙不是实在的,那我们每天看到的、触碰到的一切又该如何解释?
洛杉矶的一批物理学家给出了一个大胆的猜想——他们提出了一套基于周期性图案的全新理论,核心概念是晶体。
高维度的晶体可以通过投影,在低维度空间里形成特殊的图案,叫做准晶体。这群物理学家选取了一个特定的8维晶体结构,将它投影到四维空间,然后以一个精确的角度提取出一个三维的准晶体。
他们认为,这个三维准晶体就是一切现实的底层架构。它的基本构建单元叫做四面体——你可以理解为一个所有棱长都相等的立体三角形。
这个棱的长度,就是理论上能存在的最短距离——普朗克长度,大约只有质子直径的10⁻²⁰倍。
如果拿来类比:如果一个原子有地球那么大,普朗克长度差不多就只有一颗质子那么小。
按照这套理论,就像电子屏幕上的画面是由一个个像素拼出来的,四面体就是我们这个现实世界的3D像素。
每个四面体只有寥寥几种可能的存在状态,而某一个四面体的状态,会直接决定填满整个宇宙空间的其他所有四面体的状态。
07 意识创造现实?
如果在某个时刻,一个四面体只能处于某种特定状态,那到底是什么在决定它应该是哪种状态?
世界各地越来越多的物理学家开始相信:构成现实最底层的东西不是物质,而是信息。
那信息又是什么呢?说白了,信息就是通过符号传递的意义。而意义的本质,其实就是比较——感知一个事物与另一个事物之间差别的能力。
如果这个逻辑链条成立,那比较和意义都需要一个前提——选择的能力。再往深处想,选择需要的是意识。
所以,就像纠缠粒子的属性只有在被测量时才会显现一样,意义和信息也只有在被某个意识感知或观测的时候,才真正存在。
如果这一切推论都成立,那现实很可能并不是一个独立的客观存在,而是意识的产物。
08 我们活在模拟之中吗?
关于我们的存在,还有另一种更大胆的猜想——模拟假说,由牛津大学的哲学家尼克·博斯特罗姆提出。
有些科学家认为,我们生活在模拟现实中的概率是五五开。
那如果我们想验证自己是不是活在模拟里,该怎么做?
首先得从一个假设出发:运行这个模拟的硬件,不可能拥有无限的计算能力。因为如果算力是无限的,模拟出来的世界就会和真实世界毫无区别,我们根本不可能发现任何破绽。
正因为如此,科学家们正在尝试设计一些实验,让模拟主动露出马脚——如果运行模拟的计算机资源是有限的,那总会有某些极端情况能让它“卡顿”。
与此同时,也有科学家在寻找另一种线索:所有计算硬件在运行模拟时,都会在模拟的世界里留下自身存在的印记。
具体来说,在一定时间内,必然存在某种处理速度的上限。巧的是,我们的宇宙中恰好就有这么一个东西——光速。
它对任何观察者来说都恒定不变,有一个明确的上限,而且至今没有任何物理理论能从根本上解释它为什么是这个值。
所以我们也许不清楚运行这场模拟的是什么样的机器。但有一点倒是可以推算:如果它每秒执行一次运算,那么它变量空间的内存容器大约是30万公里——也许光速这个限制的存在,恰恰是为了防止我们在这台计算机还没来得及渲染之前,就飞到了另一个星系。
09 意识,是给“玩家”的界面?
电影和电子游戏经常使用角色的第一视角来呈现画面。我们在屏幕上看到的、音箱里听到的,本质上是一种经过整合的体验——这种体验对游戏角色本身没有任何意义,它完全是为了屏幕外面的我们而存在的。
如果我们接受模拟假说作为一种可能的真相,那意识的存在就突然有了一个清晰的解释:意识就是一个整合了视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉的主观体验界面。
目前没有任何自然法则、哲学体系或科学理论能预测意识为什么会出现。它也没有显而易见的实际用途或进化上的优势。
所以,意识最核心的功能似乎就是让体验本身得以存在。
但一个没有明显实用价值的东西,消耗的能量却如此巨大,它必然是为某个其他存在服务的——那个存在可以是一个观察者,也可以是一个玩家。
如果有朝一日人类真的找到了模拟有意识生命的方法,那我们身处模拟之中的可能性将会急剧攀升。
马里兰大学的物理学家目前已经成功模拟了一个氦原子核(由2个质子和2个中子组成)。他们估计:
10 自由意志,才是这场模拟的意义?
不过有一点值得思考——
如果我们真的身处模拟之中,我们并没有被设定好去做某些特定的事情,因为我们拥有自由意志。
也许创造这个模拟的人,只是想看看:在不给任何指令的情况下,我们会做出什么样的选择,发生什么样的故事。
也许我们在这个现实里经历的漫长一生,对模拟的创造者来说,不过是短短几分钟。
然而,让一个虚拟角色真正拥有自我意识,这远远超出了我们目前所掌握的一切技术。
那你觉得呢?
宇宙和万物,是不是远比表面看上去的要复杂得多?我们是不是真的活在一场模拟之中?
欢迎在评论区留下你的想法。如果这篇内容让你重新思考了“现实”二字,不妨点个「在看」,把这份震撼分享给更多人。