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數學與平行宇宙與你與上帝之間的關係

全文約3300字, 閱讀用時8分鐘。

(天體物理學愛好者必看)

如果你相信這個宇宙是數學的、而且只是數學的產物, 那麼從這個假設出發, 你會得出一些和日常生活經驗非常不同的結論。

我想, 人類科學史的一個重大教訓, 就是當數學結論跟你以往的觀念不一樣的時候, 你應該堅決選擇數學 —— 最後總是數學正確。

但數學是個控制欲和佔有欲極強的愛人。 接受數學, 你就得接受數學的一切。

1.四層平行宇宙

在公眾眼中“平行宇宙”這個概念實在太玄乎, 只能作為科幻素材 —— 很多物理學家也不願意相信有平行宇宙:你因為一點小理論解釋不了,

就弄出無數個宇宙出來幫你解釋, 這是不是有點浪費啊?

但泰格馬克貫穿這本書的一個主題, 就是平行宇宙並不是一個理論假設, 而是理論推導出來的必然結果。 泰格馬克總結, 目前物理學家心目中有四個層次的平行宇宙。

第四層平行宇宙就是我們一直在說的數學宇宙。 數學王國裡每個數學物件都對應了一個物理實在, 每個版本的統一理論方程都對應一個數學宇宙。

第四層平行宇宙……我們最好用藝術想像

第一層平行宇宙在《宇宙是平的?》這期說過, 我們生活的這個宇宙是無限大或者幾乎無限大的, 而我們看到的只是這個宇宙的一小部分。 那麼在我們可視範圍之外的看不見的廣闊區域裡, 還有無窮無盡其他的星系 —— 那些區域, 就相當於是我們的平行宇宙了。

其實我們跟它們還是在同一個宇宙裡, 只不過太遠了, 永遠都不會發生聯繫。

第一層平行宇宙, 大家其實都在同一個宇宙裡。

第二層平行宇宙是“暴脹宇宙學”的產物。

現在物理學家弄了一個“M-理論”, 被認為最有可能就是我們這個數學宇宙的統一理論。 麻煩在於, M-理論有不止一個解, 而是有10^500個解!其中的物理參數各不相同, 絕大多數根本不適合住人。

這也就是說, 哪怕你從數學王國裡選定了一個公式作為統一理論,

它所能帶開啟的宇宙也有10^500種之多。 宇宙開啟的第一步叫“暴脹”, 暴脹結束了才是大爆炸。 有些物理學家相信, 暴脹隨時都在發生, 而且每次暴脹出來的宇宙各不相同 —— 那麼在這個層次上, 這些用同一個統一理論暴脹出來的宇宙們就是第二層的平行宇宙。

第二層平行宇宙, 暴脹出來的宇宙們只有極少數是能住人的

第三層平行宇宙是“量子平行宇宙”。 上一講我們說了, 數學宇宙裡沒有隨機性, 那怎麼解釋量子力學裡波函數坍縮這個“隨機性”呢?引入量子平行宇宙的觀念, 就是為了避免量子隨機性。

根據這個思想, 薛定諤的貓是死是活其實都發生了 —— 發生在不同的平行宇宙之中。 每個平行宇宙裡都有一個一模一樣的你和一隻一模一樣的貓。 實驗結束之後, 其中一個你生活在貓死了的宇宙中, 另一個你生活在貓活著的宇宙中。

只有這麼解釋,才能既滿足數學對沒有隨機性的要求,又滿足看似有隨機性的實驗結果。

身處其中一個宇宙的這個你,看到貓死了,你說哎呀貓啊你的運氣不好,我這個實驗對你沒有偏見,你死純粹是因為不可抗拒的隨機性。而你沒有感覺到的是,在另一個宇宙裡的那個你,看到的是貓還活著。整個過程中“你”並沒有做任何選擇。

總而言之,如果你接受數學宇宙這個觀念,那麼,我們,絕對,不是,唯一的。一切數學允許的可能性都是真實的,都發生過,都發生過無數次。

湛廬文化製作的中文版四層平行宇宙說明圖

只有引入平行宇宙,你才能不違背數學。再進一步,有了平行宇宙這個概念,時間的流逝就是一種錯覺。

2.你是什麼

從物理學來說,“人”這個概念,只是描寫一堆原子的一個“包袱”。一個人喝點水,這堆原子就多了一些,他出點汗,這堆原子就少了一些 —— 如果一個人死了,這些原子會分散開來。一個人一生的歷史,其實就是一堆原子在一起相處了一段時間之後又分開了。

把時間當成一個維度,每個原子的運動就不是一個點,而是一條線。那一個人的一生,在時空之中看來,就好像是一團有點雜亂的辮子一樣 ——

左邊是有原子組成的一個簡單物體;中間是人生的一段,原子組成的結構有點複雜;右邊是人死亡之後,原子分散

看看這張圖,就好像是一個路線圖一樣,我們人生的某一時刻就是這張圖上的一個截面 —— 那請問,過去和未來有什麼區別嗎?時間只是一個位置而已。

所有數學方程都是“靜態”的,永遠都在那裡,沒有時效。方程一旦選定,這個宇宙的歷史就已經選定了,你這堆原子的軌跡就已經呈現了。

那你說不對啊?我的未來尚未可知!其實是你這句話不對 —— 你應該用“我們”。無數個平行宇宙中有無數個你,數學方程已經確定了所有這些“你”的人生軌跡。有的你會賺很多錢,有的你沒有那麼幸運。

那你又說,“我到底會成為哪一個我呢?”這句話還是不對。事實是此時此刻無數個你都在問這個問題,你們彼此之間沒有任何區別,我根本沒辦法把其中的幸運者挑出來單獨告訴他們好消息。

你和你、和你,你們的未來是*確定的*,只不過有無數多種而已。

所謂時間的流逝,其實是我們的敘事自我,對自己這堆原子的路徑的一個“主觀體驗”。聽到壞消息震驚,聽到好消息驚喜,這都只不過是你對某個路徑的主觀評價 —— 那條路徑其實早已存在,另一種可能性的路徑也都存在,只不過這個平行宇宙裡的你沒有感知到而已。

3.幻覺、幻覺、幻覺

如果你接受數學宇宙這個假設,那麼完全從數學方程的性質出發,我們就會發現很多觀念是幻覺。

因為數學公式裡沒有隨機性,所以我們生活中感受到的隨機性和量子力學實驗中的隨機性必定是幻覺,所以我們要引入量子平行宇宙的概念。

因為數學公式沒有時效性,所有平行宇宙的歷史應該是確定的,所以時間的流逝也是幻覺。

再進一步,因果關係也是幻覺。

沿著一條路線上的 A 點走到 B 點,你能說“A 點導致了 B 點”嗎?不能。從 A 到 B 是個連續變化的過程,而且 A 之前還有別的東西!

桌子上有個花瓶,我碰了一下桌子,桌子倒了,花瓶掉下來摔碎了 —— 整個這個過程中,誰是因,誰是果呢?我們可以說花瓶碎了是結果,桌子倒了是原因。但是桌子肯定不答應,桌子說不是我想倒,是有人碰我我才倒的!那你可能說“我”才是原因 —— 可是我也有我的理由啊,是有人在攻擊我,我為了躲避攻擊才碰到了桌子。

如此一環又一環地向上追溯,到底誰應該為花瓶負責,誰才是根本的原因呢?根本就不存在根本原因。宇宙一旦誕生,萬事萬物只是依照物理定律運行而已。單獨截取一個 A 點,說 A 點是後來的 B 點的“原因”,毫無意義。

牛頓那個時代的物理學家就已經意識到了這一點。只不過那時候的人相信,如果整個宇宙有一個“最初的開始”,那麼那個“最初的開始”,就是一切事物的原因。不過現在物理學家已經摒棄了這個想法。只要數學方程在,暴脹就可以隨時開始,根本不需要“第一個原因”。

更進一步,自由意志也是幻覺。如果人就是一堆原子,而原子的一切運動都符合物理定律,那就根本沒有什麼自由意志。數學公式早就規定好了你這堆原子的一切運動,你根本無法超越數學。

其實我們以前講人腦是個多元政體的時候,已經有點這個意思。最後有意識的是敘事自我,它以為自己做出了決定,還能給這個決定找到理由 —— 而事實上決定是別的模組做出,敘事自我只是新聞發言人而已。那別的模組又是怎麼做出決定的呢?歸根結底,還是數學的作用。

總而言之,從宇宙創生到現在,萬事萬物的一切演化,包括你此時此刻的所作所為所思所想,都是數學註定的。我們的生活只不過是從已有的數學中獲得體驗而已。

說破一句

就算數學宇宙理論是對的,那這對我們的生活有什麼影響嗎?這個思想對我有什麼用處嗎?

基本沒影響。你該吃吃該喝喝,該認為自己有自由意志還可以認為自己有自由意志。事實上數學家已經證明,因為我們這個世界的複雜是不可約化的複雜,所以除非老老實實演化一遍,誰也不能“預知”未來會怎樣。哪怕你再精通數學,數學宇宙理論不會讓你獲得什麼生存競爭優勢。

但是這個理論可以在一定程度上,讓你獲得內心的平安。你仰望星空的時候肯定想過,這個世界到底是怎麼回事兒?現在你有了一個基本上說得過去的答案。

數學宇宙理論還有一個副產品:“上帝”,根本沒有存在的必要。

相信上帝的人總是認為上帝是萬能的,那我就想問問,上帝能讓 2+2=5 嗎?上帝能強行規定平面三角形有兩個外接圓嗎?不能!

如果上帝也是講理的,那他就不能改變數學。如果上帝不能改變數學,而數學又決定了宇宙裡的一切,那上帝實際上什麼事兒也幹不了 —— 上帝,也沒有自由意志。

如果世界該怎麼演化就怎麼演化,那有沒有上帝還有什麼區別呢?

撰稿:摘自萬維綱《精英日課》

只有這麼解釋,才能既滿足數學對沒有隨機性的要求,又滿足看似有隨機性的實驗結果。

身處其中一個宇宙的這個你,看到貓死了,你說哎呀貓啊你的運氣不好,我這個實驗對你沒有偏見,你死純粹是因為不可抗拒的隨機性。而你沒有感覺到的是,在另一個宇宙裡的那個你,看到的是貓還活著。整個過程中“你”並沒有做任何選擇。

總而言之,如果你接受數學宇宙這個觀念,那麼,我們,絕對,不是,唯一的。一切數學允許的可能性都是真實的,都發生過,都發生過無數次。

湛廬文化製作的中文版四層平行宇宙說明圖

只有引入平行宇宙,你才能不違背數學。再進一步,有了平行宇宙這個概念,時間的流逝就是一種錯覺。

2.你是什麼

從物理學來說,“人”這個概念,只是描寫一堆原子的一個“包袱”。一個人喝點水,這堆原子就多了一些,他出點汗,這堆原子就少了一些 —— 如果一個人死了,這些原子會分散開來。一個人一生的歷史,其實就是一堆原子在一起相處了一段時間之後又分開了。

把時間當成一個維度,每個原子的運動就不是一個點,而是一條線。那一個人的一生,在時空之中看來,就好像是一團有點雜亂的辮子一樣 ——

左邊是有原子組成的一個簡單物體;中間是人生的一段,原子組成的結構有點複雜;右邊是人死亡之後,原子分散

看看這張圖,就好像是一個路線圖一樣,我們人生的某一時刻就是這張圖上的一個截面 —— 那請問,過去和未來有什麼區別嗎?時間只是一個位置而已。

所有數學方程都是“靜態”的,永遠都在那裡,沒有時效。方程一旦選定,這個宇宙的歷史就已經選定了,你這堆原子的軌跡就已經呈現了。

那你說不對啊?我的未來尚未可知!其實是你這句話不對 —— 你應該用“我們”。無數個平行宇宙中有無數個你,數學方程已經確定了所有這些“你”的人生軌跡。有的你會賺很多錢,有的你沒有那麼幸運。

那你又說,“我到底會成為哪一個我呢?”這句話還是不對。事實是此時此刻無數個你都在問這個問題,你們彼此之間沒有任何區別,我根本沒辦法把其中的幸運者挑出來單獨告訴他們好消息。

你和你、和你,你們的未來是*確定的*,只不過有無數多種而已。

所謂時間的流逝,其實是我們的敘事自我,對自己這堆原子的路徑的一個“主觀體驗”。聽到壞消息震驚,聽到好消息驚喜,這都只不過是你對某個路徑的主觀評價 —— 那條路徑其實早已存在,另一種可能性的路徑也都存在,只不過這個平行宇宙裡的你沒有感知到而已。

3.幻覺、幻覺、幻覺

如果你接受數學宇宙這個假設,那麼完全從數學方程的性質出發,我們就會發現很多觀念是幻覺。

因為數學公式裡沒有隨機性,所以我們生活中感受到的隨機性和量子力學實驗中的隨機性必定是幻覺,所以我們要引入量子平行宇宙的概念。

因為數學公式沒有時效性,所有平行宇宙的歷史應該是確定的,所以時間的流逝也是幻覺。

再進一步,因果關係也是幻覺。

沿著一條路線上的 A 點走到 B 點,你能說“A 點導致了 B 點”嗎?不能。從 A 到 B 是個連續變化的過程,而且 A 之前還有別的東西!

桌子上有個花瓶,我碰了一下桌子,桌子倒了,花瓶掉下來摔碎了 —— 整個這個過程中,誰是因,誰是果呢?我們可以說花瓶碎了是結果,桌子倒了是原因。但是桌子肯定不答應,桌子說不是我想倒,是有人碰我我才倒的!那你可能說“我”才是原因 —— 可是我也有我的理由啊,是有人在攻擊我,我為了躲避攻擊才碰到了桌子。

如此一環又一環地向上追溯,到底誰應該為花瓶負責,誰才是根本的原因呢?根本就不存在根本原因。宇宙一旦誕生,萬事萬物只是依照物理定律運行而已。單獨截取一個 A 點,說 A 點是後來的 B 點的“原因”,毫無意義。

牛頓那個時代的物理學家就已經意識到了這一點。只不過那時候的人相信,如果整個宇宙有一個“最初的開始”,那麼那個“最初的開始”,就是一切事物的原因。不過現在物理學家已經摒棄了這個想法。只要數學方程在,暴脹就可以隨時開始,根本不需要“第一個原因”。

更進一步,自由意志也是幻覺。如果人就是一堆原子,而原子的一切運動都符合物理定律,那就根本沒有什麼自由意志。數學公式早就規定好了你這堆原子的一切運動,你根本無法超越數學。

其實我們以前講人腦是個多元政體的時候,已經有點這個意思。最後有意識的是敘事自我,它以為自己做出了決定,還能給這個決定找到理由 —— 而事實上決定是別的模組做出,敘事自我只是新聞發言人而已。那別的模組又是怎麼做出決定的呢?歸根結底,還是數學的作用。

總而言之,從宇宙創生到現在,萬事萬物的一切演化,包括你此時此刻的所作所為所思所想,都是數學註定的。我們的生活只不過是從已有的數學中獲得體驗而已。

說破一句

就算數學宇宙理論是對的,那這對我們的生活有什麼影響嗎?這個思想對我有什麼用處嗎?

基本沒影響。你該吃吃該喝喝,該認為自己有自由意志還可以認為自己有自由意志。事實上數學家已經證明,因為我們這個世界的複雜是不可約化的複雜,所以除非老老實實演化一遍,誰也不能“預知”未來會怎樣。哪怕你再精通數學,數學宇宙理論不會讓你獲得什麼生存競爭優勢。

但是這個理論可以在一定程度上,讓你獲得內心的平安。你仰望星空的時候肯定想過,這個世界到底是怎麼回事兒?現在你有了一個基本上說得過去的答案。

數學宇宙理論還有一個副產品:“上帝”,根本沒有存在的必要。

相信上帝的人總是認為上帝是萬能的,那我就想問問,上帝能讓 2+2=5 嗎?上帝能強行規定平面三角形有兩個外接圓嗎?不能!

如果上帝也是講理的,那他就不能改變數學。如果上帝不能改變數學,而數學又決定了宇宙裡的一切,那上帝實際上什麼事兒也幹不了 —— 上帝,也沒有自由意志。

如果世界該怎麼演化就怎麼演化,那有沒有上帝還有什麼區別呢?

撰稿:摘自萬維綱《精英日課》

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