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(图)神秘的宇宙、神秘的人(二):我是一个全息图吗?

 

我是一个全息图吗?

  看看你的周围:墙壁、椅子、身体……所有这一切看上去都是真实存在的。然而,是否存在着这样一种可能性:我们在宇宙中看到的所有事物,包括你和我在内,都只不过是一个全息图呢?

  这听起来似乎很可笑,然而,已经有些证据表明,这可能是真实的,或许,我们多年前就知道这一点了。如果情况果真如此,那将彻底改变我们对现实的看法。

  这个想法已经在人们心中盘旋很久了,其最初源于史蒂芬·霍金于上世纪70年代提出的一个明显的悖论——黑洞信息悖论。霍金论证道,黑洞事实上并不是“全黑”的,其质量会以射线(霍金射线)的形式缓慢释放出来,致使黑洞不断蒸发直至消亡殆尽。因此,这就带来了一道难题,由于霍金射线并不传递有关黑洞内部的任何信息,当黑洞消亡时,坍塌成黑洞的星体的所有信息也随之消亡,这跟目前公认的信息守恒原则相悖。

  1972年,以色列耶路撒冷希伯来大学的雅各布·伯肯斯坦证明,黑洞的熵,即黑洞的信息量,与它的视界表面积成正比。视界是包围黑洞的一个理论表面,视界由无数临界点构成,物质或光线一旦越过这些临界点,坠入视界以内就再也无法返回。理论学家据此证明,发生在视界处的微观量子波动调制了黑洞内部的信息,因此,当黑洞蒸发时并不存在神秘的信息损失。后来,弦理论学家们也证实,坍塌成为黑洞的星体的信息会被调制到视界上凹凸不平的团块中,视界随后将信息印刷于慢慢远离黑洞的霍金辐射线上,如此一来,黑洞消亡时,也不会出现信息损失。

  这解决了霍金悖论,也提供了深刻的物理理解:前期星体的所有三维信息可完全调制到后期黑洞的二维视界中——就像信用卡和纸币上常见的三维全息图是在二维胶片上蚀刻而成,当光线在它上面发生折射时,就出现了三维图像一样。后来,美国斯坦福大学理论物理学家、弦论创始人之一李奥纳特·苏士侃和诺贝尔奖获得者赫拉德·特霍夫特将这一理解扩展到整个宇宙。他们认为,如果一个三维星球能将信息调制到黑洞的二维视界上,那么,整个宇宙可能都会适用这种情况。我们的日常生活可能只是发生在遥远地方的物理过程的全息投射。因为,毕竟,宇宙的视界为420亿光年,而宇宙大爆炸迄今仅仅137亿年,也就是说,宇宙视界之外的事物根本无法被人类看到。

  听起来这似乎有点疯狂,但我们已看到其或许是真实存在的迹象。长久以来,理论物理学家们一直认为,宇宙上的空间—时间是一个个微小的颗粒。既然一个二维表面无法存储足够的信息来完美地呈现一个三维物体,那么,这些颗粒将在全息图中变得更大。“身处全息宇宙中就好像身处三维电影中。”美国费米实验室粒子物理分部的物理学家克雷格·奥甘表示:“在更大的层面上,宇宙很光滑而且是三维的,但如果你走近一点看,它是平面的,上面布满凹凸不平的颗粒。”

  奥甘最近认真查看了位于德国汉诺威的一个相当灵敏的运动检测器GEO600(一台长达600米的探测器)上的读数,GEO600主要用于探测引力波——时空上的“涟漪”引力波由爱因斯坦在广义相对论中提出,指中子星和黑洞这样的超密度天体加速运动时给宇宙时空带来的扰动。引力波被认为是宇宙中最猛烈的事件,例如,两颗中子星碰撞时可能会产生引力波,这种引力波能从地球上观测到。

  尽管GEO600引力波探测器的灵敏度非常高,但迄今还没有发现引力波的“芳踪”。不过,2008年,图像上一个意想不到的抖动让科学家们抓耳挠腮,百思不得其解。后来,奥甘指出,它可能源于时空颗粒的“量子波动”。正常情况下,这些波动太小而无法被探测到。而现在,这些波动大到出现在GEO600的读数上,这就直接证明,宇宙真的是全息图。

  不过,伯肯斯坦对这一解释持谨慎态度,他说:“宇宙是一个巨大的全息图这一想法仅仅是一个假设,其证据也只是一些偶然出现的特殊情况。”奥甘表示,美国费米国家实验室正在建造的更好设备——“全息干涉仪”有可能提供新的证据,他希望该设备几年后能完成并投入使用。

  如果最新设备能够让科学家们如愿以偿,获得新的积极结果,这将挑战我们对于自身所处宇宙的假设。它或许能证明,宇宙中所发生的任何事情只是距离我们所处之地几十亿光年外的某个平滑表面上发生的某个事情的投射,尽管我们并不知道“某个事情”是什么或者“某个事情”如何自证其在世界中的存在。或许,最新发现可能对我们所处的宇宙以及庸碌的日常生活毫无影响,但真的如此吗?

我是一个真实的存在还是僵尸?

  我们现在还无法回答这个问题。

  当法国哲学家勒奈·笛卡尔写下“我思,故我在”这句名言时,他就一针见血地表示:你作为一个具有自我意识的个体而存在的唯一证据是你思考自己的存在性的意识经验。你只能知道自己的想法,无从了解别人的意识和想法,因此,你将永远不会知道别人是否拥有自我意识。

  笛卡尔写下那句名言是在1644年,从那以后,人们在这一问题上取得的进步乏善可陈。如果有些进步,那就是我们甚至不那么确信自己存在这个事实。

  计算机变得足够强大,让我们能制造出替代的世界,这一切仿佛就发生在昨天。现在,我们拥有无数游戏和模拟,它们都是我们身处世界内的世界。随着技术不断向前发展,这些模拟世界将变得越来越复杂。“原初”宇宙最终将被几乎无限数量的先进的虚拟文明所填充。很难想象这些文明中没有像你我一样具有自主独立意识的生物。

  英国牛津大学人类未来研究院院长尼克·博斯特罗姆首先提出了上述观点。这个简单的事实使一种情况变得似是而非,那就是,我们的存在实际上是一个由更加先进的文明实体运行的模拟。

  博斯特罗姆指出,唯一能确信这一点的方式是,有一条信息突然跃入你的眼前,并告诉你:“你正生活在一个计算机模拟中。”上述情况几乎不可能发生,然而,尽管我们无法证明这一点,我们也能发现一些与我们的存在有关的蛛丝马迹。

  但美国乔治梅森大学的经济学家罗宾·汉森却并不那么确信。他表示,如果情况果真如此,而且,我们也确实找到了一些蛛丝马迹,那么,运行这个模拟的“操作员”很可能会让每件事情回到最初,让我们毫无踪迹可循。汉森说:“如果它们不希望我们注意它们的话,我们甚至不会注意到。”不论如何,寻找真相可能就是寻找麻烦,我们可能会被控诉破坏了造物主的乐趣,说不定造物主一怒之下,会拔掉电源,让我们灭绝呢。

  不过,汉森也表示:“小模拟应该远远多于大模拟。”因此,他认为,他极有可能生活在一个他是唯一有意识、有趣的生物的模拟中。换句话说,其他人都是临时演员或者僵尸。然而,究竟情况如何他也无法知道。

  当然,我们现在拥有非常先进的技术——在笛卡尔所处的时代,这些技术可能会被看成巫术:能够看到人脑中的情况并阅读他的思想。不幸的是,那并不会让我们距离知道他们是否是有感觉的人更进一步。“即使测量脑电波,你也无法确切地知道他们拥有什么样的经历。”英国布里斯托大学的心理学教授布鲁斯·胡德表示。

  不过,从某种角度而言,脑部扫描确实已经颠覆了笛卡尔的格言。美国斯坦福大学哲学家保罗·斯科科瓦奇表示,你也可能是一具僵尸,即使你没有意识到这一点,事实就是如此。

  斯科科瓦奇的坚持基于一个信念,那些研究脑部扫描的神经科学家们也持有这一信念——我们没有自由意志。机器中没有鬼魂,我们的行为不由完全超出我们自己控制的大脑的状态所驱使,他说:“因此,我认为,我可能只是一个幻觉。”

  因此,情况可能就是,你生活在一个计算机模拟中,在其中,你是唯一拥有自我意识的生物。我可能是一具僵尸,你也可能是。谁知道呢?

 存在另外一个我吗?

  在波兰导演克日什托夫·基耶斯洛夫斯基执导的电影《两生花》中,少女维罗妮卡问道:“你说,冥冥之中会不会有另外一个和你一模一样的人,我们在这个世界上不是孤单的?”在电影中,她遇到了另外一个自己。虽然这类文艺电影与科学无关,但现代物理学家对这个问题给出了一个和电影中非常相似的答案:是的,在广袤的太空中,有可能存在一个一模一样的自己。虽然我们可能永远都无法拥抱对方,但我们相互守望。从这个角度而言,我们并不孤独。

  马库斯·尚恩在《新科学家》杂志网站刊发文章对此进行了详细的解释。尚恩指出,在距离地球很遥远的地方,存在着一个和银河系非常相似的星系,其中有一颗看起来与太阳极其相似的恒星。而且,这颗恒星的第三颗行星看起来就像地球的双胞胎姊妹。在这颗行星上,生活着一个人,她不仅与你外貌相似,而且过着同样的生活。

  有科学家认为,实际上,在一望无垠的太空中,存在着无数个像银河系一样的星系,其中包含无数个你以及你所爱的人的复本,直到此刻,她和你完全一样。

  这些平行世界的存在并非空穴来风。科学家们确实已提出很多奇特的理论,比如多重宇宙理论,来证实上述可能性的存在;也有科学家用量子力学来解释“多重世界”的存在,量子力学认为,宇宙会持续不断地分叉。科学家们认为,多个平行世界的存在是宇宙标准模型不可避免的结果。

  所有这些理论推演都需要一些合理的解释。现在,我们能看到的最遥远的事物是137亿年前宇宙大爆炸后发出的光线。更遥远地方发出的光还没有到达我们的眼中,它们超出了我们的宇宙视界。

  大爆炸遗留下来的辐射很明显地证实,宇宙经历过一个转瞬即逝的急速膨胀时期,也就是我们所说的暴胀时期。暴胀理论认为,在我们看不见的地方,还存在着无数个宇宙。

  我们可观察到的宇宙就像泡沫一样,在其外部,还存在着无数个其他的泡沫,这些泡沫也有同样的宇宙视界。每个宇宙经历和我们身处的宇宙遭遇过的同样的大爆炸,也有同样的物理学法则。然而,并不是说所有宇宙都能“存活”下来,只要将大爆炸的各个“参数”进行微调,各种宇宙就会出现不同的情况。比如,将我们身处的宇宙的膨胀速率调低一点,这个宇宙就不可能演化到今天的模样,通俗地说,如果没有一个精确的膨胀率,这个宇宙不是无限制地膨胀下去,就是早就坍缩得无影无踪了,所以,重点是“恰到好处,严丝合缝”,只要稍微出现一点偏差,轻则不会演化出星系和恒星,重则无法存在下去。

  因此,发现另外一个和我们一样的宇宙似乎是不可能完成的任务。然而,量子机制却并不这样认为,它讲述了另外一个故事。

  当我们将宇宙无限放大,我们就会发现,宇宙表面布满小颗粒,整个宇宙就像一个国际象棋棋盘。大爆炸之后的瞬间,我们可观测的宇宙只包含几个“方块”,只有这几个地方适合物质“居住”,正是这些物质演变为我们现在身处的星系。

  我们身处的宇宙泡沫附近的泡沫包含有一些排列稍微不同的物质,它们的邻居也是如此。依此类推。但是,最终,我们会穷尽泡沫中物质所有可能的排列方式,从而发现一个与我们身处的泡沫一样的泡沫。结果,历史能够采用的方式是有限的。假定宇宙是无限的,必定存在着无限数量的就像我们的历史一样的历史,加上无数个与我们不同的历史。

  另外,如果你能在任何方向行进得足够远,你也会碰巧遇到一个与我们身处的宇宙一样的宇宙以及一模一样的自己。美国麻省理工学院的宇宙学家马克斯·铁马克经过计算得出,为了找到最近的那个与你一模一样的自己,你将要旅行101028米。

  虽然我们得出了这个距离,而且,也可以通过这个途径去寻找与自己身处的宇宙一样的宇宙。但是,有一个不好的消息,那就是,即使你有足够的勇气和耐心,也将无法看到另一个宇宙中的“你”。因为,当你踏上这个旅程时,还会有更多宇宙出现,你每踏出一步,都将伴随着下一个宇宙泡沫的出现,当你找到那个与你一模一样的自己时,所有星星或许都已燃烧殆尽。

  要想避免出现存在着另外一个与你一模一样的人这样一个结果,唯一的方式就是我们的宇宙标准模型和量子理论是错误。然而,这一点几乎是不可能的。美国梅德福塔夫茨大学的宇宙学家亚历山大·维连金25年来一直在研究这个问题,他说:“我从来没有为存在着无数个亚历山大·维连金而高兴过,不幸的是,我认为这很可能是真的。”

  宇宙显然被某种看不见的“手”精心谐调过,因此,刚好适合我们生存,这一事实可能告诉我们,存在着具有其他物理学法则的宇宙。而按照量子力学关于多重宇宙的解释,所有可能的历史和未来——包括你的历史和未来都可能存在着无数不同的版本。如果情况真是如此,一定存在着一个宇宙,在其中,你是温布尔登网球比赛的冠军。

  但是,迄今为止,还没有人知道是否存在这些宇宙以及它们如何相互协调。多重宇宙是一个新兴的正在慢慢成型的观点和科研领域。尘埃还未落定,找到那个一模一样的自己是一个漫长而艰巨的旅程。

自我是什么?

  当我们醒来时,它在那儿;当我们睡觉时,它又悄然离去,可能再次出现在我们的梦境中。它是一种感觉,就好像我们将其固定在自己的身体内,我们用它控制和感受着自己的内心世界。它是我们个体的感觉,在时间的流逝中不断延展,从我们的第一个记忆延展到此时此刻此地再到可想象的未来。它是我们对自己的感觉,它就是我们的自我。

  几千年来,人类一直在思索一个问题:什么是自我?它是真实的存在还是只是人们的一个幻觉?如果它是真实的存在,那么,它究竟是什么呢?我们在何处可以找到它呢?

  不同的哲学传统得出了不同的结论。其中最极端的当属佛教中的“无我”这一概念,这个概念认为,你只是想法和感受的集合体,而且很快就会烟消云散。另一个极端的理解是二元论概念,这一概念与哈佛大学哲学家卡尔·波普和诺贝尔奖得主、神经科学家约翰·埃克尔斯有关。他们认为,自我以一个单独的“场”而存在,这个“场”同大脑有关并控制大脑。

  现代科学正慢慢向佛教靠近。科学家们认为,我们的自我意识不是实体,不是确实的存在,而是源于大脑的多用途处理过程。

  宾夕法尼亚大学心理学家塞思·吉莉安和玛莎·法拉提出了一个与自我有关的观点,该观点认为,自我有三个层次:身体自我(源于人们对自身的感觉)、心理自我(构成了我们的自然观、自我记忆以及区分自我和他者的能力)以及一个更高层次的主导感,这种感觉将身体自我的行为归结于心理自我。

  我们正在逐步揭示与这三个层次有关的大脑过程。例如,瑞士洛桑联邦理工学院的神经科学家奥拉夫·布兰科和同事已经证明,身体自我集中在颞顶皮层,它会将来自于感觉的信息整合在一起制造出一种具体感——一种在特定的地方置于一个特定的身体内的感觉。如果颞顶皮层接收到互相矛盾的输入,这种感觉会被显著地分裂,导致身体产生魂魄出窍的体验。

  科学家们已经证明,很难发现自我中的主导感(其为我们的行为负责)的位置。在科学家们进行的一个功能核磁扫描(MRI)研究中,手持操作杆的志愿者们在一个计算机屏幕前移动图片。当志愿者们感到他们已经开始行动时,大脑的前岛被激活,但当志愿者将行动归因于经验时,顶叶右下部皮层开始发亮。其他研究人员也借用不同的实验,找出了更多似乎可以为主导感负责的脑部区域。

  在大脑内部,自我似乎既无处不在又无迹可寻。德国美茵茨约翰内斯古滕贝格大学的认知哲学家托马斯·梅岑格表示:“如果你列出‘自我需要什么’,大脑中可能没有一个区域能够脱离干系。”这表示自我只是一个幻象。我们被自己的大脑愚弄,相信我们是真实存在而且没有改变的。

  精神紊乱也使这一点非常清晰,那就是,我们认为大脑未被“侵犯”,但实际上却并非如此。例如,罹患精神分裂症的患者会有一些妄想,他们认为,某人或某事正在将一些经验和想法移植入他们的大脑内。英国萨塞克斯大学的亚尼·塞特表示:“在某种情况下,这是自我发生了混乱,因为这些人正在做事情,但他们没有感到自己正在做这些事情。那是主导感发生了紊乱。”

  另一个令人震惊的情况是自我感丧失症患者,这些人会持续感到他们的身体完全不受自己控制。

  还有,从小到大,我们被反复教导,不断积累自己的回忆从而逐渐形成所谓的“自我”,这也是一个错误的倾向。研究已经证明,每次我们回忆过去的某个片段,我们记住的细节都不同,这些与自我有关的细节慢慢地改变了我们自己,这真是一个悖论。

  因此,尽管自我似乎是恒定不变的,但实际上会不断变化。我们与一年前的自己不同,与此同时,我们也将与一年后的自己不同。我们没有认识到这一点的唯一原因是大脑蒙蔽了我们的双眼,让我们自欺欺人

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