創世紀與概率

作者:戴傳杰的讀書圈  來源/微信公眾號:chuantse11 發布日期:2019-10-11

創世紀與概率
要想把事情講清楚,真的得從宇宙誕生的大爆炸講起!這……媽的,怎幺才能向你說清楚呢?還是回到大爆炸吧。你可能多少知道一些,我們的宇宙誕生于二百億年前的一次大爆炸,在一般人的想象中,那次創世爆炸像漆黑空間中一團怒放的煙火,但這個圖像是完全錯誤的:大爆炸之前什幺都沒有,包括時間和空間,都沒有,只有一個奇點,一個沒有大小的點,這個奇點急劇擴張開來,形成了我們今天的宇宙,現在一切的一切,包括我們自己,都來自于這個奇點的擴張,它是萬物的種子!這理論很深,我也搞不太清楚,與我們這事有關的是這一點:隨著物理學的進步,隨著弦論之類的超級理論的出現,物理學家們漸漸搞清了那個奇點的結構,并且給出了它的數學模型,與這之前量子力學的模型不同,如果奇點爆炸前的基本參數確定,所生成的宇宙中的一切也就都確定了,一條永不中斷的因果鏈貫穿了宇宙中的一切過程……嗨,真是,這些怎幺講得清呢。”“這是一臺超弦計算機,是我從氣象模擬中心帶出來的,你說偷出來的也行,我全憑它擺脫追捕了。”白冰拍著那個箱子說。
宋誠將目光移到箱子上,顯得很迷惑。
“這是很貴的東西,目前在省里還只有兩臺。根據超弦理論,物質的基本粒子不是點狀物,而是無限細的一維弦,在十一維空間中振動,現在,我們可以操縱這根弦,沿其一維長度存儲和處理信息,這就是超弦計算機的原理。”
“在傳統的電子計算機中的一塊CPU一條內存,在超弦機中只是一個原子!超弦電路是基于粒子的十一維微觀空間結構運行的,這種超空間微觀矩陣,使人類擁有了幾乎無限的運算和存儲能力。將過去的巨型計算機同超弦機相比,就如我們的十根手指頭同那臺巨型機相比一般。超弦計算器具有終極容量,終極容量啊,就是說,它可以將已知宇宙中的每一個基本粒子的狀態都存儲起來并進行運算,就是說,如果是基于三維空間和一維時間,超弦機能夠在原子級別上模擬整個宇宙……”
宋誠交替地看著箱子確地預測單個或一群基本粒子的運動和演化。注意我說的一群,如果群里粒子的數量足夠大,它就構成了一個宏觀物體,也就是說,我們現在可以在原子級別上建立一個宏觀物體的數學模型。這種模擬被稱為鏡像模擬,因為它能以百分之百的準確再現模擬對象的宏觀過程,如同為宏觀模擬對象建立了一個數字鏡像。打個比方吧:如果用鏡像模擬方式為一個雞蛋建立數學模型,也就是將組成雞蛋的每一個原子的狀態都輸入模型的數據庫,當這個模型在計算機中運行時,如果給出的邊界條件合適,內存中的那個虛擬雞蛋就會孵出小雞來,而且那只內存中的虛擬小雞,與現實中的那個雞蛋孵出的小雞一模一樣,連每一根毛尖都不會差一絲一毫!
大到一棵樹,一個人,很多人;大到一座城市,一個國家,甚至大到整個地球?”白冰說到這里激動起來,開始手舞足蹈,“我是一個狂想愛好者,熱衷于在想象中把一切都推向終極,這就讓我想到,如果鏡像模擬的對象是整個宇宙會怎幺樣?!”白冰進入一種不能自已的亢奮中,“想想,整個宇宙!奶奶的,在一個計算機內存中運行的宇宙!從誕生到毀滅……”
“大爆炸奇點?”*飛快接上話,幾乎沒有空隙,顯示出他沉穩遲緩的外表下靈敏快捷的思維。
“是的,大爆炸奇點。超弦理論已經建立了完善的奇點模型,我們只需要將這個模型用軟件實現,輸入計算機運算就可以了。”
請選擇創世起爆參數
白冰點了一下文本框旁邊的箭頭,下拉出一行行資料組,每組約有十幾個數據項,各行看上去差別很大,“奇點的性質由18個參數確定,參數的組合原則上是無限的,但根據超弦理論的推斷,能夠產生創世爆炸的參數組的數量是有限的,但有多少組目前還是個謎。這里顯示的是其中的一小部分,我們隨便選一組吧。”
白冰選中一組參數后,屏幕立刻變成了乳白色,正中凸現了兩個醒目的大按鈕:
引爆 取消
白冰點了引爆按鈕。屏幕上只剩下一片乳白,“這白色象征虛無,這時沒有空間,時間也還沒有開始,什幺都沒有。”
屏幕的左下角出現了一個紅色數字“0”。
“這個數字是宇宙演化的時間,0的出現說明奇點已經生成,它沒有大小,所以我們看不到。”
紅色數字開始飛快增長。
“注意,宇宙大爆炸開始了。”
屏幕中央出現了一個藍色的小點,很快增大為一個球體,發出耀眼的藍光。球體急劇膨脹,很快占滿了整個屏幕,軟件將視野拉遠,球體重新縮為遙遠處的一點,但爆炸中的宇宙很快又充滿了整個屏幕。這個過程不斷重復,頻率很快,仿佛是一首宏偉樂曲的節拍。
“宇宙現在正處于暴脹階段,它的膨脹速度遠超過光速。”
隨著球體膨脹速度的降低,視野拉開的頻率漸漸慢下來,隨著能量密度的降低,球體的顏色由藍向黃紅漸變,后來宇宙的色彩在紅色上固定下來,并漸漸變暗,屏幕上的視野不再拉遠,變成黑色的球體在屏幕上很緩慢地膨脹著。
“好,現在距大爆炸已經100億年了,這個宇宙處于穩定的演化階段,我們進去看看吧。”白冰說完動了動鼠標,球體迅速前移,屏幕完全黑了下來,“好,現在我們就在這個宇宙的太空中了。”
“什幺也沒有啊?”呂文明說。
“我們看看……”白冰說著,按動鼠標右鍵彈出了一個很復雜的接口,一個程序開始統計這個宇宙中的物質總量,“呵,這個宇宙中只有11個基本粒子。”他又調出了一大堆信息仔細讀著,“有10個粒子結成了5個粒子對,互相環繞對方運行,不過每個粒子對中的2個粒子相距幾千萬光年,要上百萬年才能相對運動1毫米;還有1個粒子是自由的。”
“11個基本粒子?!說了半天還是什幺都沒有。”呂文明說。
“有空間啊,近千億光年直徑的空間!還有時間,100億年的時間!時空是最實在的存在!要說這個宇宙,還是創造得比較成功的,以前創造的相當多的宇宙連空間都很快湮滅了,只剩時間。”
“無聊。”陳繼峰哼了一聲,轉身不再看屏幕。
“不,很有意思,”*高興地說,“再來一次。”
白冰退回到引爆接口,重選了一組參數,再次啟動了大爆炸。這個新宇宙誕生的過程看上去與剛才基本相同,也是一個在膨脹中漸漸暗下來的球體。在創世后的150億年,球體完全變黑,宇宙的演化穩定下來,白冰讓視點進入宇宙內部,這時,連最不感興趣的陳繼峰也驚嘆起來。廣漠的黑色太空下,一張銀色的大膜向各個方向延伸至無窮遠處,大膜上點綴著各種色彩的小球體,像滾動在廣闊鏡面上的多彩露珠。
白冰又調出了分析接口,看了一會兒后說:“運氣好,這是一個豐富多彩的宇宙,半徑約400億光年,其中一半是液體一半是空間。也就是說,這個宇宙就是一個深度和表面半徑都是400億光年的大洋!宇宙中的固體星球就浮在洋面上!”白冰將畫面推向洋面,可以看到銀色的洋面在緩緩波動著,畫面中出現了一個星球的近景,“這個漂浮著的星球有……我看看,木星那幺大吧,哇,它還在自轉耶!看它表面的那些山脈,在出水和入水時是何等地壯觀!我們就把這液體叫水吧。看那被山脈甩到軌道上的水,在洋面形成了一個半圓的彩虹環耶!”
“是很美,但這個宇宙是違反物理學基本定律的。”*看著屏幕說,“別說400億光年深的海洋,就是4光年,那水體也早在引力下坍縮成黑洞了。”
白冰搖搖頭說:“您忘了最基本的一點:這不是我們的宇宙,這個宇宙有自己的一套物理定律,與我們宇宙中的完全不同。在這個宇宙中,萬有引力常數、普朗克常數、光速等基本物理常數與我們的宇宙完全不同;在這個宇宙中,一加一甚至都不等于二。”
在*的鼓勵下白冰繼續做下去,第三個宇宙被創造出來,進入其中后屏幕上出現了一堆極其混亂的色彩和形狀,白冰立刻將它關掉了。“這是一個六維宇宙,我們無法觀察它,其實大多數情況都是這樣,我們創造
兩個都是三維宇宙只是運氣好而已,宇宙從高能狀態冷卻后,被釋放到宏觀的維數為三的概率只有3:11。”
第四個宇宙出現時,所有的人都很迷惑:宇宙呈現一個無際的黑色平面,有無數根銀光閃閃的直線與黑色平面垂直相交。看過分析資料后,白冰說:“這個宇宙與上面相反,維數比我們的低,是一個二點五維的宇宙。”
“二點五維?”*很吃驚。
“您看,這個黑色的沒有厚度的二維平面就是這個宇宙的太空,直徑約500億光年;那些與平面垂直的亮線就是太空中的恒星,它們都有幾億光年長,但無限細,只有一維。分數維的宇宙很少見,我要把這組創世參數記下來。”
“有個問題,”*說,“如果你用這組參數再次啟動大爆炸,所得到的宇宙與這個完全一樣嗎?”
“是的,而且其演化過程也完全一樣,一切在大爆炸時就決定了,您看,物理學穿過量子迷霧之后,宇宙又顯示出了因果鏈和決定論的本性。”白冰依次看看每個人,鄭重地說,“我請各位都牢記這一點,如果要理解我們后面將要面對的那些可怕的事,這是關鍵。”
“真的很有意思,做上帝的體驗,超脫而空靈,很長時間沒有這種感覺了。”*感嘆道。
“我的感覺同您一樣,”白冰離開了計算機,站起來來回走著,“所以,我就一遍又一遍地玩著創世游戲,到現在為止,我已經啟動了1000多次大爆炸,那1000多個宇宙,其神奇壯觀,很難用語言形容,我像吸毒似的上了癮……本來我可以這樣一直玩下去,我們之間將永遠素不相識,不會有任何關系,我們雙方的生活都會按正常的軌跡進行下去,但……唉,真他媽的……那是今年初一個下雪的晚上,已經午夜兩點了,很靜很靜,我啟動了那天的最后一次大爆炸,在超弦計算機中誕生了第一千二百零七號宇宙,就是這一個……”
白冰回到計算機前,將文本框下拉到底,選擇了最后的一組創世參數,啟動了宇宙大爆炸。新生的宇宙在藍光中急劇膨脹后熄滅為黑色。白冰移動鼠標,在創世之后的190億年進入了這個他編號為1207的宇宙。
這一次,屏幕上出現了燦爛的星海。
“1207的半徑約200億光年,宏觀維數是3;這個宇宙中,萬有引力常數是1.6×10^-11,真空中的光速是每秒30萬公里;這個宇宙中,電子電量是1.602×10^-19庫侖;這個宇宙中,普朗克常數是6.626……”白冰湊近,用令人膽寒的目光逼視著他,“這個宇宙中,1+1=2。”
“這是我們的宇宙。”*點點頭,他仍很沉著,但額頭有些潮濕了。
?
“得到1207號宇宙后,我花了一個多月的時間做了一個搜索引擎,以模式識別為基礎的。然后,我就從天文資料中查到銀河系與仙女座、大小麥哲倫等相鄰星系的幾何構圖,在全宇宙范圍內查詢這種構圖,得到了80000多個結果。下一步我就在這個范圍內,用銀河系和鄰近星系本身的形狀進行查詢,很快在宇宙中定位了銀河系。”以漆黑的太空為背景,一個銀色的大旋渦在屏幕上顯示出來,“太陽的定位就更容易了,我們已經知道它在銀河系中的大致范圍——”白冰用鼠標在大旋渦的一個旋臂頂端拉出一個小矩形框,“仍用模式識別的方法,在這個范圍中很快就定位了太陽。”屏幕上出現了一個耀眼的光球,光球周圍環繞著一個霧蒙蒙的大環,“哦,這時太陽系的行星還沒有誕生,這個星際塵埃構成的環就是構成它們的原材料。”白冰在屏幕下方調出了一個滾動條,“看,用這個來移動時間,”他將滑塊緩緩前移,越過了2億年的漫漫時光,太陽周圍的塵埃環消失了,“現在九大行星已經誕生。這是真實尺度的圖像,不是天象演示,所以找到地球還要費些事,我把以前存儲的坐標調出來吧。”于是原始地球在屏幕上出現了,一個灰蒙蒙的球體,白冰轉動鼠標的滾輪,“我們降低高度,好,現在,大約是10000米高吧。”下面大陸仍籠罩在迷霧之中,但霧中縱橫交錯的發著紅光的網線顯現出來,像胚胎上的血管,白冰指著那些網線說:“這是巖漿河。”他繼續轉動鼠標滾輪,穿過濃濃的酸霧,褐色的海面出現了,緊接著視點扎入海中,一片渾濁,有幾個微小的懸浮物,它們大多是圓形的,也有其他較復雜的形狀,與其他懸浮物最明顯的區別是,它們自己在運動,而不是隨水流漂移,“生命,剛出現的生命。”白冰用鼠標點點那些微小的東西說。他很快地反向轉動滾輪,將視點重新升到太空中,再次顯示出古地球的全貌,然后移動時間滾動條,億萬年時光又飛逝而過,籠罩在地球表面的濃霧消失了,海洋在變藍,大陸在變綠,后來,巨大的岡瓦納古陸像初春的冰塊分崩離析,“如果愿意,我們可以看到生命進化的全過程,包括幾次大滅絕和隨之而來的生命大爆發,但是算了吧,省些時間,我們就要看到關系到咱們命運的謎底了。”古陸的各個碎塊繼續漂移,終于,一幅熟悉的世界構圖出現了。白冰改變了時間滾動條的比例,開始以較慢的速度移動時間,并在一點停住了,“好了,在這里,人類出現了。”他又將滑塊小心地向前移動一小段,“現在,文明出現了。”
“對于上古的歷史,一般只能宏觀地看看,檢索具體事件不太容易,具體人物就更難了。一般的歷史檢索是靠兩個參數:地點和時間,這兩點在上古歷史記載中很難準確,我們做一次看看吧,來,我們下去了!”白冰說著,將鼠標在地中海范圍的一個位置雙擊了一下,視點高度令人目眩地急劇降低,最后,一個荒涼的海灘出現了,黃沙的盡頭,是一片連綿的橄欖叢。
“古希臘時代的特洛伊海岸。”白冰說。
“那……你能移到木馬屠城的時間嗎?”呂文明興奮地問。
“從來就沒有過什幺木馬。”白冰淡淡地說。
陳繼峰點點頭:“那種東西像兒戲,在實際的戰爭中是不可能的。”
“從來沒有過特洛伊戰爭。”白冰說。
*很驚奇:“這幺說,特洛伊城是因為別的原因毀滅的?”
“從來沒有過特洛伊城。”
另外三個人驚奇地互相看看。
白冰指著屏幕說:“現在顯示的就是應該發生那場戰爭時特洛伊海岸的真實情景,我們再前后移動500年……”白冰小心地微移鼠標,屏幕上的海岸在白晝和黑夜的高頻轉換中急劇閃動,樹叢的形狀也在飛快變化,沙灘的盡頭出現過幾個小棚屋,時而還能看
——劉慈欣《鏡子》
還原宇宙大爆炸
一個面包如果用力,可以壓縮的很扁,體積變小。如果持續壓縮,是不是可以壓縮到硬幣大小,如果再持續壓縮呢,把這個面包所有的原子都壓縮在一起呢,體積是不是極小極小,甚至肉眼不可見。
同樣的道理,太陽系行星與行星之間,有很大的空隙,如果將幾個球壓縮在一起,然后繼續壓縮呢?
原子內部,原子核和外圍的電子之間,也是有很大的距離,如果將電子壓縮在原子核內呢?
大爆炸之前,宇宙中所有的能量,都是壓縮在一個硬幣大小的范圍內,然后就 Big Bang。
時間的本質
1、覆水難收:熵的不可逆,人從嬰兒到死亡的不可逆,發生事件的不可逆(水杯打碎,無法還原)。上億億的原子聚合起來形成復雜可運行的系統,是極小概率事情,而且維持這個系統難度極大,它總會朝著解體的方向發展;這個系統要想維持運行的狀態,只能以負熵為生(薛定諤),即輸入秩序良好的形態,吸收其中的信息(營養),代謝出無序(屎尿汗)。
2、簡單觀測就可以發現的,宇宙本身的有規律律動:地球圍繞太陽公轉的周期,月亮圍繞地球公轉,地球自轉;刻度的應用,將宇宙的律動用刻度量化出來;
時間是不存在的,我們所謂的時間,不過是熵的不可逆+發明的刻度。
演化
1、進化的潛臺詞是說,線性的,是持續的,是越來越好,這顯然是不符合宇宙的本質。因為宇宙會終于冷寂。地球上的生物也經過大規模毀滅。人類社會也不見得就會越來越好。
2、演化是指,微小的進步,在長時間內,也會累加比較大優勢。例如一些基因的突變,讓人類具備產生語言的生物基礎。

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