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我们的宇宙是个模拟世界?

时间:2014-02-18 18:14:39  来源:  作者:

米·布尔加科夫所著《大师和玛格丽特》的主角是一位作家。出于恐惧,他将[自己的]手稿烧毁,但之后却从魔王之处发现,“手稿是烧不毁的”。读者也许会沉浸在这种浪漫感伤的情景中,但应该没人会相信这是真的。另一位作家,尼古拉·果戈里就真的将自己所著之《死魂灵》第二卷付之一炬,世间从此再无此书。同样的,要是布尔加科夫也烧了自己的手稿,则不会有第二个作家能写出相同著作,世上也不会有人知晓《大师和玛格丽特》一书。
不过在另一个领域,人类的努力也许可以真正实现“手稿是烧不毁的”这句格言:数学世界。就算毕达哥拉斯从未诞生,或他的手稿也失传了,后来者中定会有人发现同样的勾股定理。而且,人类科技进步的脚步和未来所有的新发现都不会改变勾股定理的定义——不论是对两千五百年前、今天、还是几千年后的人类来说,勾股定理的含义不会改变。和所有其他知识都不同,数学知识是一种客观和必然现象,并且永远不变。
数学实体和定理的这种特性使得人们疑问,它们究竟是什么?它们是柏拉图后花园中无形但客观存在的物件,等着人们去发现;还是仅为人类意识产生的幻象?
几百年来,这个问题困扰了无数思想家。“数学实体客观及非物地存在”这种想法听上去有点神异;但若数学真的只是人类意识产物,那为什么我们都有相同的数学知识?有些人也许会说,数学实体就像是国际象棋棋子,可以在人类发明的棋盘和规则之上任意挥洒。但是,不像棋盘上只是游戏一场,数学还是各种宇宙基础科学理论不可或缺之根本。可是从广大深奥的各种计数系统到无穷维空间,我们看不到也摸不着。若它们真的存在,那究竟是一种怎么样的存在?
面对此问题,很多数学家都不得不承认自己是柏拉图主义者。[就像]伟大的逻辑学家库尔特·哥德尔所认为,“数学概念和观念的客观实在性源自自身,我们无法凭空创造或改变,只能观察和描述它们。”若这是真的,人类是如何探究数学这一隐藏现实的?
对这个问题,我们没有答案。不过有一个天马行空般的假说存在:我们生活在一个电脑基于数学定律创造的模拟世界之中——而不是我们通常视为“现实世界”的那个世界。根据该理论,[另一个世界中]水平高深莫测的程序员创造了这个模拟现实,而我们,只是模拟世界程序的结果之一。所以,我们发现的数学真理,其实是程序员所写程序的参数。
这听上去实在是难以置信。但牛津大学的哲学家尼克·博斯特伦认为,这个假说更可能是真实的。他的看法是,假设电脑模拟世界能够实现,那人类最终将获得同样的能力——也许还能创造多个模拟世界。若这一假设成立,那么模拟世界的数量将大大超出非模拟真实世界。所以,就概率上来说,我们更可能生活在一个模拟世界中。
你真是太机智了。但[我们]是否有办法通过实证检验该假说是否成立?
可能真有。西拉斯·R·比恩、佐赫·达乌迪以及马丁·J·萨维奇三名物理学家最近发表了一篇名为《基于数学模拟的宇宙局限性》的论文,文章认为有办法检出我们的世界究竟是否为模拟世界。在过去的几年中,几位物理学家也通过电脑,使用已知物理定律模拟一个只有原子核般大小的微小世界。他们使用三维网格来构建这个“宇宙”,然后运行程序并进行观察。研究者成功通过该程序模拟了基本粒子的运动和碰撞。
不过,比恩教授及其同僚也发现,他们的电脑模拟会产生一些微小但明显的异常——一些不对称性。他们想到,也许我们可以在身处的宇宙中尝试寻找同样独特的异常。在论文中,他们建议可以更进一步的观察宇宙射线。当由高能粒子组成的宇宙射线进入地球大气层后,也许可以[在这些粒子中]发现同样的不对称性。若真如此,这意味着我们也许——只是也许——确实生活在某个电脑创造的模拟世界中。
我们是否已经像黑客帝国里的尼奥一样,准备好吞下红药丸,探寻幻影背后的现实——探究“[爱丽丝看到的]那个兔子窝究竟有多深”?也许并没有,“电脑模拟假说”尚无任何实际定论。但就算这听上去像天方夜谭的假说最终被否定,柏拉图主义对数学观念的解释依然可能为真——这个问题,或许就是理解我们所身处的现实世界之关键所在。
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爱德华·弗兰克尔是加州大学伯克利分校的数学系教授,著有《爱与数学:隐藏现实的核心》一书

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