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Posts tagged ‘宇宙’

24
May

我的宇宙观

//本文仅为我个人的宇宙观 并且其中带有科幻成分 请读者自酌。

1.首先说明,本文中所出现的上帝,指的是除去道德属性的基督教意义上的上帝,即祂创造了这个宇宙(设计了这个宇宙的物理定律和设定了初始条件),并且具有全知全能等特征。数学上一个对象存在,即它的引入和现有数学体系无矛盾。到目前为止没有人证明上帝的引入会导致数学内部矛盾,所以虽然我无法证明这种无矛盾性是必然的,但是我们仍可以认为上帝在数学上是存在的。(有一个普遍的误解是很多人仍认为“上帝能造出自己也搬不动的石头吗”能证明全能的上帝不存在,这篇文章从逻辑上否定了该悖论的效力。)

2.在物理上要想判断上帝是否存在,需要有判决性实验。至今为止仍没有判决性实验提出,似乎足以暗示这是一个不可证伪的命题。于是在此就不再是科学范畴了,此时我们通常引入奥卡姆剃刀原理(不知道什么是奥卡姆剃刀原理的同学请自行google之)。可是它仅仅是一个哲学观点,用它来评判上帝是否存在未免过于鲁莽。所以上帝是否存在,纯粹是信则有,不信则无。

3.然而,引入上帝存在这样一个假设,可以使得很多难以回答的问题变得简单合理,即我更加倾向于假设上帝存在。主要理由有:(1)任何一个学物理的人,都可以明显感觉到,这个宇宙的物理定律是如此之美,一定是精心设计出来的。(2)这个宇宙中的物理常数,例如精细结构常数,是如此地被精心调整,以至于它稍微变化一点点,我们人类这种智慧生命便不会出现,甚至恒星都将不存在。解释这个问题可以用人择原理(不知道什么是人择原理的请自行google之),但是人择原理总给人一种诡辩的感觉,而且它同样是不可证伪的非科学理论。个人认为人择原理并不比引入上帝存在更高明。(3)我们宇宙中有牢不可破的因果律,凡有果必有因。顺着因果关系推回到最原始的因,那便是宇宙大爆炸奇点。在此处物理失效,大爆炸奇点是如何产生的,物理无法回答。于是引入上帝创造了大爆炸奇点是最自然的假设。由以上几个理由,我们可以认为假设上帝存在可以更自然地解释我们现在这个宇宙。

4.哲学中有一个著名的“缸中之脑”思想实验,它指出,我们无论如何也不能分辨以下两种情况:(1)我活在真实的世界中;(2)我其实只是一个大脑,大脑的输入输出神经连接到的不是真实的肉体,而是一台超级计算机,这台计算机精确地控制着输送给神经的电信号,以至于让你同样产生了各种各样的感觉。进一步地,因为大脑也没有什么特殊的,它也只是一堆满足物理定律的粒子按照一定规则排列起来而已,于是计算机可以连大脑一起给模拟了,于是我们便只是一行行程序数据。我们不妨把这样的宇宙称之为虚拟宇宙。于是,我们其实没有任何办法分辨,我们到底是生活在真实宇宙还是虚拟宇宙,因为这二者之间根本就没有任何区别。(这篇文章给出了更详细的阐述。)…

1
Oct

量子永生

MWI(Many World Interpretation)平行宇宙理论(或多宇宙理论)是一个非常有意思的理论,它的提出是为了解释哥本哈根学派所面临的困难。

在解释著名的薛定谔的猫时,哥本哈根学派认为在观测前,猫处于既死又活的状态,然而一旦观测,波函数就坍缩了,我们有50%的概率观察到它死了,50%的概率观测到它还活着,但是现实世界里猫只有死或者活之中的一种状态。但是这种解释有一个问题,就是观测到底是什么意思,观测者是什么,用仪器记录下来而我们人类不去看,波函数到底坍缩了没有,最终会把问题归结到意识上面,一个拥有意识的“观测者”成了宇宙中拥有使波函数探索的至高无上的权利,似乎与我们对世界的认识不符。。

于是,平行宇宙理论粉墨登场~!MWI解释说,每次实验都会同时产生一只活猫和一只死猫,只不过他们存在于两个平行宇宙中,一个宇宙中猫死了,而另一个宇宙中猫还活蹦乱跳!当一个量子过程发生后,不光是猫被卷入了叠加态,整个宇宙也被卷入了叠加态!不同的平行宇宙之间不能产生任何联系,而我们也只能按照一定概率观测到某一个平行宇宙,这就解释了薛定谔的猫实验。时至今日,平行宇宙理论的支持者势力已经仅次于哥本哈根解释了,它在物理学界已经可以算是一种被广泛接受的正规理论了。

如果我们接受平行宇宙理论,那么就会得到很多有意思的结果。
你在这个世界为你错误的选择而痛苦,而这正是身处另一个量子分支的你快乐的表现。而这并不是最让人欣慰的结果,根据平行宇宙理论,你甚至是永生的~!…

12
Jan

宇宙中神秘的大数

物理学中有很多常数,有一些是带有量纲的,比如光速c,万有引力常数G,电子的电荷量e……还有一部分则是无量纲的常数,比如精细结构常数α(α=e2/(2*ε0*h*c≈1/137。关于其更详细的解释,请看这里)。我们感兴趣的是后者,因为后者的数量是不随单位的任意选取而变化的。比如说我们把米定义为现在的米的1000倍,那么光速c的大小就变了,他在数值上就成了原来的1/1000;但是无量纲的数,比如精细结构常数α,他的数值大小并不会因此而变化。可以说,无量纲的常数实际上是宇宙的某种性质。

关于几个无量纲的常数,存在着某种神秘的关系。
万有引力耦合常数是c1=G*mp2/c=5*10-39
质子和电子间的静电力与万有引力之比是 c2=(e2)/(G*mp*me)=2*1039
宇宙的年龄除以光穿过一个经典电子需要的时间是 c3=(me*c3)/(e2*H)=7*1039
宇宙的总质量除以质子的质量是 c4

17
Aug

美丽的宇宙 Gallery of the universe