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回复:宇宙和计算机的关系

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玻尔兹曼涨落理论的宇宙图景,修改自Sean Carroll
大部分时候,宇宙都待在高熵期。
少数时候,宇宙产生了小的涨落。
极少数时候,宇宙产生了巨大的涨落,允许智慧生命存在——所以有了ABC这些点。
注意,不管你生活在B和生活在A,宇宙对你看起来都是一样的——区别是在B点你会觉得“右边”是过去、是低熵,而在A点你会觉得“左边”是过去、是低熵。但是放眼整个时间线,左和右没有区别,两个方向上物理定律都能用,数学也是完美的。
多么美妙的解决方案啊。如果世界只停留在这一步该多好。
但是不行。你已经咬了第一口,就得整个儿吞下去。你不能只拿好处、不接受苦果。
而玻尔兹曼解释的苦果,就是玻尔兹曼大脑。


IP属地:浙江来自iPhone客户端18楼2017-08-03 04:06
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    邪恶物理学家的缸中之脑,或玻尔兹曼脑
    从概率上讲,小的涨落比大的涨落多。事实上是多得多得多。那么,既然前提是我们拥有意识,应当预测,我们身处所有能产生意识的涨落中,最小的那一批。好比说我现在告诉你气体真的都在屋子的左半边,那你还是应该预测气体在左半边均匀分布,而不是进一步聚集到左四分之一。
    但是我们现在的宇宙里有那么多的恒星和星系,甚至很多都可能支持生命。要这么多干嘛?明明一个银河系,不,甚至一个成分合适的太阳系就可以支持生命存在了啊?如果一切都是涨落,那么小小的太阳系独自涨落出来的次数显然比整个低熵宇宙涨落出来的概率大得多。
    还没完。涨落是靠概率的,所以是无所不能的,那我们干脆让它涨落出来一个孤零零的大脑(或者电脑,或者任何意识的载体)就是了!确实很难,但是考虑到大脑这么小,里面的粒子数量这么有限,这应该要比涨落出来一个宇宙容易多了。这个大脑会像银河系搭车客指南里的那头鲸鱼一样,刚刚意识到自己的存在、并为之惊叹,转瞬之间就恢复到虚无状态之中。而这样的大脑,其总数量肯定比这太阳系里的七十亿大脑要多得多。从概率上讲,我们都应该是这样的大脑,正如概率上讲我们看到气体应该均匀分布一样。
    什么,你说你的生活很丰富很充实,和那种瞬间体验截然不同?没关系,既然连大脑都能涨落出来,再涨落几个虚假的记忆又有何不可?连成套的感官输入也一起涨落出来又有何不可?区区一个大脑里面再怎么复杂,其概率还能比外面千亿太阳的概率更低?(假如真的更低,那你这个大脑是怎么从宇宙里“自然”诞生的?)你以为你是在屏幕前看这篇文章,焉知你不是一个缸中之脑,呃,不是一个虚无高熵宇宙中涨落出来的玻尔兹曼大脑


    IP属地:浙江来自iPhone客户端19楼2017-08-03 04:08
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      这回不是空想出来的邪恶魔鬼或者邪恶科学家了。这看起来是堂堂正正的物理学给出的预测啊……怎么办?难道就这么向虚无主义投降么?


      IP属地:浙江来自iPhone客户端20楼2017-08-03 04:08
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        解铃还须系铃人
        果子吃到一半,发现是苦的。怎么办?在这个例子里,可能还就得坚持吃完,依然靠物理学来解决问题。
        物理学家对待这个问题有很多种路线。比如费曼就提出过一个著名反驳:绝大部分玻尔兹曼大脑看到的应该是四周一片虚无,能拥有完整感官输入的大脑所占比例微乎其微;不过这个反驳也有一个小小的弱点,那就是那些大脑应该一开始就面对虚无被逼疯掉了,根本不可能像我们这样安心思考,也就不会提出这个问题。更多的理论是从分析而非综合的角度出发,讨论其他已知物理事实如何影响玻尔兹曼大脑。不过,我最喜欢的一个理论——来自物理学家西恩·卡罗尔(Sean Carroll)——是以其人之道还治其人之身。他论仔细审查了涨落,发现它有一个大麻烦:虽然当初玻尔兹曼提出它是为了解释我们的过去,但其实它做不到这一点。
        现在我们的宇宙处在熵“中等”的状态。请问我们宇宙的过去是什么样的?如果问的是“什么样的过去宇宙能自然演变为我们现在的宇宙”,那么当然是更低熵的宇宙。但是请问以下两种状态哪一种更为可能:先涨落出来了一个超级低熵的宇宙然后自然演变成我们现在的中等状态,还是直接就涨落出来了中等状态?
        按照涨落理论,当然是熵越高的状态出现概率越大。而我们的宇宙的熵在增加,此时此刻的熵比一百年前的熵高。所以,最大的可能是,我们这个宇宙是在上一个瞬间刚刚涨落出来的产物,而不是在138亿年前涨落出来然后自然演变到今天的结果。我们应该处在最低点C上,而非A或者B;我们的过去和未来应该都是更高的熵。
        但是这不是我们观测到的场景,我们看到的过去分明是大爆炸。当初我们引入涨落理论就是为了解释过去,但是细究之下它的预测和我们的观测不符,那么这个理论就该抛弃掉。
        所以更加可能的解释是:我们生活在母体创造的虚$%@VQ$error42^#F@t,生活在一个不靠涨落就能存在的低熵世界里。我们看到的一切不是涨落的结果,而是某种比涨落概率大得多的事件的产物。在这个事件面前,不管玻尔兹曼太阳系还是玻尔兹曼大脑都重新变成了可以忽略不计的小概率。
        可是这个新的事件是什么?老实说,我们还不清楚(不清楚=“我们有很多假说,只不过没有一个假说能说服大多数人”)。毕竟这一切都是有限框架下的一套推论,我们对于宇宙学和量子引力理论的了解还太浅,甚至最后发现整套玻尔兹曼理论都不成立也是有可能的。但至少,知道你不太可能是个虚空中的玻尔兹曼大脑,也许有助于睡个好觉——毕竟,按照某些哲学流派,物自体是不可知的,管好自己的感官就是了,何必在意它是“真”还是“假”呢。(编辑:Calo)
        [注]不错,很多人提出过很多方法,试图解释为啥一个低熵的开端是“自然”的。问题是,如果低熵作为开端是自然的,那么它作为结束、作为任何一个中间状态同样应该是自然的。要知道,我们有CPT对称定理:物理定律在时间+电荷+手性三重反演下,不会改变。如果在我们的宇宙中,随着时间流逝,低熵变成高熵是自然的、反之不自然,那么我们也能创造或者找到其中的一个小区域,在那里电荷相反,手性相反,高熵变成低熵是自然的。于是热力学第二定律就不满足CPT定理。那么我们要么扔掉热力学第二定律(没门),要么扔掉CPT定理(违背实验观测),要么就得承认低熵开端并不自然。物理学家休·普莱斯(Huw Price) 称之为“双重标准原则”:宇宙的任何初始状态如果是“自然”的,那么它作为最终状态也必须是自然的。玻尔兹曼的涨落解释就成功避免了这个问题——在涨落理论里,左和右是对称的,宇宙不管往前推还是往后推,大部分时间都在“自然”的高熵态,只不过偶尔出些小波动。


        IP属地:浙江来自iPhone客户端21楼2017-08-03 04:10
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          。。。。。


          IP属地:福建来自Android客户端22楼2017-08-03 09:05
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            其实我们生活在虚拟世界里


            IP属地:安徽来自Android客户端23楼2017-08-03 09:53
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              其实万物皆为空


              IP属地:福建来自Android客户端24楼2017-08-03 19:19
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                首先,如果世界是虚拟的,那么一定有个最小尺度,这是由浮点数(或者其他什么数)的位数决定的。
                其次,如果世界是虚拟的,那么其中的物体会被规定一个速度上限,不然没法在运算能力限制下解决碰撞问题。
                同样,越接近这个速度的物体,由于运算量问题,其本身的时序变化越慢。


                IP属地:浙江来自iPhone客户端25楼2017-08-04 06:22
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                  随着计算机技术的发展,将来我们可以运行非常逼真的模拟系统。在这样的技术支持下,未来的人类会运行大量类似的模拟系统来重现人类的历史,以进行人类学或社会学方面的学术研究。
                  当虚拟世界中的人类的计算机技术发展到一定阶段,他们也会运行自己的虚拟世界。这样,虚拟世界会一层一层地向下嵌套。这时候,我们就会拥有一个真实世界和大量的虚拟世界。从概率上来看,我们生活在那个真实世界的可能性几乎为零。


                  IP属地:浙江来自iPhone客户端26楼2017-08-04 06:25
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                    相对论出现之后,量子理论又在不断刷新人们的世界观。
                    不仅物质不是连续的,不能无限分割下去。连时间都不是连续的哦。我们常常说时间如流水,嗯,不对,时间如马赛克,一格一格的前进的哦。


                    IP属地:浙江来自iPhone客户端27楼2017-08-04 06:27
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                      整个宇宙庞大到让人无法想象的地步,这时候有人告诉你,其实这个地方被人画了一条线,所有的物体,宇宙中的一切,你已知的所有历史,你身上的所有原子,你呼吸的空气,你喝的水,你的爱人,太阳,车,小草,我是说一切,不能超过光速。
                      你会不会感到很暴躁:谁规定的?!


                      IP属地:浙江来自iPhone客户端28楼2017-08-04 06:28
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                        哪怕只是一个电子,耗尽宇宙中的所有能量,也无法把它加速到光速哦。如果宇宙是个庞大的巨人,直到它生命的尽头,都是无法感觉到他的脚趾头的。
                        但是不要绝望,相对论又开了一个后门,速度越快,时间流逝得越慢。如果你是一个光子,从宇宙的出生到时间的尽头,只是无限短的一瞬。
                        是的,所有的一切,对于光子来说,没有任何意义。你在看这段文字的时候,液晶屏发出来的光线,透过你的眼睛,下一瞬就直接到达了宇宙的末日。
                        哪怕是最有才华的小说家,敢这样设定吗?这样设定之后,读者还能买账吗?
                        可是你我不但买账了,还毫不怀疑。


                        IP属地:浙江来自iPhone客户端29楼2017-08-04 06:29
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                          如果说,我是说如果,我们的宇宙真的只是模拟出来的呢?
                          为什么物质不连续,时间不连续,速度有上限?像不像计算机的模拟?因为如果要模拟连续的物质/时间,速度无限,是要消耗无限大的计算能力的呀!


                          IP属地:浙江来自iPhone客户端30楼2017-08-04 06:30
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                            什么叫连续?无限细分,无限放大都无法看到颗粒,圆周率算到第无穷位,画面不存在最小像素,这才叫连续。


                            IP属地:浙江来自iPhone客户端31楼2017-08-04 06:31
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                              如果我们的世界是虚拟的,如果真的存在一个美好的现实世界,那里的物质一定是连续的,不存在普朗克时间,光速无限大的。


                              IP属地:浙江来自iPhone客户端32楼2017-08-04 06:33
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