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关于宇宙结构的某种猜测

 黎荔专辑 2021-12-17
关于宇宙结构的某种猜测
黎荔



自然之花,花开无数。花的形状千姿百态,花瓣数目自然也不一样。四瓣,五瓣,六瓣,八瓣,都是极好看的,因为其形态的匀称和工巧。其中,六瓣花有水仙、葱兰、郁金香、广玉兰、白玉兰、大花萱草、百合、君子兰等等,六瓣花是一种很对称的花朵。不过,我发现很多六瓣花并不算标准六瓣,例如百合,萱草,都是6个花瓣,但是却是两套各三个花瓣,如果旋转60度,分别属于两套的花朵形状是不能完全重复的;但如果花朵旋转120度后,形状上又能重合。
 
对称性普遍存在于自然界,有一种千变万化又绝对对称的六瓣花,就是雪花。
 
如果雪花也算作花的话,这朵花就很奇特了。它因寒冷而生,原来的模样只是一个个微小的水滴。大多数雪花在坠落时难以保持完整,但如果你观察到一朵完整的雪花,会发现它有排列规则的六瓣。雪花有六瓣古人早已知道,早在二千年前西汉时期韩婴诗作《韩诗外传》中就有记载:“草木花多五出,雪花独六出。”南北朝诗人也庚信在诗中咏道:“雪花开六出,冰珠映九光”。唐朝后期名将、诗人高骈的《对雪》:“六出飞花入户时,坐看青竹变琼枝。”——“六出飞花”这个词真美!雪花呈六角形,故以“六出”称雪花,飞花指纷纷扬扬的样子像飞落的花朵。诗人坐在窗前,欣赏着雪花飘入庭户,雪花把窗外的竿竿青竹变成了洁白的琼枝,整个世界都变得明亮了。古代诗词中也有直接用“六花”来指称雪花的,比如宋代韩琦《咏雪诗》:“六花耒应腊,望雪一开颜”。


 
为什么雪花是六角形呢?汉代刘熙在《释名》中有一段解释:凡花五出,雪花六出,阴之成数也。宋代朱熹在他《语类》中也这样解释道:雪花所以必六出者,盖只是霰下被猛风拍开,故成六出。如人掷一团烂泥于地,泥必缵开,成棱瓣也。又六者阴数,太阴元精石亦六棱,盖天地自然之数。”说雪花六出是因为“六者阴数”,这种解释其实没什么科学道理。
 
雪花为何是六个角,而不是五个或者七个角?这个问题,我们现在翻开物理教科书就明白了:雪花是云中形成的固态降水物,它在冰晶的基础上由水气凝华长大而成的。而冰晶是一种晶体,其分子排列规则,具有六角形的结构,所以形成的雪的结晶也呈六角形。在人类以X射线衍射技术对结晶体进行研究之前,六面形雪花问题困扰着许多人,包括一些伟大的科学家,譬如德国天文学家开普勒。这位伟大的科学家发现了行星运动的三大定律:轨道定律、面积定律和周期定律。这三大定律最终使他赢得了“天空立法者”的美名,成为天文学界的划时代人物。开普勒对雪花也做了一番研究,并写了一篇题为《论六角形雪花》的论文。在论文里,他推测说,六角形、三角形和正方形是仅有的能紧密排布成一个平面而不留白的形状。至于雪花为什么不是三角形和正方形,他说蜜蜂的蜂巢就是六边形的,所以雪花也是六角形。


 
500多年前的开普勒只是简单将雪花类比蜂巢,而未能论证出雪花六角的原理所在(在他写下雪花论文300年后,人类才有了X射线衍射技术。通过这种技术,科学家们才找到了答案),但是,他的确发现了一个事实,就是六边形结构是自然偏爱的结构之一,雪花、石英晶体、祖母绿晶体、人体的胰岛素细胞、苯与石墨的分子结构等等,都是精巧的六角形。记得有个学生和我分享过一个科幻惊悚游戏《观察》(Observation),在游戏中,玩家将扮演一个空间站中的人工智能SAM——一个没有实体的意识体——电子设备就是它的载体,摄像头就是它的眼睛。六边形是整个游戏的主旋律,空间站的六边形过道,神秘的六边形黑色石碑,还有巨大的六边形土星风暴,剧情似乎是高维智慧生命在土星上方设立连接各个平行宇宙的“节点”,通过“节点”完成对各宇宙智能生命(包括人工智能)的合并并同化,而这一同化正是通过黑色六边形来完成的。完美比例的黑色六边形,是高等文明造物设计的融合多元宇宙的“节点”。



这个游戏总让我想起一个数学领域的猜想,名为Six Degrees of Separation,中文翻译包括以下几种: 六度分割理论或小世界理论等。六度空间理论指出:你和任何一个陌生人之间所间隔的人不会超过六个,也就是说,最多通过6个中间人你就能够认识任何一个陌生人。六度分割理论很好的阐述了一个网状的结构——我们的人类社会,六度分割虽然是个社会学的理论,但是实际上它更像一个数学理论。这是一个典型、深刻而且普遍的自然现象。宏大宇宙的结构,是否也符合六度分割原理,如蜂巢、雪花、石墨一样是六边形节点连结?虫洞是六边形过道吗?记得宗教中也出现过许多六边形的几何图案(如所罗门封印),六边形象征着神秘和超人类的智慧。宇宙的设计应该是极其工整而精巧的,也许,关于这一宇宙的逻辑与秘密,一年又一年隆冬来临,漫天的六出飞花早就默默告知我们人类了——
 
雪花六角,晶莹轻盈,天之魂魄,雨之精灵。每一朵雪花的基本形状都是六角形,但是在大自然中却几乎找不出两朵完全相同的雪花。每一朵雪花都是宇宙绝作,并无备份,无论是针形、柱形、盘形、轮形、树突形或是星芒形,无论雪花形态何等千变万化,万变不离其宗,每一朵雪花的终极都是六边形。






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