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这个世界是真实的吗?

 新鲜杂谈 2022-06-08 发布于广东

这段时间翻出以前做的很多EXCEL文件,对于需要对变量进行编程控制的案例,因为没有在编程中添加每一个循环需要多长时间的语句,导致在不同的电脑上所呈现的速度是差异非常大的。背后的原因就是,我的电脑的运算速度使得效果呈现的很好,但我想当然以为别的电脑也是一样的运算效果。

电脑是一种计算工具,它和其他的计算工具一样都需要数据的输入和运算,才能进行数据的输出。数字孪生或者孪生世界在目前是非常火的一个概念,简单说就是利用物理模型,使用传感器获取数据的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,以反映相对应的实体的全生命周期过程。在未来,物理世界中的各种事物都将可以使用数字孪生技术进行复制。在工业领域,通过数字孪生技术的使用,将大幅推动产品在设计、生产、维护及维修等环节的变革。

但这也存在着问题,只要涉及计算,就有数据、算力、算法三个细项。

对于数据,只要是从物理世界进行采集,就会有不确定性原理的存在。这个理论是说,你不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度。不确定原理涉及很多深刻的哲学问题,用海森堡自己的话说:“在因果律的陈述中,即'若确切地知道现在,就能预见未来’,所得出的并不是结论,而是前提。我们不能知道现在的所有细节,是一种原则性的事情。而数据的来源无穷无尽,对于所采集的数据当然不能无穷无尽,这就是信息的有限获取带来的量子化或者像素化。所以无法实现对于物理世界的完全模拟,只能是有限逼近。

对于算力和算法,无论算力多么强大,算法多么优化,它总是一种计算行为,一种计算过程,总会需要时间。就像绝对零度一样,你可以用各种方法逼近,但永远不可能达到。绝对零度是-273.15°C或0K(开尔文)的温度。在这个温度下,分子、原子和粒子的运动都停止了,而且它们的能量都变为零。通过科学家的研究,最接近的结果是0.0000001 K,这几乎是绝对零度,但还是有点温暖!在这一温度下,物质将进入第五聚集态,即:玻色-爱因斯坦凝聚态,并在宏观上开始表现为量子性质,例如,粒子开始表现为一个巨大的波,有些物质变成超流体或超导电流和热。但是,我们仍然不知道,原则上是否有可能达到绝对零点。故而,同样也无法从时间维度与物理世界保持同步,只能是缩小延迟。

接下来,就是烧脑的问题了。这个世界是真实的吗?如果它不是真实的,就一定会存在像素化的问题和运算力的问题。

人们曾经认为物质、时间、空间这些东西是可以无限分割的。《庄子·天下》中这样说:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”但很早就有人怀疑“物质可以无限分割”的观念,希腊哲学家德谟克利特相信最小颗粒是存在的,他把这种粒子叫做“原子”。后来科学家们的确发现了原子的存在,但它却不是最小的粒子,它由质子、中子和电子构成,质子和中子又由被胶子束缚着的夸克组成。然而这些今天被称为基本粒子的东西,就一定是不可再分的“最小粒子”吗?人们以前曾经认为原子是最小粒子,但后来发现它其实是个复合体。随着科技水平的提高,今天不可再分的东西,明天有没有可能发现它又只是个复合体呢?

一旦确定最小的基本粒子,那这个世界就有可能不是真实的,因为有限的数据可以进行计算。

另一方面,世界的物理规则和电脑的运算有很大的不同。他们不是依靠一步一步的计算之后,再进行物理的各种体现,比如运动。但为什么又有那么多的常数存在?如万有引力常数、光速、绝对零度、哈勃常数、普朗克常数等。谁知道这些是不是就是模拟宇宙的大电脑的参数所制约的呢?

这是注定我无法解答知晓的问题,因为这是一种思维实验。

世界上最知名的思维实验有两个:

亚里士多德曾说过,两个铁球,一个10磅重,一个1磅重。同时从高处落下来,10磅重的一定先着地,速度是1磅重的10倍。但实际它们应该是一样的速度,不需要做实验,就可以通过思维模拟导出。

另一个就是不受外力的物体,将按照恒定的速度一直运动下去,这也是依靠思维实验就完成了。在现实世界反而由于各种阻力,会将问题大大复杂化。

思维实验不一定能解决问题,但可以锻炼脑子,在有限的资源下做有益的思考。

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