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物理学中有哪些细思极恐的事情?

科普小知识2022-07-21 16:53:56
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让我想一想非线性和混沌。每当我想起这件事,我就觉得有点茫然。

每个现代人都认为世界是规则的,规则是稳定的,但事实真的是这样吗?三体的第一部分一开始就讨论了这个问题。理论物理学家杨东在知道三体星的智子之前,曾错误地认为所有的物理定律都是巧合。现在这种巧合已经不存在了,所以塔选择了自杀。

如果我们发现的所有物理定律都是真的巧合呢?众所周知,物理实验总是有错误的,任何有限数量的实验都不能100%验证理论的正确性。(事实上,次数没有限制)那么物理学家如何处理这种不确定性呢?他们假设误差满足一定的概率分布,在这种概率分布下计算理论上正确的概率,并通过标准差来度量这种概率。人们普遍认为,只有当超过5个标准差的概率是正确的,理论才能成为定律。换句话说,物理学不是研究100%的定律,而是研究99.99994%的定律。此外,应该注意的是,经过数百年检验的许多理论的置信度已经远远超过标准偏差5倍,因此正确概率接近100%。

对“巧合假说”的一个非常可接受的反驳是,这种巧合的概率如此之小,几乎不可能出现,所以“巧合假说”毫无意义。

有些人觉得这种反驳很容易接受,而其他人仍然不能接受。如果你接受这个反驳,你就能真正建立安全感。然而,如果你不能接受上面的反驳,到目前为止,这是一个极度恐惧的事实。这种不安甚至连宇宙的存在都将被否认,不是吗?然而,这只是开始。

为了讨论下面的问题,让我们做一些铺垫:有可能用一个整数来代表整个宇宙吗?既然这个问题在量子世界中会变得微妙,而且绝大多数人对量子有一些误解,我们不妨把视角放入一个经典的世界。

我们不妨做一些尝试:世界上有70亿人,假设我们按年龄对人类进行分类,然后男性=1,女性=0,我们得到0和1的序列,这是人类性别的编码。建立以地球为原点的球面坐标,每个恒星的位置可以用两个角度和一个距离来表示。假设我们根据离地球的距离对所有恒星进行分类,然后将每颗恒星的这三个参数保持在10位有效数字,我们就可以得到人类观测到的所有恒星的代码。虽然时间会很长,但仍然有限。然后我们可以在所有的恒星代码之后拼写人类的性别代码,这样我们就可以得到一个数字,这个数字可以描述人类的性别和人类在这个时刻观察到的恒星。

如果你喜欢这个编码过程,你可以得到一个更长、更详细的宇宙描述。当时,你拿着这个“世界号码”问我,“它有什么用?它太长了,太特别了,毫无意义。”错了。

在数学中,有一种无理数叫做“合取”。在这种无理数中可以找到任何可能的数字组合。只要你找到足够的耐心,你最终会找到刚刚创造的“世界号码”!并且可以证明“几乎所有的”无理数都是“合取的”。

你看,最初你认为唯一的“世界数”碰巧出现在“几乎所有”的无理数中。这不是非常可怕吗?你不认为巧合会发生,但它总是会发生。刚刚建立起来的那点安全感已经消失了。