人類(lèi)能夠理解宇宙嗎——淺談我的分形宇宙觀

根據(jù)傳說(shuō),希臘語(yǔ)單詞“Eureka”(意為“我發(fā)現(xiàn)了”)首先被數(shù)學(xué)家阿基米德使用,那時(shí)他發(fā)現(xiàn)了測(cè)定錫拉庫(kù)斯(Syracuse)國(guó)王王冠中金比例的方法。當(dāng)人類(lèi)的蹤影現(xiàn)身于茫然世界,向思想外的一切探索時(shí),先哲前賢們發(fā)出過(guò)多少次“Eureka”的呼喊?證據(jù)表明,古希臘人已推斷出地球?yàn)榍蝮w,并力圖測(cè)量其大??;5000多年前的埃及和美索不達(dá)米亞就已經(jīng)產(chǎn)生了化學(xué);蘇美爾數(shù)學(xué)家知道如何解決包含二次方程的問(wèn)題;希臘科學(xué)家阿基米德發(fā)現(xiàn)了杠桿原理和浮力定律。

再讓我們回望科學(xué)爆發(fā)式增長(zhǎng)的歷史長(zhǎng)河,從云波譎詭的科學(xué)江海中一瞥那些翻騰的巨浪。1543年,波蘭牧師哥白尼(Nicolaus Copernicus,1473——1543)出版了《天體運(yùn)行論》,獻(xiàn)身掀開(kāi)天文學(xué)新時(shí)代的帷幕;英國(guó)醫(yī)生哈維(William Harvey,1578——1657)提出血液循環(huán)理論,書(shū)寫(xiě)自蓋倫以來(lái)第一部偉大的生理學(xué)著作《心血運(yùn)動(dòng)論》;生于愛(ài)爾蘭的英國(guó)科學(xué)家波義耳(Robert Boyle,1627——1691)開(kāi)啟了化學(xué)研究的新時(shí)代;1686年,英格蘭數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家向英國(guó)皇家學(xué)會(huì)呈現(xiàn)其著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,踏定近代物理學(xué)的基礎(chǔ);1900年,德國(guó)物理學(xué)家普朗克(Max Planck,1858——1947)打開(kāi)“量子化”的門(mén)閥,滾滾的洪流綿延至今;1905年,愛(ài)因斯坦發(fā)表四篇重要的科學(xué)論文,隨后點(diǎn)火筑起“物質(zhì)、能量、時(shí)空”的熔爐。

上述種種,不過(guò)滄海一瞥所見(jiàn),余下波濤,實(shí)難歷數(shù)。當(dāng)人類(lèi)在文字與思想的傳承中邁過(guò)幾千年,盛放的光芒已然點(diǎn)亮了世界。每每念想至此,萬(wàn)般情緒入懷。

我們還要在這條路上走多久?哪里才是終點(diǎn)?我們能夠找到終點(diǎn)嗎?

人類(lèi)能夠理解宇宙嗎?

我不得不想,也一想再想。

讓我們先跳脫這些問(wèn)題,看看“分形”的宇宙。

什么是分形

分形,具有以非整數(shù)維形式充填空間的形態(tài)特征。通常被定義為“一個(gè)粗糙或零碎的幾何形狀,可以分成數(shù)個(gè)部分,且每一部分都(至少近似地)是整體縮小后的形狀”,即具有自相似的性質(zhì)。

1967年,Mandelbrot在美國(guó)權(quán)威的《科學(xué)》雜志上發(fā)表了題為《英國(guó)的海岸線(xiàn)有多長(zhǎng)?統(tǒng)計(jì)自相似和分?jǐn)?shù)維度》(How Long Is the Coast of Britain? Statistical Self-Similarity and Fractional Dimension)的著名論文。文章說(shuō)明海岸線(xiàn)在形貌上是自相似的,也就是局部形態(tài)和整體態(tài)的相似。在沒(méi)有建筑物或其他東西作為參照物時(shí),在空中拍攝的100公里長(zhǎng)的海岸線(xiàn)與放大了的10公里長(zhǎng)海岸線(xiàn)的兩張照片,看上去會(huì)十分相似。1975年,他創(chuàng)立了分形幾何學(xué)(Fractal Geometry)。在此基礎(chǔ)上,形成了研究分形性質(zhì)及其應(yīng)用的科學(xué),稱(chēng)為分形理論。

分形幾何是一門(mén)以不規(guī)則幾何形態(tài)為研究對(duì)象的幾何學(xué)。由于不規(guī)則現(xiàn)象在自然界普遍存在,如:連綿的山川、飄浮的云朵、巖石的斷裂口、粒子的布朗運(yùn)動(dòng)、樹(shù)冠、花菜、大腦皮層,因此分形幾何學(xué)又被稱(chēng)為描述大自然的幾何學(xué)。

分形的宇宙

為什么自然界會(huì)符合分形呢?這只是一定范圍內(nèi)的特例么?在這個(gè)世界,分形處處存在,因?yàn)榉中沃恍枰苌俚男畔⒘勘憧梢酝瓿纱笠?guī)模的建設(shè),生物運(yùn)用這種特性,可以讓他們的DNA降低負(fù)擔(dān),因而傳承變得簡(jiǎn)單,也許曾有很多生長(zhǎng)方向,然而自然的規(guī)律讓這種迭代趨于某種方向----只選擇最合理的去迭代,因而以最小的信息量就能很好的活下去。而對(duì)于宏觀物體為何分形滿(mǎn)足呢?因?yàn)樵诤暧^上,物理定律一直適用,這些物理規(guī)律的合理性決定了分形的合理性。人類(lèi)的社會(huì)也是如此,縱觀時(shí)間長(zhǎng)河,如果我們放大其中每一段,其中的社會(huì)現(xiàn)象也應(yīng)當(dāng)是相似的,因而古人才說(shuō)以史為鑒可以知古今。

人類(lèi)的分形

在進(jìn)行暢想之前,我們需要拋開(kāi)是非道德的約束,單純從其可行、可信的角度去深入地假想、創(chuàng)造、分析和理解。在這里,我只談?wù)勎宜伎嫉囊焕河钪?、人?lèi)、癌細(xì)胞。

人類(lèi)在中間位置,因?yàn)樗仁怯钪娴臉O小,也是癌細(xì)胞的極大。

宇宙保羅萬(wàn)象,人體也一點(diǎn)不差。

宇宙有無(wú)數(shù)的星系,人體神經(jīng)元也如恒河沙數(shù)。

宇宙被萬(wàn)物規(guī)律支配,人體也難逃自然規(guī)則束縛。

俗話(huà)說(shuō),麻雀雖小,五臟俱全。人體相對(duì)于宇宙雖小,細(xì)想豈不也是“五臟”俱全?

拋開(kāi)感官的干預(yù),細(xì)細(xì)琢磨一番,人體不正是縮小無(wú)數(shù)的宇宙?宇宙難道不正是放大無(wú)數(shù)的人體嗎?

再談?wù)勅祟?lèi)與癌細(xì)胞。為什么我會(huì)用癌細(xì)胞,而不是細(xì)胞?因?yàn)槿缤祟?lèi)之于動(dòng)物有了思想,癌細(xì)胞之于細(xì)胞也多了“自主力”。其余人類(lèi)與癌細(xì)胞形狀、組織結(jié)構(gòu)、信息傳遞等等的一切的分形比較與宇宙之于人類(lèi)一般都不難想到。

人類(lèi)能夠理解宇宙嗎

問(wèn)題的答案全在理解里。而接下來(lái)談的,便是我的理解。

當(dāng)我們目瞪可呆地止步在宇宙大爆炸的圖景前,無(wú)緣一瞥璀璨發(fā)生前的一縷光華時(shí)。另一個(gè)選擇是,我們不妨嘗試跳出這個(gè)宇宙,俯覽其中萬(wàn)象。

但是,我們有可能跳出這個(gè)宇宙嗎?

我們能否通過(guò)追蹤癌細(xì)胞的痕跡來(lái)探索人類(lèi)的最終歸宿?

分形的存在給我們提供了這樣的視角。

這時(shí)可能就會(huì)有人想罵我了,人類(lèi)怎么可以等同于癌細(xì)胞!

但是,你心平氣和地細(xì)想一下,就算加上道德的比較,我們?nèi)祟?lèi)對(duì)這個(gè)世界所做的一切與癌細(xì)胞想要做的一切本身便沒(méi)有什么區(qū)別。

當(dāng)我們?cè)凇捌茐摹笔澜缰畷r(shí),癌細(xì)胞在“破壞”我們。

我們“破壞”世界以求生存,癌細(xì)胞何嘗又不是如此?

那我們?cè)谔剿饔钪婺??是不是癌?xì)胞也在探索人體?!

那么,人類(lèi)能夠理解宇宙嗎?

你想想,癌細(xì)胞是否能夠“理解”人類(lèi)。

這時(shí)可能有人說(shuō)了,我早就知道你要得出否定的結(jié)論;或者說(shuō),我不贊同你。

我要回答的是,前者不對(duì),后者我尊重你。

當(dāng)正常細(xì)胞變異成癌細(xì)胞,意圖探索人體的秘密時(shí),要么被殺滅,要么人體死去。

都是自然偉力的產(chǎn)物,我們不能容忍癌細(xì)胞;宇宙能否容忍我們?

當(dāng)癌細(xì)胞想要掙脫人體的束縛,一看它寓身的偉人時(shí),兩者盡皆死去。

真正的解答在于,人類(lèi)是否愿意為理解宇宙犧牲一切?

后記

時(shí)常置身于一場(chǎng)大夢(mèng),夢(mèng)卻空空如也,然而我仿佛從中看到了我想要追尋的一切。靜謐和空曠的意境將一切人類(lèi)的煙塵洗去,架構(gòu)靈性與萬(wàn)物的橋梁,夢(mèng)醒時(shí)再難尋覓。道路的盡頭一眼難望,然而多少的前輩先我而尋。除了那些科學(xué)先賢們的貢獻(xiàn),在殊途同歸的道路上,劉慈欣在《鏡像時(shí)代》寫(xiě)下對(duì)第一推動(dòng)力的遐想,又在《朝聞道》中預(yù)示理解宇宙真理的結(jié)局;更有方白羽作品《游戲時(shí)代》中,主人公跳出游戲的層層迷霧,在黑洞中的坐悟;更有《星際穿越》、《2001太空漫游》等等無(wú)窮的哲思。每個(gè)人對(duì)于宇宙的理解,本身便是一個(gè)宇宙,思想相承,吾道不孤。

參考文獻(xiàn):

[1] 百度百科:分形理論
[2] 羅斯納. 科學(xué)年表[M]. 科學(xué)出版社, 2007.
[3] 劉慈欣. 時(shí)間移民[M]. 江蘇鳳凰文藝出版社, 2015.
[4] 基普·索恩, 索恩, 茍利軍,等. 星際穿越[M]. 浙江人民出版社, 2015.
[5] 方白羽. 游戲時(shí)代[M]. 羊城晚報(bào)出版社, 2006.


一篇大概一年前發(fā)在科學(xué)網(wǎng)的一些想法,如今看來(lái)也頗為有意思。

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