第二章:宇宙學視角——在無垠中尋找定位 一,宇宙的尺度:渺小中的偉大
當我們將視野擴展到宇宙尺度,人類的存在似乎變得無限渺小。
可觀測宇宙的直徑約為930億光年,包含約2萬億個星系,每個星系又包含數千億顆恒星。
地球不過是銀河系旋臂上一顆普通恒星周圍的第三顆行星,而人類在地球46億年歷史中只存在了約30萬年——如果把地球歷史壓縮成一年,人類出現在12月31日晚上11點36分。
卡爾·薩根在《暗淡藍點》中寫道:
"在這個小點上,每個你愛的人、每個你認識的人、每個你聽說過的人、每個曾經存在過的人,都度過了他們的一生。我們的歡樂與痛苦聚集在一起,數以千計的自以為是的宗教、意識形態和經濟學說,每個獵人與采集者、每個英雄與懦夫、每個文明的創造者與毀滅者、每個國王與農民、每對年輕的戀人、每個母親與父親、充滿希望的孩子、發明家和探險家、每個德高望重的教師、每個腐敗的政客、每個'超級明星'、每個'最高領袖'、人類歷史上的每個圣人與罪人,都生活在這里——一粒懸浮在陽光中的微塵。"
然而,正是這種渺小賦予了人類存在特殊的意義。
物理學家布萊恩·考克斯指出:
"在已知的宇宙中,地球是唯一已知存在生命的地方,人類是唯一已知能夠理解宇宙的生命。"
我們也許渺小,但我們是宇宙認識自己的方式。
![]()
二,人擇原理:宇宙為生命而調諧?
人擇原理是現代宇宙學中最令人深思的概念之一。
這個原理指出,宇宙的基本常數似乎被"精細調諧"到恰好允許生命存在的程度。
如果引力常數、電磁力常數、強核力、弱核力中的任何一個稍有不同,恒星就無法形成,重元素就無法合成,生命就不可能出現。
例如,如果強核力弱2%,氫原子就無法聚變成氦,恒星就無法發光;如果強核力強0.3%,所有的氫在大爆炸后就會立即聚變成氦,宇宙中就不會有水。
宇宙學常數的精度更是驚人——它的值精確到小數點后120位,稍有偏差,宇宙要么在大爆炸后立即坍縮,要么快速膨脹到無法形成任何結構。
![]()
對此有三種主要解釋:
多重宇宙理論:存在無數個具有不同物理常數的宇宙,我們恰好生活在一個允許生命存在的宇宙中。
2016年,弦理論物理學家計算出可能存在10^500個不同的宇宙,每個都有不同的物理定律。
設計論:宇宙被某種智慧設計來孕育生命。
雖然這個觀點帶有宗教色彩,但一些科學家如弗里曼·戴森認為,宇宙似乎"知道"生命會到來。
生命是必然的:
麻省理工學院物理學家杰里米·英格蘭提出,生命的出現可能是熱力學第二定律的必然結果。
在能量流動的系統中,物質會自發地組織成越來越復雜的結構以更有效地耗散能量。
無論哪種解釋正確,人擇原理都暗示著一個深刻的真理:我們的存在不是宇宙的意外,而是宇宙深層規律的體現。
![]()
三,熵與負熵:生命是宇宙的逆流
熱力學第二定律告訴我們,封閉系統的熵(混亂度)總是增加的,宇宙正在走向"熱寂"——一個能量均勻分布、不再有任何變化的狀態。
然而,生命似乎在局部違背這個規律,通過消耗能量來創造和維持秩序。
薛定諤在《生命是什么》中首次提出了"負熵"的概念:生命通過從環境中汲取負熵(秩序)來維持自身的組織性。這個過程并不違反熱力學第二定律,因為生命體向環境釋放的熵大于其內部減少的熵。
2017年,《物理評論快報》發表的一項研究通過計算機模擬發現,在特定條件下,物質會自發地自組織成類似生命的復雜結構。
研究者發現,當系統被驅動遠離平衡態時,它傾向于采用能最大化能量耗散的配置——而這正是生命的特征。
從這個角度看,生命的意義可能在于加速宇宙的熵增過程。
雖然這聽起來有些悖論,但正如物理學家肖恩·卡羅爾所說:"生命通過創造復雜性來增加宇宙的總熵。我們是宇宙走向熱寂過程中最壯麗的漣漪。"
![]()
四,信息與意識:宇宙的新維度
現代物理學越來越認識到信息的根本性。
約翰·惠勒提出了"it from bit"的概念,認為物理實在的基礎是信息。
在這個框架下,宇宙不僅是物質和能量的集合,更是信息處理的巨大系統。
2019年,《自然》發表的一項研究首次在實驗中驗證了"量子達爾文主義"——只有能夠在環境中留下大量"拷貝"的量子態才能成為經典現實的一部分。
這意味著我們觀察到的現實是信息選擇的結果。
![]()
意識可能代表了宇宙信息處理的最高形式。
集成信息理論(IIT)提出,意識的程度可以用系統的集成信息量Φ來衡量。
根據這個理論,任何具有足夠集成信息的系統都可能具有某種程度的意識——從簡單的光電二極管到人類大腦,差別只是程度而非本質。
如果意識確實是宇宙的基本屬性之一,那么人類的意義就更加深遠:我們不僅是宇宙的觀察者,更是宇宙體驗自身的方式。
正如物理學家馬克斯·泰格馬克所說:"我們是宇宙的一部分正在研究宇宙其余部分的方式。"
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.