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有人说人类永远也不可能认识到宇宙的全部,你怎么看?
宇宙,人类,认知有人说人类永远也不可能认识到宇宙的全部,你怎么看?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
费因曼的多历史宇宙却揭露了另一个残酷的事实,就算我们明晰了所有物理规律,但是也只是人择宇宙的一个选项而已。
宇宙仍在诞生时就经历了无数的可能性演变,我们人类倾其所有,或许也只是得到沧海一粟。何况,目前这一粟真也仅仅是一粒微不足道的尘埃而已。
首先,宇宙广袤的尺度,就把人类限制在微不足道的空间和时间之内。
其次,人类认知的局限性,也让人类思维受限,科学上有很多这样的例子。
1.认知局限
人类总是喜欢用常识性思维,来理解未知事物,事实证明这是行不通的;比如古人认为重物比轻物下落速度快,这一认知误导了人类几千年。
直到17世纪,伽利略才发现惯性定律,终结了这一错误认知;这也给科学家一个警告,或许我们人类的思维方式,和宇宙中某些基本规律是不相容的。
进入20世纪后,量子力学推翻了经典力学,量子力学中的不确定性原理、自旋、波函数坍塌、叠加态、量子纠缠等等,每一个都颠覆了人类对先前事物的认知。
甚至100年后的今年,科学家也只能描述量子力学的数学规律,不能理解量子力学的本质;量子力学亦然如此,谁又能保证还有其他未知的宇宙规律,也许更神秘呢!
2.思维局限
在历史上,能适当挣脱人类认知局限性的人不多,著名的印度数学家拉马努金就是例子。
拉马努金在15岁时,得到一本名为《纯粹数学与应用数学概要》的书籍,书中收录几千个代数、微积分和几何的公式,但是没有推导过程。
拉马努金看过之后仔细思考每一个公式,并总结出自己的一套学习方法;后来拉马努金对数学的操控,达到了不可思议的地步,比如他写出来的圆周率公式,收敛速度非常快。
但是拉马努金本人却不知道这个公式怎么推导,他独立发现的3900个公式,用他的话说:娜玛卡尔女神在梦中给他启示,早晨醒来后,他就能写下许多数学公式和命题。
拉马努金是非凡的天才无疑,他的认知方式与常人不同,或许给我们启示,人类经过数千年建立起来的认知方式,有可能是存在缺陷的,比如拉马努金就开启了另外一条路,只是常人无法理解而已。
如果把以上观点用于宇宙当中,那么就注定了人类理解宇宙的方式,肯定存在不足,人类永远也无法了解宇宙的全部。
想想宇宙大爆炸,以及我们今天居住的宇宙起源于一个膨胀和冷却的热的密集状态。回想一下这个时刻,大约138亿年前。
二、时间、空间的无限延伸
尽管空间结构本身正在扩张,即使光线能够以最终的宇宙速度极限(光速)在太空中移动,但我们可以看到的距离有限。
无论空间结构的扩展速度有多快,光速的速度有多快,也不知道自大爆炸以来已经过了多少时间,这些属性都无穷无尽。
因此,我们只能看到有限的距离,并且只有可见宇宙中包含的有限数量的物质。我们可以访问的信息量是有限的。
从我们的观点来看,可观察到的宇宙可能在所有方向上都是460亿光年,但是肯定有更多,不可观测的宇宙,甚至可能是无限的宇宙,就像我们之外的那样。
随着时间的推移,我们将能够看到更多,最终显示出我们目前可以看到的大约2.3倍的星系。即使对于我们从未见过的部分,也有一些我们想要了解的内容。这似乎不是一项毫无结果的科学努力。
我们历史上的许多发现使我们能够更好地了解我们周围的宇宙。
即使我们不了解一切,但仍有大量的知识来源使我们能够对我们的宇宙作出深远的结论。我们知道它在物质,能量,辐射等方面的构成。
我们知道在我们的银河系中有多少恒星(约4000亿)以及整个可见宇宙中存在多少个星系(约2万亿)。我们知道宇宙如何聚集成星系团,星团和细丝,以及它们如何被巨大的宇宙空隙分开。
我们知道定义这些结构的宇宙距离的规模,以及宇宙如何随着时间的推移而演变。
由重子声振荡引起的聚类模式的图示,其中在距离任何其他星系一定距离处发现星系的可能性由暗物质,正常物质和包括中微子在内的所有类型的辐射之间的关系控制。
随着宇宙的扩展,这个特征距离也会扩展,使我们能够随着时间的推移测量哈勃常数,暗物质密度和其他宇宙学参数。大规模结构和普朗克数据必须达成一致。
这是一个非凡的故事,在大爆炸和广义相对论的框架内完美地融合在一起。当我们发现星系的测量距离与我们的明显衰退速度相关时,它提供了一种有趣且具有革命性的可能性。也许星系并非都在远离我们的位置,但太空结构本身正在扩大。
如果是这种情况,那么宇宙不仅应该扩张而是冷却,因为随着时间的推移,光的波长会被拉伸到越来越低的能量。
我们应该看到一种剩余的光芒,其特征可以追溯到最早的时期:宇宙微波背景。我们应该看到一个不断发展的宇宙结构网络。我们应该看到,最早的天然气云应该具有特定比例的轻元素,根本不存在重元素。
宇宙膨胀的视觉历史包括被称为大爆炸的热的密集状态以及随后的结构的生长和形成。全套数据,包括对轻元素和宇宙微波背景的观察,只留下大爆炸作为我们所见所有人的有效解释。随着宇宙膨胀,它也会冷却,使离子,中性原子,最终分子,气体云,恒星,以及最终形成星系。
所有这些预测以及更多关于早期宇宙的预测和验证。这导致了当前宇宙事务的状态,在那里我们了解到我们的宇宙开始于一个更热,更密集,更均匀和更迅速扩张的状态:这就是我们所知道的热门大爆炸。
因此宣称大爆炸是开始是非常诱人的。你可能会认为,如果我们能够理解起点和管理现实的规律,我们就能知道所有存在中发生的一切。
我们所需要做的就是采用物理定律并推断出来。但是,当我们天真地推断回到宇宙的早期阶段并将我们期望的东西与我们观察到的东西进行比较时,会有一些重大的惊喜。
如果宇宙的密度稍微高一些(红色),它就会重新坍塌; 如果它只有一个稍低的密度,它会扩大得更快,变得更大。宇宙大爆炸本身没有解释为什么宇宙诞生时的初始膨胀率如此完美地平衡了总能量密度,根本没有留下空间曲率的余地。
我们的宇宙在空间上看起来非常平坦。
你可以看到,如果你试图在宇宙开始的任意热,密集状态的框架内一直回到最初,那么就会出现一些重大谜题。
除非初始膨胀率和初始能量密度完全平衡,否则宇宙将几乎立即扩展为遗忘或重新叠加,永远不会形成恒星或星系。
宇宙会在不同的方向上产生不同的温度 - 据说它没有 - 除非某些东西导致温度达到相同的温度。
宇宙中充满了从未被发现的高能量遗物,这是过去任意外推的结果。
然而,当我们观察宇宙时,它确实有恒星和星系,它在各个方向都是相同的温度,它没有这些高能量的遗物。
在顶部面板中,我们的现代宇宙具有相同的属性(包括温度),因为它们来自具有相同属性的区域。
在中间面板中,可能具有任意曲率的空间被膨胀到我们今天无法观察到任何曲率的点,从而解决了平坦度问题。
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