宇宙的秘密

第一篇博文就献给阿西莫夫Asimov的《宇宙的秘密》一书吧。

该书里有一个非常有意思的问题:
将来会不会有一天,所有的科学问题都全部得到了解答?那时,科学家们都将无事可做了。还是说,全部得到解答是不可能的事?

这个问题如果从日常生活经验上来判断,答案相当明显,人类绝不可能有一天能解决所有宇宙间全部未知的问题。因为时间不够,太阳都有一天会蜕变成一颗白矮星,没有人奢望人类会永远存在下去,能有足够的时间去探求全部的知识。但如果假设人类永远不灭绝,并假设科学将如现在这样永远稳定或爆炸式的发展下去,足够足够长的时间之后,会不会终有一天所有的科学问题都能得到全部的解答了呢?

我的看法是绝无可能。

一个简单的数列:1+2+4+8+……,等于几呢?任何答案都是没有意义的,结果就是无穷大。这样一个结果是无限的无穷数列就是“发散级数”。如果宇宙间的知识如同发散级数,即等同于宇宙间的知识是无穷大,那无论时间多么久,无论科学怎么进步都不会有学完全部知识的一天。

反过来如果一个结果是有限的无穷数列就是“收敛级数”。一个简单的数列:10+1+(1/10)+(1/100)+……后一个被加数是前一个数的十分之一。结果等于几呢?10+1=11,再加(1/10)=11.1,再加(1/100)=11.11,如果无穷的加上去,结果等于11.11111……,用分数来表示的话只不过等于11(1/9),即11又9分之1。

类似的有1+(1/2)+(1/4)+(1/8)+……,其中每项都是前一项的一半,如果你有耐心一个一个手动算下去的话,我相信最后你会相信结果必然等于2。

我们以1+(1/2)+(1/4)+(1/8)+……为例,数字太抽象,为了更形象化的理解,我们把数字以物体来代表。假设有一系列正方形,第一个方块的边长是1厘米,第二个是0.5厘米,第三个是0.25厘米,以此类推,把所有这些正方形一个挨一个排成一排,最终总长度会达到2厘米。第一个方块占了总长的一半,第二个占了剩下的一半,这样无穷无尽下去,每个方块都占了剩余距离的一半,永无止境。事实上方块的边长急剧缩小,以至于到第27个方块时,其大小基本就和一个原子一样大了,当第27个方块被放上去之后,离理论上的终点2厘米还只剩一个原子大小的差距了。

第27个方块的边长大约是1亿分之1厘米,我们用个放大镜,把它和它之后的方块都放大1亿倍,这样第27个方块看上去就和第一个1厘米边长的方块一样大了,下一个方块就是0.5厘米,再下一个就是0.25厘米,以此类推。不仅如此,到第51个方块,大小只有一个质子般大小了。同样借助放大镜,将它和它之后的方块放大,得到的还是和初始系列方块完全相同的系列。

事实上我们可以发现,无论你从那里开始将剩余的方块放大,都能得到一组和起始系列完全相同的方块,无论是在大小上还是在数目上。对于这样的“收敛级数”,用任何日常经验去理解它都是徒劳的。例如随手画一条线段,那这条线段上的点,就是无穷无穷的多。事实上一条1厘米的线段和一条2厘米的线段包含的点是一样多的都是无穷多。同样哪怕一条1纳米的线段中包含的点的数目,也足以填满整个3维宇宙。你解释不了,我也解释不了,但这恰好能解释文章开头的那个问题。

如果把宇宙间所有的知识用数字编个号,它们如果是“发散级数”,那别做梦有一天能学完全部知识了。如果是“收敛级数”也别高兴,宇宙间所有未知知识,不论它和已知的知识相比多么小,都含有起始物的全部复杂性。所以人类即使永不灭绝,科学发展永不停步,也学不完任何知识,无论我们走的多远,前方的路看起来仍旧如同我们站在起点一样。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,744评论 6 502
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,505评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 163,105评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,242评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,269评论 6 389
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,215评论 1 299
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,096评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,939评论 0 274
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,354评论 1 311
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,573评论 2 333
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,745评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,448评论 5 344
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,048评论 3 327
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,683评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,838评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,776评论 2 369
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,652评论 2 354

推荐阅读更多精彩内容