如是我聞皆於夢中2. 熵增維增——宇宙的本質、生命的意義(1)

筆者問:“世界(宇宙)的本質是什麼?生命有意義嗎?如果有,這個意義是什麼?”

四維永道答:“有意思,幾乎所有向我提問的提問者,都會問這個問題,而且大多數是第一個問題。要回答這個問題,需要大量的解釋,也需要對一些基本概念做徹底的澄清才能說明,這裡先給出一個簡明的答案:熵增是世界(宇宙)的本質,維增是生命的意義”。

筆者:“我一頭霧水,一點也不明白這是什麼意思,您能用盡可能通俗的語言進一步解釋嗎?”

四維永道:“沒關係,這很正常,我接下來慢慢給你解釋;為了解釋清楚,需要對一些最基本的概念做徹底的澄清,有了共同的概念理解基礎,解釋才能繼續進行;首先需要澄清的基本概念是:存在、意識、空間、時間。

  • 存在:這是最基本的概念,是一切意義的出發點,無法定義,只能解釋說明如下:“存在”就是存在,其唯一的使命(意義)就是維持“存在”保持存在;
  • 意識:是“存在”為了保持存在而發明(生成)的“存在”。解釋如下:意識與“存在”是一體兩面的共生關係,“存在”維持存在的方法是證明自己的存在,這就需要一個見證者,所以“存在”就發明了意識作為見證者,一個形象化的比喻如下:意識是“存在”把自己當做一面鏡子,對自己進行觀照,所得的像即是意識。需要注意的是:這裡的意識是
    廣義的意識,比如電荷、磁鐵(同性相斥、異性相吸),能夠感知和被感知,並作出相應的反應;人的意識比較複雜,是廣義意識進化的產物,後續再做說明;
  • 空間:是意識為了證明“存在”而發明(生成)的“存在”。“存在”的證明除了需要見證者,還需要差異性的突顯來證明,空間是對“存在”的否定,即不存在(虛無),有了空間(“不存在”)來作為“存在”的差異性比較,才能證明“存在”的存在;需要注意一個特點:空間是作為“存在”證明的背景而被意識發明的“存在”,所以空間比“存在”要大一點點,否則作為差異化的背景就沒有意義了。結論就是:作為意識發明的空間總是比“存在”要大一些,而由意識發明而多出來的這個空間會帶來新的問題,即沒有任何“存在”的空間(絕對的虛無)是不可思議的,也是不合理的,唯一的解決辦法,必須有“存在”把這個虛無空間填滿,由此,意識發明空間的一個直接後果是:必須使得“存在”不斷擴大,不斷填充意識發明的這個空間,這個過程是一個無限循環(一個形象比喻:蛇吃自己的尾巴)。這個結論在後續的解釋中非常重要。
  • 時間:也是意識為了證明“存在”而發明(生成)的存在。時間是意識記錄“存在”、空間、意識的
    變化量而發明的“存在”。

為了幫助你的理解,請參看“圖1“存在”碎片化演化”,結合圖1說明如下:“存在”為了維持自己的存在,需要最充分的證明,所以“存在”天然有碎片化的傾向,原因在於:(1)雖然“存在”通過發明意識、空間等“存在”作為見證者和差異性證明,但是如圖1(b)所示,意識不能充分觀照到“存在”的全部,而且意識還需要對自己的“存在”作出證明,即需要對自己進行全方位的觀照,所以圖1(b)的情況下,“存在”的證明是不充分的,所以“存在”天然有分裂的傾向,圖1(c)是“存在”分裂為4和8的情況,圖中可以看出,重疊部分即是不可觀照的部分,顯然分裂越多,不可觀照部分就越少,圖1(d)即是“存在”無限分裂,不可觀照的部分無限趨於零(熵增);(2)由意識發明空間而產生的增量空間,也要求“存在”無限的分裂增長來填充解決。

如是我聞皆於夢中2.  熵增維增——宇宙的本質、生命的意義(1)

圖1 “存在”的碎片化演化

時間的發明,主要是解決“存在”分裂碎片化後,複雜的“存在”狀態變化,所謂“沒有變化,就沒有時間”;“存在”的分裂是離散的、有限的,所以對應發明的空間也是離散的(量子化的,長度有最小的單位,對應現代物理學的普朗克長度);由於“存在”與空間都是離散的(量子化的),所以記錄狀態變化的時間也是離散的(量子化的),“存在”完成一次狀態更新所需要的最小時間(對應現代物理學的普朗克時間)。”

筆者:“澄清這些概念對熵增是世界(宇宙)的本質理解有何關係呢?”

四維永道:“不要急,繼續聽我慢慢解釋。首先解釋一下熵增:熵增原理(熱力學第二定律)是現代科學突破性的重要發現,熵本來是熱力學系統描述系統的一個參數,經過擴展,現在意指一個系統的混亂程度,熵增原理是指一個封閉的物理系統,其熵總是趨向於增大,並且熵的單一方向性是時間單向性(不可逆)的本質原因,一個推論是:如果把現在的宇宙看做是一個封閉熱力學系統,宇宙演化的最終結果是所有的能量均勻分佈在宇宙空間,宇宙空間所有地方的溫度都是一樣的,由此成為一個毫無生氣的世界,這就是所謂的宇宙熱寂學說。

利用你們當前的科學知識,你們發現了兩個很明顯的規律:1、對於無生命的物理系統而言,簡單的元素比如氫、氦佔據了絕大部分物質質量和分佈空間,並且這些簡單元素出現時間最長,相比後出現的結構複雜的重元素來說,存在的穩定性要強很多;2、對於生命系統而言,最早出現的最簡單的單細胞生物是生物種群中佔比最大、生存適應能力最強、存在時間最長的生物。這兩個規律的發現自然產生如下的疑問:既然對於生命和無生命系統而言,越是簡單,生存能力就越強,生存範圍越廣,那為何這個宇宙還要演化出複雜的重元素和智能生命(比如人類),你看,元素有半衰期,越是複雜的重元素,越是命短;智能生命也是如此,越是複雜的生命體,生存就越是脆弱,存在時間越短。你們的一些哲學家據此對於人類的命運,給出了悲觀的預測。是這樣嗎?”

筆者:“是這個情況,我正想問這個問題呢,您能給我解釋一下這兩個規律背後蘊含的道理嗎?”

四維永道:“可以,但是需要你先看一下圖2,結合這個圖,可能你理解起來要容易一些。”

如是我聞皆於夢中2.  熵增維增——宇宙的本質、生命的意義(1)

圖2 Koch(科赫)分形曲線

筆者:“這個我知道,這是分形幾何中著名的科赫曲線,這條曲線開始的線段長度是1,首先把它等分為三段,中間線段用夾角為60°、長度為1/3的兩條線段替換,變成長度為4/3的曲線,然後對4段1/3長度的線段實施剛才這個操作,變成總長度為16/9的曲線,按照這個方法,無限重複,得到的曲線總長度為無窮大;按照分形幾何的解釋,曲線長度變成無窮大的原因是無限分形的科赫曲線的維度是log4/log3,大於1;此外科赫曲線還有自相似特性。可是,這和熵增維增有什麼關係呢?”

四維永道:“大有關係!剛才已經解釋了“存在”為了證明自己的存在,天然具有碎片化的傾向,這種傾向表現為你們已經發現的熵增原理,但是簡單的碎片化,不會帶來“存在”的增量來填補意識產生的空間增量,所以碎片化必須是類似科赫曲線分形一樣的有規律的碎片化(增維),才能解決這個問題,而這種有規律的分形過程只能通過具有更高維度和智能的生命幫助才能完成:宇宙演化產生生命的根本意義在於實現“存在”的分形增維。”

筆者:“好像有點道理哦,但是好像不太好理解,您能更詳細解釋一下嗎?”

四維永道:“好的。首先我們先把剛才的解釋做一下簡單的梳理:“存在”維持(證明)自己存在的過程中,首先發明(產生)了意識,然後意識又發明(產生)了空間和時間,這一系列的過程產生了兩個問題:(1)意識自身也需要證明自己的存在,(2)意識產生的增量空間需要“存在”來填充”;解決這兩個問題必然產生兩個無窮的過程:“存在”相對於空間的無窮擴張、“存在”相對於時間的無限演化。

談的無窮(無限),大多數人最容易想到的實現方式,用數學符號表示如下:

∞ = 1+1+1+...... (公式1)

而實際上還有一種方式:

∞ = 1/ε,ε是趨近於零的無窮小量 (公式2)

實際上,宇宙採用的是恰恰公式2,實現空間和時間的無限過程,並且在ε趨於無窮小的過程中,實際上是由具有最高級智能的生命按照科赫曲線類似的分形增維方式完成的。”

筆者:“有些道理,但是為什麼“存在”的無窮擴張只能採用公式2,而不是公式1?為什麼分形過程需要智能生命的的參與才能完成?”

四維永道:“第一個問題的答案,是簡單直覺思維論證的結果:對比兩個公式,公式1需要“存在”在沒有任何依據的情況下生成無限個自己的拷貝,而公式2沒有這個額外的條件,唯一需要的是對自己做無限的分形碎片化,按照奧卡姆剃刀原則,顯然公式2更合理;至於為何“存在”的分形過程為什麼只能由最高級的智能生命才能完成,這個問題很複雜,是經過長期的理論探索實踐,對所有歷史數據分析綜合後,得出在理論和實踐意義上最為合理的結論。今天討論的問題已經很多了,你需要好好思考整理一下,我們下一次再接著討論,好嗎?”

筆者:“好的,再見!”


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