圓周率是無限的,能證明宇宙無窮大?霍金46年前已經簡單解答

對於宇宙而言,有理論可以支持宇宙迴歸到原始的奇點,但是宇宙會膨脹到多大卻沒有人知曉。從伽利略到牛頓到愛因斯坦,這些偉大的科學家始終都沒有對宇宙大小發起過攻擊。先不管宇宙的大小,至少要先證明宇宙是有範圍的還是無窮的?這個問題的難度不亞於證明萬有引力的哪裡來的。

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唯物主義是當今解釋世界的主流認識,在這個框架下,宇宙中任何物質都是物質的,就連光都是由光子組成,人腦的意識歸根結底也是物質。而另一個可以形容宇宙的體系就是數學,和物理一樣,數學也是一門能解釋世界的學科,而且兩者結合才能進一步解釋種種現象。得出這樣一個假想,數學本質上也是物質,而數學中有很多常數是無限的,最典型的就是圓周率“π”。

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圓周率截止到目前已經計算到了小數點後31.4萬億位,確確實實是一個無限不循環的數字,它可以一直延伸下去,沒有盡頭。那麼圓周率也是存在與現有宇宙的數字,是當今宇宙規則下的一個常數,那麼能通過圓周率是無限的來推出“宇宙無窮大”的結論嗎?

首先:如何證明圓周率是無窮的?

古人是利用割圓法或者簡單的測量周長和直徑來計算圓周率,這根本不能精確,因為你永遠無法精確的測量一個物體的尺寸,只能用來證明,所以古代圓周率的數值不是3.12就是3.16,連最基礎的3.14都沒達到。進入微積分時代,人工計算圓周率已經能算到小數點後八百多位。現在谷歌的超級計算機已經計算到了小數點後31.4萬億位。

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繼續計算圓周率最大的意義是檢測超級計算機的性能,而計較圓周率的本質才能繼續促進數學和哲學的發展。千年來另一波數學家一直在證明圓周率是否是無限不循環小數以及和哲學的聯繫。

首先是德國數學家蘭伯特在1762年證明了π是無理數,後續有更多的數學家用微積分和反證法證明了π是無理數,所以π是無窮的已經成為了事實。更牛的是林德曼在1882年證明了圓周率是超越數。超越數是是指不是代數的數,代數就是常見的多項式方程,所以超越數不滿足任一個整係數代數方程。總之,π是無理數已經板上釘釘。

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π和宇宙規則的聯繫

接下來就是探究數學(π)和宇宙的聯繫了。π是窮的,裡面包含了無窮無盡的數字組合,如果把這些數字當成信息,那麼一個π是否就包含了整個宇宙的信息呢?甚至在π裡面也會找到薛定諤的貓會死的情況和不會死的情況。假如這樣的解釋成立,Π無窮,那麼宇宙信息也是無窮的表達出來,宇宙自然也就是無窮大了。

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但是數學和物理一樣,在一個地方遇到了瓶頸——黑洞。

在以前時間被認為是永無止境的,但是在霍金和愛因斯坦眼裡,時間不僅僅能被彎曲,被黑洞吸住的話,時間甚至就結束了。在這樣抽象的思維裡,時間都不是永恆的。那麼要是一個π掉進了黑洞裡,π還會無窮無盡嗎?甚至嚴格來說,黑洞裡面數學秩序是否成立?

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根據46年前霍金提出的黑洞無毛理論,就已經很簡單的解釋了這個疑問。無論掉進黑洞之前是什麼不可一世的物質,在黑洞裡都將只剩下角動量、電荷、質量三個屬性,其它的屬性都不成立(也包括時間和事物的前因後果),只要確定了這三個屬性,就能對一個黑洞進行定義。黑洞無毛的通俗解釋就是,以人類現有的文明無法解釋黑洞內的情況,所以直接認為現有的物理、數學理論在黑洞事件視界內都不成立,所以π暫時也被一棒子打死。

所以想要通過π來證明宇宙是無窮的,首先要弄清楚黑洞,因為黑洞也是宇宙的一部分,要是脫離了黑洞來討論π和宇宙,最後的結果就自相矛盾了。

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