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如是我闻皆于梦中2. 熵增维增——宇宙的本质、生命的意义(1)

已有 2790 次阅读 2019-9-12 08:52 |个人分类:熵增维增——宇宙的本质、生命的意义|系统分类:人文社科| 熵增, 维增, 宇宙的本质, 生命的意义

笔者问:“世界(宇宙)的本质是什么?生命有意义吗?如果有,这个意义是什么?”

 四维永道答:“有意思,几乎所有向我提问的提问者,都会问这个问题,而且大多数是第一个问题。要回答这个问题,需要大量的解释,也需要对一些基本概念做彻底的澄清才能说明,这里先给出一个简明的答案:熵增是世界(宇宙)的本质,维增是生命的意义”。

笔者:“我一头雾水,一点也不明白这是什么意思,您能用尽可能通俗的语言进一步解释吗?”

四维永道:“没关系,这很正常,我接下来慢慢给你解释;为了解释清楚,需要对一些最基本的概念做彻底的澄清,有了共同的概念理解基础,解释才能继续进行;首先需要澄清的基本概念是:存在、意识、空间、时间。

1)        存在:这是最基本的概念,是一切意义的出发点,无法定义,只能解释说明如下:“存在”就是存在,其唯一的使命(意义)就是维持“存在”保持存在;

2)        意识:是“存在”为了保持存在而发明(生成)的“存在”。解释如下:意识与“存在”是一体两面的共生关系,“存在”维持存在的方法是证明自己的存在,这就需要一个见证者,所以“存在”就发明了意识作为见证者,一个形象化的比喻如下:意识是“存在”把自己当做一面镜子,对自己进行观照,所得的像即是意识。需要注意的是:这里的意识是广义的意识,比如电荷、磁铁(同性相斥、异性相吸),能够感知和被感知,并作出相应的反应;人的意识比较复杂,是广义意识进化的产物,后续再做说明;

3)        空间:是意识为了证明“存在”而发明(生成)的“存在”。“存在”的证明除了需要见证者,还需要差异性的突显来证明,空间是对“存在”的否定,即不存在(虚无),有了空间(“不存在”)来作为“存在”的差异性比较,才能证明“存在”的存在;需要注意一个特点:空间是作为“存在”证明的背景而被意识发明的“存在”,所以空间比“存在”要大一点点,否则作为差异化的背景就没有意义了。结论就是:作为意识发明的空间总是比“存在”要大一些,而由意识发明而多出来的这个空间会带来新的问题,即没有任何“存在”的空间(绝对的虚无)是不可思议的,也是不合理的,唯一的解决办法,必须有“存在”把这个虚无空间填满,由此,意识发明空间的一个直接后果是:必须使得“存在”不断扩大,不断填充意识发明的这个空间,这个过程是一个无限循环(一个形象比喻:蛇吃自己的尾巴)。这个结论在后续的解释中非常重要。

4)        时间:也是意识为了证明“存在”而发明(生成)的存在。时间是意识记录“存在”、空间、意识的变化量而发明的“存在”。

为了帮助你的理解,请参看“图1“存在”碎片化演化”,结合图1说明如下:“存在”为了维持自己的存在,需要最充分的证明,所以“存在”天然有碎片化的倾向,原因在于:(1)虽然“存在”通过发明意识、空间等“存在”作为见证者和差异性证明,但是如图1b)所示,意识不能充分观照到“存在”的全部,而且意识还需要对自己的“存在”作出证明,即需要对自己进行全方位的观照,所以图1b)的情况下,“存在”的证明是不充分的,所以“存在”天然有分裂的倾向,图1c)是“存在”分裂为48的情况,图中可以看出,重叠部分即是不可观照的部分,显然分裂越多,不可观照部分就越少,图1d)即是“存在”无限分裂,不可观照的部分无限趋于零(熵增);(2)由意识发明空间而产生的增量空间,也要求“存在”无限的分裂增长来填充解决。


图1  “存在”的碎片化演化

时间的发明,主要是解决“存在”分裂碎片化后,复杂的“存在”状态变化,所谓“没有变化,就没有时间”;“存在”的分裂是离散的、有限的,所以对应发明的空间也是离散的(量子化的,长度有最小的单位,对应现代物理学的普朗克长度);由于“存在”与空间都是离散的(量子化的),所以记录状态变化的时间也是离散的(量子化的),“存在”完成一次状态更新所需要的最小时间(对应现代物理学的普朗克时间)。”

 笔者:“澄清这些概念对熵增是世界(宇宙)的本质理解有何关系呢?”

四维永道:“不要急,继续听我慢慢解释。首先解释一下熵增:熵增原理(热力学第二定律)是现代科学突破性的重要发现,熵本来是热力学系统描述系统的一个参数,经过扩展,现在意指一个系统的混乱程度,熵增原理是指一个封闭的物理系统,其熵总是趋向于增大,并且熵的单一方向性是时间单向性(不可逆)的本质原因,一个推论是:如果把现在的宇宙看做是一个封闭热力学系统,宇宙演化的最终结果是所有的能量均匀分布在宇宙空间,宇宙空间所有地方的温度都是一样的,由此成为一个毫无生气的世界,这就是所谓的宇宙热寂学说。

利用你们当前的科学知识,你们发现了两个很明显的规律:1、对于无生命的物理系统而言,简单的元素比如氢、氦占据了绝大部分物质质量和分布空间,并且这些简单元素出现时间最长,相比后出现的结构复杂的重元素来说,存在的稳定性要强很多;2、对于生命系统而言,最早出现的最简单的单细胞生物是生物种群中占比最大、生存适应能力最强、存在时间最长的生物。这两个规律的发现自然产生如下的疑问:既然对于生命和无生命系统而言,越是简单,生存能力就越强,生存范围越广,那为何这个宇宙还要演化出复杂的重元素和智能生命(比如人类),你看,元素有半衰期,越是复杂的重元素,越是命短;智能生命也是如此,越是复杂的生命体,生存就越是脆弱,存在时间越短。你们的一些哲学家据此对于人类的命运,给出了悲观的预测。是这样吗?”

笔者:“是这个情况,我正想问这个问题呢,您能给我解释一下这两个规律背后蕴含的道理吗?”

四维永道:“可以,但是需要你先看一下图2,结合这个图,可能你理解起来要容易一些。”


图2   Koch(科赫)分形曲线

笔者:“这个我知道,这是分形几何中著名的科赫曲线,这条曲线开始的线段长度是1,首先把它等分为三段,中间线段用夹角为60°、长度为1/3的两条线段替换,变成长度为4/3的曲线,然后对41/3长度的线段实施刚才这个操作,变成总长度为16/9的曲线,按照这个方法,无限重复,得到的曲线总长度为无穷大;按照分形几何的解释,曲线长度变成无穷大的原因是无限分形的科赫曲线的维度是log4/log3,大于1;此外科赫曲线还有自相似特性。可是,这和熵增维增有什么关系呢?”

四维永道:“大有关系!刚才已经解释了“存在”为了证明自己的存在,天然具有碎片化的倾向,这种倾向表现为你们已经发现的熵增原理,但是简单的碎片化,不会带来“存在”的增量来填补意识产生的空间增量,所以碎片化必须是类似科赫曲线分形一样的有规律的碎片化(增维),才能解决这个问题,而这种有规律的分形过程只能通过具有更高维度和智能的生命帮助才能完成:宇宙演化产生生命的根本意义在于实现“存在”的分形增维。”

笔者:“好像有点道理哦,但是好像不太好理解,您能更详细解释一下吗?”

四维永道:“好的。首先我们先把刚才的解释做一下简单的梳理:“存在”维持(证明)自己存在的过程中,首先发明(产生)了意识,然后意识又发明(产生)了空间和时间,这一系列的过程产生了两个问题:(1)意识自身也需要证明自己的存在,(2)意识产生的增量空间需要“存在”来填充”;解决这两个问题必然产生两个无穷的过程:“存在”相对于空间的无穷扩张、“存在”相对于时间的无限演化。

谈的无穷(无限),大多数人最容易想到的实现方式,用数学符号表示如下:

= 1+1+1+......                          (公式1

而实际上还有一种方式:

= 1/ε,ε是趋近于零的无穷小量        (公式2 

实际上,宇宙采用的是恰恰公式2,实现空间和时间的无限过程,并且在ε趋于无穷小的过程中,实际上是由具有最高级智能的生命按照科赫曲线类似的分形增维方式完成的。”

笔者:“有些道理,但是为什么“存在”的无穷扩张只能采用公式2,而不是公式1?为什么分形过程需要智能生命的的参与才能完成?”

四维永道:“第一个问题的答案,是简单直觉思维论证的结果:对比两个公式,公式1需要“存在”在没有任何依据的情况下生成无限个自己的拷贝,而公式2没有这个额外的条件,唯一需要的是对自己做无限的分形碎片化,按照奥卡姆剃刀原则,显然公式2更合理;至于为何“存在”的分形过程为什么只能由最高级的智能生命才能完成,这个问题很复杂,是经过长期的理论探索实践,对所有历史数据分析综合后,得出在理论和实践意义上最为合理的结论。今天讨论的问题已经很多了,你需要好好思考整理一下,我们下一次再接着讨论,好吗?”

笔者:“好的,再见!”

附注:原创图文, 转载请予以标注。

 

 




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