这个宇宙不是 Matrix

Mar 19th, 2010 | 目录: 新知

我们生活的这个宇宙,它是真实的么?

怀疑客观世界的真实性,是一个老生常谈。最早可能是庄子,说有一次梦见蝴蝶,当他醒来的时候,不知道是梦见蝴蝶的庄子醒过来了,还是一只蝴蝶正在做梦梦见自己变成庄子。在《楚门的世界》中,主人公一直到长大成人才发现自己周围的一切原来都是别人安排的戏剧。卫斯理有个小说《玩具》,最后结局是说人可能只不过是外星人的玩具而人不自知。一直到《Matrix》,这个思想变成我们可能生活在一个巨大的计算机程序之中,就好像在玩网络游戏。

你怎么知道你不是生活在 Matrix 之中正在打一个大网游呢?


从逻辑角度,唯一的正确答案是你永远都无法知道。不管你看到什么,不管你用什么方法,你都无法证明自己实际上不是正躺在一个充满液体的大缸之中,脑子被接上各种信号线,而你看到感受到的一切都只不过是幻觉。这个理论被称为哲学家称为“缸中之脑”。也许对大多数专业哲学家来说,“永远无法知道”就是这个问题的最终答案。

但是有两种人不满足于这个答案。第一种人是宗教人士,他们认为我们一定就是生活在一个神创造的大 Matrix 之中。第二种人是科学家,他们相信我们一定不是生活在一个大 Matrix 之中。我来介绍一下两派的论点,重点谈为什么一个真正的科学家应该持第二种观点。

有这么一帮人,他们并不宣称自己信教,不愿意拿上帝说事儿,但是他们认为我们这个世界是被“智能设计”出来的,这就是当今著名的 “Intelligent Design”派。智能设计派之所以故意不提上帝,是因为美国禁止在学校里传教。这派人物说,“智能设计”,也许不是上帝而是外星人设计的,所以是个科学理论 — 既然你学校允许教进化论,就应该允许教智能设计论。

智能设计论有一个在我看来相当有力的论据:我们的这个世界是如此的复杂,而且是 “不可约的复杂”(irreducibly complex)。所谓“irreducibly complex”,是说一个复杂系统中拿掉任何一个东西,整个系统都毫无意义,所以这个系统必然是一下子同时出来的。比如说生命就特别复杂。一个简单例子是眼睛的视网膜和晶体。这两个东西谁离开谁都会变得毫无意义,所以谁先进化都没意义,所以他们必然是同时出现的。这就有一个问题了,如果世界是天然的,怎么可能一下子出现这么复杂的东西呢?所以这个复杂的世界必然是智能设计的。

进化生物学名著《自私的基因》的作者 Richard Dawkins,写了一本书,The God Delusion,对智能设计的这个论点做出了批驳。Dawkins 说,如果我们这个如此复杂的世界是被智能设计的,那么这位设计者必然比我们这个世界还要复杂。那么请问这位设计者本身是从哪里来的?他是更复杂的东西设计的么?你不能用一个更复杂的东西来解释复杂,因为复杂只能来自于简单,比如进化。

我最近看的这本 The Big Questions,作者 Steven Landsburg 是个热爱数学和物理的经济学学家,他则认为以上两个论点都错了。这两个论点都是基于同样的假设:复杂的东西不会一下子自动出现。 Landsburg 说,数学就是复杂的,而且数学就是一直都有,不需要进化也不需要被人发明的。

这里需要稍微解释一下。数学家一贯认为所有的数学理论都是客观存在,跟有没有人有没有数学家没关系。比如说费马大定理,在数学家没有证明这个定理,甚至没有提出这个定理之前,这个定理一直就在那里。数学家的任务不是“构建”数学,而是“发现”数学。这就好比说一座没有人探索过的山峰也是存在的山峰一样。

Landsburg 说,你智能设计能“设计”数学么?2+2=4是个逻辑问题,你外星人再怎么设计,也不能让2+2=5啊 — 除非是“无所不能”的上帝,但规则是不能说上帝,一说上帝你就输了。

而且数学还是 irreducibly complex 的,比如你把数字 3 拿掉,整个数学体系就完了。如果数学这么复杂的东西不需要智能设计,宇宙为什么需要智能设计?

我们可以看到,Landsburg 并没有证明“宇宙一定是天然的”,他只不过说智能设计者的论点错误而已。

其实 “宇宙到底是不是 Matrix” 这个问题本质上无法证伪,根本就不是一个科学理论。但我认为,宇宙“更可能”不是一个 Matrix。因为我有以下证据:

第一,Matrix 需要系统维护,而我们这个宇宙不需要。《魔兽世界》每星期二维护六个小时。他们要不停地发现错误,打补丁,升级,不停地完善。我们这个宇宙从来没发生过停摆维护的事情。

第二,宇宙实在太大了。设想如果你是一个“外星人”,你创造一个世界,然后在这个世界里放入一些生物作为“玩具”,你打算做多大的世界呢?宇宙之大,大到完全超出人类所有可能的需求的程度。

第三,宇宙的分辨率是无限的。假设你打网游,你在地上看到一棵草,你会发现你没有办法把这颗草一刀砍成两半。而在真实世界中,你可以把这可草分解成分子,原子,夸克。

第四,宇宙完全自洽地符合物理定律。网游的规则可以变来变去,物理定律从来没变过。不管是谁做实验,物理定律都让他做出来了。

如果我做了一个梦,我发现我在梦中可以做以上四件事,我就知道我其实不是在做梦。我在魔兽世界里做不到以上四件事,我就知道那个世界不是真的。如果某一天我看到在地铁站看到有人打电话打着打着突然消失了,那么这个明显的能量不守恒事件足以让我相信我正生活在一个 Matrix 之中。当然,我也仅仅是“相信”而已,我永远也无法证明,也许宇宙曾经系统维护过,只不过人类文明太短没赶上而已。

但我们这个宇宙最不可思议的一点还不是上面这四件事。它最不可思议的是,它居然是可以“思议”的。我们居然可以用数学方程来无比精确地描述物理定律。同样的方程,今天算对,明天算也对;在中国算对,在美国算也对。这个世界从来没辜负过物理学家的学说。不但如此,而且物理定律是一环套一环层层递进的,就好像几何学一样可以用更少的定律去解释更多的现象。宇宙凭什么这么精确地按照定律行事?宇宙的定律凭什么允许你“发现”它的定律?

正因为这个世界太精确了,我们知道假设真是上帝“创造”了宇宙的话,他在创造的时候其实手里没有多少自由。他不可能像暴雪创造魔兽世界一样今天这么干明天那么干。这种不自由的创造,还能叫创造么?

科学家为什么必须相信宇宙不是智能设计的?因为他必须相信宇宙是讲理的。他还必须相信他可以跟宇宙讲理。

文:学而时嘻之

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