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无限非概率事件,世界是否无限可能性?
2023-03-24 20:33百科知识 人已围观
今天给各位分享关于“无限非概率事件”的核心内容以及“世界是否无限可能性?”的相关知识,希望对各位有所帮助。
无限概率(世界是无限可能的吗?)
有一天,我看到一个博主发了这样一个脑洞:如果你拿出一把尺子,把手指从3.1厘米移动到3.2厘米,那么你的指尖在某个时刻刚好越过圆周率。
那么这是真的吗?今天,我们将研究这个问题。
有什么特点?首先,让我们了解一下。是圆周率,无理数,超越数。无理数是无限无环十进制,而超越数意味着它不能是有理数组成的方程的解。比如√2是无理数但不是超越数,因为它是方程x=2的解。注意!这些结论都被严谨的数学证明了,并不是因为最后一个还没算出来的人认为是“无穷无尽”。虽然人类的计算方法已经更新了很多代,但它仍然使用“无穷级数”的算法,可以理解为按照一定规则排列的无穷长公式。每多算一点,精度就会增加一点。
那么,我们需要提取的最重要的信息就是它的“无限性”。这个概念是指当你触摸尺子时,你的手需要触摸一个无限精确的位置,这样才能满足上面的脑洞。
可以达到无限的精度吗?其实早在古希腊,哲学家们就对极限有过一些深入的思考。例如,一个叫芝诺的老大哥提出了一个叫“阿喀琉斯追乌龟”的问题。他告诉所有人:我发现伟大的英雄阿喀琉斯永远追不上乌龟。
唯一的弱点就是跟屁虫。
这个阿喀琉斯大概就像中国神话中的小哪吒,是一个拥有更多神奇力量的半神英雄。那为什么芝诺说英雄跑不过乌龟?他是这样分析的:我假设阿喀琉斯比乌龟快十倍(英雄似乎也跑不快)。他和乌龟的距离大概在100米左右,所以阿喀琉斯跑100米的时候,乌龟会跑1米,所以阿喀琉斯深圳生活网为了追上乌龟,会跑这1米,但同时乌龟会跑1cm,当阿喀琉斯跑这1cm的时候,乌龟又会跑100微米……这样,它永远追不上那一天。
你大概就是这样追乌龟的。
(就是那样)突如其来...
你听完有没有一种奇怪的感觉,就是知道这个结论不对,却不知道怎么去批判,或者找不到一个角度去批判?如果你在现场,你可能会脱口而出这句话:“你在胡说八道!我不能继续和你这样的人说话了。
科学精神之一是,无论事情多么不合理,都要给出“理由”和“证据”,所以一定要找到问题的根源。一个很有意思的事情是,芝诺一生的对手德谟克利特是古典原子理论的创始人,他的思想与芝诺针锋相对。我们可以从他的原子理论中窥见他对这些问题的答案。
原子的存在对于我们现代人来说是一个基础知识,但对于几千年前的古希腊人来说,却是一个非常神奇而深刻的哲学问题。因为他们没有通过观察知道微观世界的可能性,只能通过“空思维的方式找到答案(这是早期世界哲学的伟大贡献之一,现在哲学的大部分功能已经被科学所取代)。当时大家对这个问题的普遍理解是“物质可以无限分割”,这在《庄子·天下》中表达了同样的意思:“一足为上,天取其半,天下不竭。”
他在用思想分割物体!
但德谟克利特显然不这么认为。他说:
如果物质是无限可分的,那么如果我们不断地分一点东西,最终会得到什么呢?有维度(即有体积)的小粒子多吗?显然,只要有维度,就可以继续划分,所以我们要一直划分下去,直到只有很多没有维度的点(也就是几何中点的概念,没有体积和面积的东西)。好了,现在又要捏了,那么有多少个点可以产生维度呢?两个?三个?几千?一万?......不,没有维度的东西,不管怎么积累,永远不会有维度,就像不管加多少个零,永远只能是零一样。
因此,德谟克利特得出的结论是,物质绝不能无限分割深圳生活网,但它必须有一个不可分割的最小维度。他用希腊语将其命名为“tomos”,也就是我们现在翻译的“atom”。
量子力学的答案。所以,当我们带着这样的想法来看待“阿喀琉斯追龟”的问题时,我们会发现,如果空不像物质那样是无限可分的,那么就会有那么一个瞬间,阿喀琉斯会和乌龟同时跑过这个“最小长度”,然后阿喀琉斯很容易把乌龟甩在后面,这样芝诺的问题就被打破了。
这张图其实是误导。电子很小,不会像行星一样运动。
那么有这样的最小尺度吗?答案是必然的,这是物理学中最先进、最前沿的研究领域量子力学的管辖范围。量子力学的研究核心是所有物理现象的最小单位定律。所谓“量子”,是指最基本的只能用“一”来衡量的粒子,比如电子,它是最小的电荷单位。这个世界上没有半个电子那么多的电荷,所以电子是一种量子。
如果我们再来看德谟克利特的经典原子理论,就会发现他所说的“原子”其实应该是“量子”,只有量子才是真正“不可分割”的。同样,如果粒子有最小的单位,时间和空没有理由无限分离。量子力学的创始人之一普朗克给出了答案:普朗克时间和普朗克长度。它们是物理学中最短的时间和最短的长度,分别是10 -43秒和10 -35米。
普朗克的面值之谜。
现实世界离不开计数。普朗克是如何算出这样一个值的?这就要求我们把思想之舟开回现实世界。让我思考一个问题:你怎么知道现实世界的信息,比如桌子上有多少瓜子?其实答案很简单,数一数就知道了。有没有其他方法让我们知道瓜子的数量?其实不是,就算有人告诉你,也一定是有人(或者其他可以数的东西)数过了。于是我们得到了一个看似无厘头的事实:如果一个东西想要证明它的存在,它必须具有“可数性”。
没有人能说出光子的形状,我们只知道它们没有相互连接。
为什么要强调这一点?那是因为“可数性”不一定存在。在很小的范围内,如果我们想知道一个粒子,我们必须用光子撞击它。但是,一个光子有一个特点,就是能量越高,精度越高,但是能量不能无限上升。当它达到一定的最大值时,它会立即变成一个微小的黑洞,摧毁那里的空空间。这个在变成黑洞之前能量极高的光子的精度是普朗克长度,光通过深圳生命网普朗克长度所需要的时间就是普朗克时间。
一切都是有限的。测量不能等于不存在吗?目前还没有证据证明空是不连续的,但任何现实世界中的所有物理定律(包括信息量)都指向“万物皆有限”。想象一下,有许多奇怪的生物生活在一个没有空气的不同世界里。如果这些生物想知道最高的有多高,他们只能爬山。但是地球的引力决定了最高的山不能超过一万米,所以这一万米不仅是测得的最高高度,也是异世界“实际存在”的最高高度。
因此,上述内容中的“测量”并不是真正受限于人的能力的“测量行为”,而是通过计算得出的理论上限。事实上,人类无法创造出足以当场摧毁空的光子。就像地球最高峰不能超过一万米一样,这是由地球重力加速度决定的。我们不需要把山堆到一万米就可以得出“山的高度是有限的”这个结论。
站在最高峰上,地球也会向四周张望。
“一切都是有限的”这个结论解决了哲学中所有关于宇宙的悖论。人们过去认为宇宙是无限的空+无限的时间。现在我们知道宇宙的大小是有限的(有限但无界),宇宙的寿命并不比太阳长几倍。同时,我们也知道,万物不是可以无限分割的。你可能认为时间和空有无限的精度(也就是所谓的连续性,这也是没有证据支持的),但它们绝对不是无限可分的。电子的直径是普朗克长度的十亿倍,我们还没有发现任何电子可以被分割的证据。人类对量子的研究可能已经进入了一个即将触及天花板的高度。
无限的概念只能存在于人们的头脑中。从某种意义上说,它甚至比整个宇宙都大。
你不能碰它。现在,让我们回到问题的开头。指尖能摸到吗?当然不是,因为至少你的手指没有无限的精度。他们只会在一个比这个小一点,比这个大一点的区间内“跳跃”。这个无限的数字只能永远存在于人类(或任何智慧个体)的想象中。
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