我们的世界真的存在造物主吗?Ⅱ杨振宁

李昌杰

<p class="ql-block"><b style="font-size:22px;"><i><u>文前导言</u></i></b></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><b style="font-size:22px;"><i><u>杨振宁在多次访谈和言论中,表达了他对造物主存在的看法。他认为,虽然无法从科学的角度直接证明造物主的存在,但根据他对宇宙和自然的深刻洞察,他倾向于认为存在一个造物主。不过,他所说的造物主并非传统宗教中所描述的人格化神祇,而是一种超越自然界的力量或规律,这种力量或规律创造了宇宙并维持其有序运行。以下是对杨振宁主要观点的概括:世界的结构非偶然:杨振宁认为,世界的结构之精妙,无法用偶然来解释。例如,宇宙中的星系、恒星、行星等天体的运行规律,以及生命现象的复杂性和多样性,都显示出一种高度的有序性和目的性。造物主非人格化神祇:他所指的造物主并非具有人格特征的上帝或神祇,而是一种更抽象、更超越的存在。这种存在可能是一种基本的物理规律或宇宙法则,它创造了宇宙并决定了其中一切事物的运行方式。科学与宗教的界限:杨振宁强调,他的这一观点并不构成对任何宗教的信仰或否定。他认为,科学与宗教是两个不同的领域,科学关注的是自然界的现象和规律,而宗教则涉及人类的精神信仰和道德价值。因此,他并不主张用科学来证明或否定宗教中的神祇存在。对宇宙的好奇与敬畏:杨振宁对宇宙和自然充满了敬畏之情。他认为,尽管人类在科学技术方面取得了巨大的进步,但对宇宙的了解仍然非常有限。因此,他倾向于认为存在一个超越人类认知的造物主,在幕后操控着宇宙的一切。呼吁保持开放态度:杨振宁呼吁人们保持开放的态度,不要盲目否定或肯定造物主的存在。他认为,这是一个复杂而深刻的问题,需要持续的研究和探讨。同时,他也强调,无论造物主是否存在,人类都应该珍惜生命、追求真理,并努力为社会的进步和人类的福祉做出贡献。(李昌杰)</u></i></b></p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">杨振宁是一位伟大的物理学家,在一次媒体采访中,他表示“造物主一定存在”,理论物理学家是最有可能怀疑这个世界的本质其实是有人创造出来的一个虚拟世界。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">为什么呢?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">我们先假设一下,这个世界真的是个“黑客帝国”式的虚拟世界,那么我们怎么发现这个真相呢?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">从哲学角度来讲,只要世界虚拟的足够真实,我们是不可能发现这一点的,我们无法区分“真正的客观”和“完美满足意识主观观察的虚拟客观”之间有任何的区别。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">那么,我们这个世界足够真实吗? 在物理学发展到量子阶段以前,我们认为是足够真实的,一切我们发现的科学规律都是既普适又自洽,而且经过思考以后会发现也非常符合直觉和逻辑。包括经典力学,热力学,电磁理论等等,完全看不出有任何的问题,学起来也很容易。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">可是,自从物理学发展到量子阶段后,各种反直觉的实验现象就开始出现了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">首先是光的波粒二象性,一个物体,既是波又是粒子,而且到底是波还是粒子居然取决于你怎样观测。这已经很反常识了,幸好科学不屈从于直觉,科学家们想不明白就不想了,姑且认为猫就是可以又死又活吧。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">然后半透镜实验(延迟选择实验)就更离谱了,科学家摆弄来摆弄去,就是发现现实世界不遵守因果律。为什么会这样不符合逻辑?没有任何人知道。幸好科学不屈从于逻辑,实验结果如此就如此吧,科学家们只相信事实。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">接着又是光子的全同性问题,两个光子,或者很多基本粒子,居然是不能编号区分的,它们可以任意混淆,而且一旦产生混淆,用来区分它们的现象也就随之消失了。这又是违背直觉和逻辑的现象,我们从出生就知道两件东西长的再怎样相似,也是可以彼此区分的,为什么粒子就不可以?物理学家也不知道,只能认同事实。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">再接着是更加诡异的粒子的自旋现象,粒子的自旋就像是一种奇怪的秉性,你测量一次,它就有可能变化一次,明明刚用磁场区分出来一致方向自旋的粒子,再次区分,它们依然还是一半向上一半向下,这符合常识吗?当然不,而物理学家们只好用一句自旋现象没有经典对应来一语带过。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">然后还有量子纠缠问题,超越光速的超距作用,仿佛空间是不真实存在的,为什么会这样?物理学家还是不知道,哪怕他们可以用公式描述,甚至可以用这个规律来进行保密通讯,但是没有人能给出一个符合直觉和逻辑的简洁解答。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">当然,你可以说物理学有了很多解释,什么哥本哈根理论,多世界理论,可是没有一个听起来感觉是能令人信服的,世界在不断分裂成平行世界?时光会回溯?全世界就一个电子?你还不如让我去多看几本科幻。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">现代的物理学家们只能承认,量子现象是无法用直觉来理解的,无论你能如何了解这些规律,但是从内心里,你并不是真正能明白了然为什么会这样。甚至很多研究了一辈子量子物理的大神们,这样的疑问也同样盘旋在他们的心里。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">这像不像一个不够完美的世界?科学家们会不会在内心中生出一丝疑惑来:这些现象太类似一个人为创造出来的虚拟世界了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">对啊,虚拟世界里物质就可以同时是波函数也可以是确定的值,比如一个随机函数,没有运行的时候就是一个随机范围,运行后(观测)就是一个确定的值。网络游戏里这个现象太普遍了,一张地图上如果有50%的概率刷出怪来,但是没有玩家进入地图前,刷怪程序并不执行,那么如果没有玩家去看,请问地图上有怪吗?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">可能有,也可能没有,各50%的概率,处于一种叠加态吧。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">但是只要有玩家进入地图,这个叠加态迅速就坍缩了,得到了一个确定的结果。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">粒子的全同性在真实世界很难理解对吧,在虚拟世界里多么好理解啊。游戏里面掉落的钱币,因为数量太多,为了方便携带,玩家拾取后就会落到一个背包格子里,这时候它和原来格子里面的钱币就不能区分了,因为这种大数量道具系统是不区分的,还有血瓶,材料等等。全世界就一个钱币?确实是,就一个钱币的代码,到处生成对象而已,同一个代码生成的无编号对象当然就是全同的嘛,你拿哪些全同量子的实验来试试,全部完美解释。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">如果我们知道了粒子只是用函数模拟出来的,那么粒子的那些奇怪的内禀属性就不再神奇了。比如电子的自旋属性,要不是我们非要把电子想象成一个小球的话,哪里有什么东西在自旋,只不过是粒子函数在电磁场中的表现出的一些特性罢了,也不用思考为啥转两圈只能算一周,我们只用知道每次进入磁场,带电荷属性的粒子函数就要被执行一次输出,函数代码需要根据自身的所谓自旋值随机输出一个运动方向。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">所以每用磁场来触发粒子函数输出一次,总会有一半向上,一半向下。下次再触发还是调用同样的函数,依然是这个结果,不会受上次调用的影响,所以永远没有确定的输出值。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">量子纠缠发生在真实世界很诡异是吧,虚拟世界里到处都是这种现象,两个同时产生的宝箱,要是他们里面的道具出自一个概率表有严格的相关性,那么你把其中一个搬到游戏中任何一个地方打开也能马上影响另一个的结果,因为影响它们秉性的不是距离而是看不见的内部代码。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">还有那个违背因果律的延迟选择实验,现实世界里感觉匪夷所思是吧,我们看看虚拟世界里这种事件一般都是如何处理的。法师发出一个火球,击中目标的概率为50%,那么是飞行到接触目标之前计算结果比较好呢,还是先按概率计算出结果,再反过来根据计算出的结果(命中或者不命中)绘制飞行动画比较好呢。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">显然后者更合理一些,那么这就给玩家造成了一个因果错觉,玩家觉得是火球发出后根据目标的躲避情况来决定是否命中,而系统里其实早有结果,给玩家看的只不过是之前结果的表现。玩家要是突然决定在火球的飞行路径上再加一个检测点,好嘛,这个动画就得瞬间重画,从检测点开始再回归计算,因果律看起来就不正常了是吧,其实码农们都懂。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">所以说出生在现代的学生们学习量子物理其实并不难,因为他们都有丰富的虚拟世界的体验经验,要是再学会一些网络编程,那更是容易理解。这些事情对于现代的学生来说,简直就是虚拟世界网游的现实翻版嘛。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">如果人类只有科学,本也不该怀疑这些现象,因为客观观察到的事实是怎样,就应该理所当然的承认嘛。不过,幸好人类不只有科学,人类还有数学和哲学,这些知识是高于科学的,从而让我们能以超越当前客观世界以外的思考视角来审视这个世界。而我们人类的很多直觉其实也是来自这些知识,这也令我们对我们所处的世界产生了怀疑,难道我们真是在一个他人创造出的虚拟世界里吗?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">那么,假设真的是有人创造出这个虚拟世界,为何又会在量子层面露出这么多破绽呢?都满足我们的直觉不好吗? 其实,这事问程序员们就知道了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">为什么不事先在地图上把怪刷好啊,非要有玩家进去再刷?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">因为要节省资源…… 为什么要制造一些不可区分的道具啊,不能所有道具都有唯一的ID吗? 因为要节省资源…… 为什么粒子的自旋值每次都要复位啊,不能记录下来吗? 因为要节省资源啊…… 为什么粒子非要等观测的时候才确定状态啊,不能事先就生成好吗?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">还是因为要节省资源啊同学,这个宇宙场景很大的,我哪能做到把全宇宙里所有粒子在每一个普朗克时长的状态都计算出来啊,既浪费资源也没有必要,你要看哪个我就算哪个不就完了,只要你不认真琢磨,看起来和全算状态其实没啥区别。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">是不是很符合一个程序员的想法? 你现在是不是觉得物理学家们怀疑有人创造了这个虚拟世界是很有道理的?自然界的这些安排的确奇怪了,要是真的存在一个造物主的话,很多见鬼的现象就能解释了! 真的,只能这么解释。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">那我们把这个代码构成的虚拟世界的科幻想法再搞完善一点看看。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">假如你是个小码农,你的老板要你开发一些虚拟的拟真世界,你要怎么搞呢? 你想了想,决定先定义一些构成世界的夸克级的基本粒子,你构造了一些一维函数模拟出这些粒子的秉性,这就像《我的世界》里面小块一样,只不过你用的形状是线条。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">但是夸克太小了,就好像是像素一样,很难赋予太复杂的秉性,于是你开始用夸克拼装更高一等的基本粒子。用什么办法拼装呢,你构造了一些小块根据基础秉性相互作用的效应,并在代码里用方程形式表现出来,分别叫强相互作用和电磁作用。这些线条彼此靠近就会按规律黏着或者排斥,然后自动组合出更多类型的高等粒子的框架来。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">线条搭建的粒子好像是基本三维容器,用来装承这些最小的一维函数,出于不可重复调用的原因,容器里不能装载属性相同的夸克(泡利不相容原理)。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">然后,再设定一些函数之间的相互作用,先设定个与质量有关的,把引力方程写进去。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">模拟两个粒子运动一下,嗯,跑的不错,任何时候把时间参数代进入马上就可以得到速度位置,用个微分方程就好。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">可是物体一多就不行了,得迭代,多体问题没有解析解就只能求数值解。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">这样计算方面就有一个问题了,那就是时间不能连续,得有个最小单位,而且得足够小。如果迭代步长太大结果误差就太大了,那么时间单位最小可以多小呢。</p> <p class="ql-block">程序员研究了一下主机的参数,决定根据硬件条件的限制来定义,系统的最小时间片是多少呢? 是一个“普朗克时间”:10的负43次方秒,程序员发现定义完这个变量以后,很多参数也随之确定出来了,比如宇宙的最大速度 = 最小普朗克长度/最小普朗克时间,于是光速就有了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">分子为啥是要用最小普朗克长度呢,因为这个世界要尽量拟真嘛,要让物体运动的尽量平滑,能不跳格就不跳格。但是这事不能表现的这么直白,于是程序员研究了下,正好根据作用效应把粒子质量和速度挂钩起来,用质量来限制速度的上限,正好达到光速时候质量无穷大,从容器层解决了这个问题(洛伦兹变换)。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">好了,搞定一些常数,程序员开始跑一个大规模的测试版本,模拟了几万亿个粒子的行为,系统就开始卡顿起来。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">程序员有点头疼,这不省心啊,老板不肯投资升级主机,这才多少粒子,离模拟一个星系的距离还很久呢。于是他去请教一个老程序员。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">老程序员看了下他的代码,冷笑一声,你这个搞法再多少计算资源都能给你耗尽了知道不,你看看每个粒子都在占用内存和CPU时间,彼此作用起来计算量是指数上升的,有必要吗?你要想想,中间状态有没有必要存在? 可是程序员犹豫了一下说,那也不能直接模拟到终局啊,到了最后肯定是热寂归零。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">老程序员用报纸敲了一下他的头说,你程序跑给谁看的,客户在哪? 程序员这才想起来,老板之前指定了一个观察者接口的。对嘛,谁调用哪个接口就马上进行计算就好了。程序员重构了一遍系统,把粒子代码全部脚本化了,这样方便随时调用。然后把系统输出修改成针对意识接口的观察流模式,按照意识接口的调用来驱动计算输出。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">这样,整个仿真模型的主循环就大大简化了,不用输出中间状态让模拟计算量大大下降。有了这个方向,很多问题就迎刃而解了,程序员搓搓手,是时候开始解决宇宙宏观架构的问题了,怎么才能稳定整个大框架呢,好像要搞一些新的物质形态才行,程序员又开始拼小块了,这次的目标是暗物质和暗能量,还有空间的属性问题…… 欢迎码农们一起来开脑洞。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">一些有趣的小问题 熵为何不可逆? 因为宇宙代码无法逆序执行,代码一旦开始执行,整个过程就不再可逆,输出结果也无法变回代码。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">量子加密究竟是什么? 很简单,我们无法将代码执行后输出的结果逆转成未执行的代码态,比如一个随机函数执行输出结果后,我们无法拿着这个结果再把它变回随机函数。量子传输中的粒子只能被观测一次,观测后就变成了确定的状态,这和没被观测过是有区别的,我们发现这个区别就能知道信息有没有被人阅读过。就好像游戏里的宝箱开过了是无法还原的。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">量子计算究竟是什么? 其实经典计算就是让“宇宙母机”运算之后,人类计算机再用确定的结果去运算。而量子计算则是直接调用脚本混合重编程,然后盗用了“宇宙母机”的算力来帮忙计算。比如,两个随机函数相乘,经典计算就是先运算两个随机函数得到结果,然后再把结果相乘。如果我们要直接乘积结果的分布,那就得重复计算几万次来看。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">而量子计算则是把两个函数的代码合并,直接在代码里完成相乘,然后把混合后的函数交给“宇宙母机”重新打包成一个新的随机函数,这样这个函数的输出结果就相当于包含了之前的多步计算,我们现在只用对这个函数的结果进行输出抽样就可以了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">量子计算的难点在哪里? 最难的地方就是保存和合并两个基本粒子函数的时候,不能触发运算调用,一旦触发,函数被执行就失去了代码重编的效果(退相干),而真正要完成有价值的计算,量子计算机需要合并几十个粒子函数,所以必须小心翼翼,还要排除误触发执行的干扰。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">其实量子物理领域凡是涉及到哲学层面的内容,都是没法证伪的,比如意识的本质,平行世界是否存在,时光回溯有没有等等,非要比较的话,按奥卡姆剃刀原则,把世界理解成虚拟的说不定还是最简洁的版本。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">但是,请不要因为世界有可能是虚拟的,大家就跑来问作弊码是什么,怎么卡BUG,怎么把系统搞宕机,怎么把缓冲区搞溢出!你们是在严重低估上层世界程序员的水准,能开发这个规模系统的团队能让咱们这种层级的存在把系统搞宕机?你就想象一下吧,如果你是主程,这个系统的鲁棒性会定义的多高?黑洞,超星系团都可以任意相撞,会怕人类造几个还没行星大的加速器?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">就算退一万步讲,这个世界出BUG了,大家觉得那可能被你我知道吗?处理系统崩溃的运维手段不就是停机,打补丁,清档回滚数据,重启,完了各位能知道发生过啥吗?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">还有一个重大问题是,如果真有造物主存在,他们开发这个系统到底想干嘛呢?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">当然,我们是永远无法揣测更高维度的智慧在想什么,就像蚂蚁不能懂得穿白大褂的人在干嘛一样。但是这不妨碍我们换用自身的角度来思考下:如果人类可以创造出这样一个虚拟世界,并且能在其中演化出虚拟的智能生命了,人类会创造并且持续运营这样一个系统吗?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">显然会,而且会运行非常多个! 因为这样做至少有几个对人类来说非常有意义的目的,我们来看看: 首先其实是很有趣。观察一个虚拟宇宙从诞生到演化,诞生生命到产生智慧,这是多么有意思的一件事啊,反复的模拟说不定可以看到各种各样的演化结果,这就像我们现在看着自己创造AI不断进化一样有意思啊,为什么不多看看呢?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">其次,伴随虚拟宇宙的演化,AI的进化本质上和现在人工智能的进化学习算法是类似的,反复的进化我们可以得到更优秀的AI模型,这不就是自动学习么,这样的AI模型说不定未来可以用来解决一些更有价值的问题(比如寻找宇宙终极答案是不是42);</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">第三,AI的进化带给了我们更多的借鉴和思考,虚拟智能同样会在它们发展的各个阶段创造出五花八门的艺术,科学,迷信,政治,宗教,战争等等,而且会有各种各样有趣的创新和创意。这些文明的创造产物,对于更高的文明同样具有意义,观察研究虚拟AI社会的各种各样的演化现象和历史,简直就是在观察一个丰富的文明宝藏;</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">最后,这样的虚拟演化还有可能帮助我们寻求一些宇宙知识的答案。运行演化一个虚拟世界实际上就是在加速模拟真实世界的演化,我们观察AI的行为对理解文明的未来发展显然有莫大的帮助。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">所以推己及人,如果人类未来会对创造并观察虚拟世界感兴趣的话,我们也可以认为更上层的智慧也会有类似行为(之所以用了更上层而不是更高等的说法,是因为我认为更上层的造物主也不一定就是智慧或者能力会远超它的创造者,就像未来我们肯定可以创造出我们自身更加聪明和智慧的AI生命一样)。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">我们所处的宇宙很大,未来人类文明或许不缺物质,不缺能源,不缺空间,不缺时间,但是很可能会缺文明的同伴。费米悖论也许就是在提示我们,人类文明未来在宇宙中将会是完全孤独的。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">我们不知道自己为什么被锁在了这个没有别人的世界里,也许三体文明已经用曲率波把可视宇宙覆盖掉了,并把宇宙速度的上限限制在光速来永久的囚禁地球文明。也许人类文明玩的就是一个单文明虚拟游戏,我们是被分在单独进化组里隔离观察的对象。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">但是有一点几乎可以确定的是,不管留给我们探索的环境有多大,未来人类如果发展的足够久的话,我们的科学最终总会碰到这个世界的根本性的无法突破的规则之壁。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">就好像虚拟游戏里的NPC永远不可能跳到键盘前一样,科学会碰到的是永远无法逾越的规则级的天花板,也许是无法跨越的空间距离,也许是无法再拆解的微观极限,也许是主观世界和客观世界的神秘界限,也许是人类不可碰触的更高时空维度,甚至可能到人类最信赖的数学都无能为力的程度,那是真正的边界。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">从这个角度来说,人类是不是被囚禁在一个虚拟时空里根本不重要,所谓囚禁只是牢房大小的差别,就像罪犯关在监狱,但是自由人被关在地球一样。 那么,无法发展的人类要怎么办,生存的意义何在?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">这个问题同样可以拷问一个已经没有玩家的网络游戏中的NPC:你不过就是十字路口的一个路人NPC,你在这里存在的目的已经不存在了,这个系统也没有人在维护,只是在默默运转而已,你的存在对造物主也毫无意义,甚至造物主们早就忘记这里还有一个没有关闭的系统了,那么你能干什么?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">文明自然不会轻易沉沦,就算面对绝壁文明也自然会懂得向自身寻找存在的意义。借用大刘的话,“给岁月以文明,而不是给文明以岁月”。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">茫茫宇宙中,文明存在的本身就是意义,文明经历岁月就是对自身意义的不断证明。就算文明万一无法向外探索,但是不妨碍文明可以继续探究自身,艺术可以不断创造,历史可以永恒演绎,文明会在可触及的时空里精彩的存在着。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">试想有一天,宇宙这个游戏没有玩家光顾了,也没有人维护了,里面的NPC文明却继续过的非常精彩,他们在小小的虚拟环境里载歌载舞,种菜养羊,拍电影写小说,甚至自己动手改造着整个宇宙,还养出了一大堆的小世界和小文明,这是不是应该叫做就算看破了世界的真相,但是还是依然热爱生活的不屈文明呢?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">所以我想,创造虚拟世界应该是每个文明发展到一定阶段都会做的事情吧。任何文明在无法找到自己的造物主并与之对话后,应该都会想把自己化做造物主来赋予自身更多存在的意义。说不定上层世界也是相同的情况呢? 哈哈,我知道大家又要反对套娃了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">可是,哲学上讲我们本来就是无法去穷究任何问题的。造物主若有,那么又是谁创造它呢?既然从哲学角度讲对于任何终极问题的探寻都是永不可能有答案,所以我们不如好好关注当下,就像无人照料的游戏里的智能NPC,在失去外部意义之后,依然把每一段岁月都活出精彩,这或许才是生命,或者文明存在的最大价值。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">好了扯远了,为这么个问题胡诌了这么多废话,实在抱歉浪费大家时间。 不过深夜偶感,愿有远友心有灵犀能共叹之。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">我没有过度曲读杨振宁教授的原意,我也不认为他所指的造物主就是某种神灵,或者类似宗教信仰的东西,我个人也不支持所谓“科学的尽头是神学”之类的说法。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">我只是就物理现象谈个人理解,可以当作码农+游戏制作者,从自身职业角度出发对量子物理领域作了一些业余科幻式的解读,就算我怀疑存在世界是虚拟的可能,也不会因此而抛弃依靠证伪精神质疑一切的科学思维方式,我不会因为自己的脑洞,就会昏了头把想象当作了不需证伪的信仰,我是一位坚定的科学思维方式的信奉者。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">所以这些内容,大家当科幻来理解就好,不能证伪的想象就让它留在想象的领域吧,而且确实科学也不关心这些内容。所以咱们聊咱们的脑洞,不碍着科学也不碍着神学,请大神们不要太较真。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">不过既然是科幻,也不妨碍我们认真一点哈,鉴于大家对我们的世界存在虚拟的可能性的各种讨论,我的看法是,如果真的要追问,感觉虚拟的可能性其实是相当大的,理由如下:</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">1.最直接的理由自然是来自费米悖论,我们这个星球的存在,包括人类的存在从任何逻辑角度来讲也太特殊了,而至今这个环境里空无他人的情况来看,同时对比宇宙历史和人类文明史之间的悬殊的时间关系,从逻辑上分析简直不可思议。按照宇宙学的最基本原理:“我们不特殊”来做出发点思考,随便做个数学模型推算一下,计算下一定范围内可能诞生文明的数量,在模拟下文明扩散的速度和宇宙年龄之间的关系,就知道人类现在这个奇怪的处境发生的概率能有多低,低到简直不可想象的程度;</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">2.我们所处的环境也太特殊了,为什么我们向宇宙的各个方向看去,星系的密度全部都是均匀一致的,完全看不出我们在宇宙的什么位置?你要说服我不要联想这外面是个系统生成的背景也很困难啊,</p> <p class="ql-block">宇宙唯一一个文明诞生在正好宇宙中间的位置?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">3.现在对地球生命的各种演变历史也还存在大量未知和争议,进化论到现在也不能很完美的解释整个生物进化的路径,先不说整套地球的生物体系完全是在几千万年自然进化发展而来的证据说服力强不强,但我如果按我的职业角度,请上几位资深的游戏策划来阅读一下地球生物的分类学,他们倒是一定会有一些非常熟悉的感觉,这种感觉就像在读一套非常有目的设计文案。整个地球生物的谱系其实充满了浓郁的策划设计味道,就像解读量子现象一样,有些地方甚至巧合到了难以置信的地步。当然这个脑洞开起来就更复杂了,有机会再扯淡吧;</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">4.更重要的一点是,人类马上就会创造出属于我们的虚拟小世界了。按照现在人类计算技术的发展速度,用不了一百年,我们估计就可以做到完全的将意识数码化,从而完全的从技术角度理解意识的本质,并学会如何创造具有人工意识的智能AI。这应该比人类大规模定居火星要更早实现,而且伴随量子计算技术的发展,在虚拟环境里创造真正的元宇宙也指日可待。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">我不期待五百年内人类能到达比邻星,但是这之前实现出一个虚拟宇宙则大有可能,也许刚开始我们只能模拟星系级别大小的拟真环境,其他都得用贴图,但是几十个版本迭代下来,这个环境显然会越来越逼真,而且其中模拟的文明应该不会在意这个问题,因为他们看到的客观世界是怎样的他们都会全盘接受。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">同样根据宇宙学原理,推己及人,如果人类文明建立才几千年就能向下创造虚拟世界,那么虚拟世界的嵌套速度将远胜过文明在物理层面传播的速度。从直觉上想象一下就能知道,人类文明所处在一个虚拟环境里的可能性真是超乎寻常的大,甚至我们都不知道我们到底在第几层,这个神玩法一旦开始,恐怖叠上几千几万层也是稀松平常的事情。我相信,人类没有那么幸运,别说正好我们就是能接触真实物理世界的原始文明,就算运气好在头一两百层的机率可能都不是那么的大。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">每个文明都在笼子里,每个文明又都在造新的笼子,层层叠叠也许才是我们这个宇宙的真相。不信,再等几百年看看人类能搞出什么东东来。话说一百多年前,有杂志邀请很多当时的学者一起畅想未来,预测未来人类会做出那些成就。有人预测,人类会造出几千层的摩天大楼,天空城市,无数的飞行汽车穿梭其中,人类还会定居在月球和火星,开采太空的能源和矿物。结果,一百年到了,人类并没有干这些事情,人类主要成就是造了互联网,并升级成了移动互联网。 再等五百年,你们猜人类在干嘛?</p> <p class="ql-block">除了光速,我们甚至可以用类似的角度来看待物理学中的各种基础常数,尤其是那些有量纲的常数,它们很可能不是绝对不变的宇宙初始变量,而只是某些更底层的物理规律导致的一种结果。比如电子的电荷数值,或者质子的质量等等。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">从另一方面来想,既然我们感觉常数之上还有更底层的规律,那么常数绝对不变也不是那么不可挑战了。就好像光速,虽然在底层上有普朗克长度和时间做为计算基础,但是更基础的约束很可能来自宇宙要绝对避免不同物质在相同时空的重叠可能,那么在某些特殊的情况下(比如量子尺度运算精度不足造成的重叠BUG),这个光速限制就有可能是会被打破的,这也体现了一种很容易理解的程序思维:下层逻辑必须服从上层逻辑的约束。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">怎么样,作为一个普通观众,我们不仅又理解了一个现在最最前沿的科学难题,而且还获得了一种全新看待宇宙规律的视角,有没有一种成就感?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">我们再来谈谈量子纠缠问题吧,这个问题最近提到很多,也有朋友问到怎么用游戏的视角来解读量子纠缠问题,那我们这一更就聊下我们作为玩家如何理解量子纠缠。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">开始前,我们了解一些基础知识先。 所谓量子纠缠,其实就是指微观世界里面发生的一种特殊的多粒子的耦合行为。通俗来说,就是几个粒子联成了一个整体系统了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">不过它们联成的不是一个整体,而是一个整体系统,也就是说每个粒子还是单独存在的,而且可以分开,但是从关系上呢,它们之间又存在某种不可分割的整体关联。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">量子纠缠就是粒子的波函数发生了混合 一旦粒子之间有了这种纠缠关系之后,这些彼此纠缠的粒子不管身在何方,它们之间都能瞬间互相影响,而且这种影响不随距离的改变而消失,而且彼此之间的影响似乎也没有任何速度上的限制。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">比如说,一对相互形成纠缠的粒子(我们把它们比作一对兄弟吧),我们把这对兄弟粒子彼此分开,然后让它们向相反方向飞去,并让它们尽可能的飞的相距更远一些,比如让它们相距百万甚至千万公里以上。然后,这时候我们观测其中一个哥哥粒子的某些属性,比如观测它的自旋方向。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">一旦当我们观测到这个哥哥粒子的自旋方向后,另一个弟弟粒子就能同时就能感应到它的兄弟被观测了,于是它马上也就显示出一个跟它哥哥完全相反的自旋方向来,以保持他们彼此绝对互补。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">你瞅瞅这个过程,是不是会感觉其实并没有那么复杂难懂。也许这对粒子在分开时候自旋方向本来就是相反的,它们只不过保持了角动量守恒嘛,所以不管跑多远,你看了其中一只,自然就知道另一只的方向了啊。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">就像两只鞋子,本来就是一对,不管你把它们分开多远,你只要看到一只是左脚的,自然马上知道另一只就是右脚的嘛,这难道有什么奇怪的地方吗? 问题自然没有那么简单,科学家们自然也不会没想到。他们当然知道这种可能性,但是他们深入的研究了这个问题后发现,纠缠粒子之间的关系并没有角动量守恒这么单纯,它们有着更深入的互补性。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">科学家们发现,两个粒子如果自旋方向简单相反的状态和两个粒子纠缠伴随观测变成绝对自旋互补状态,两者之间其实从数学角度来比较是不太相同的。这两种互补模式在数学上能发现一些细微的差别,而这个差别被一名北爱尔兰物理学家J·贝尔给抓住了,他提出了一个著名的贝尔不等式,用一个数学不等式清晰的显示出了两种自旋模式之间的数学差别。经典状态下粒子的自旋模式是符合这个不等式的,而量子理论里粒子自旋会突破这个不等式的约束。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">贝尔不等式的样子,大家看看就好 这一段虽然我们尽量没引用太多物理或者数学公式(唯一只是展示了一下贝尔不等式的样子),但也是不太容易理解的,因此我们还是转换到虚拟世界的视角来重新讲述一下吧。 我们又来到我们创造的“量子世界”游戏中。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">话说在游戏里,系统生成了一对宝箱。在每对宝箱里面有一只漂亮的蝴蝶精灵。而且我们已知,宝箱里面的蝴蝶精灵的颜色只有白色和黑色,每对宝箱里的蝴蝶颜色则一定是相反的,它们是一对“双子”精灵。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">那么毫无疑问,如果有一对宝箱,那么无论什么时候我们打开其中一只宝箱看到了里面的蝴蝶的颜色的话,就能马上知道另一只宝箱的蝴蝶颜色。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">成对的游戏宝箱,但是这个游戏的设计师告诉我们,这种成对宝箱的程序实现方式其实有些区别的。具体说就是成对宝箱其实有两种实现方式,一种是事先就生成好了一对双子蝴蝶,然后再分别装在不同宝箱里。这种先有蝴蝶再装进宝箱的方式我们命名为“传统宝箱”。而另一种呢,则是在你打开成对宝箱中的任意一只的一瞬间,才马上执行生成蝴蝶的代码,在两只箱子里立刻生成一对颜色相反的双子蝴蝶,我们将这种宝箱命名为“量子宝箱”。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">于是游戏的设计师想挑战我们,想让我们试试看,能不能通过观察分辨出哪一对宝箱是传统宝箱,哪一对是量子宝箱。 这个挑战看起来似乎不可能完成,因为简单从开箱后的观察结果来看,似乎两种形式的宝箱都是完全一样的,两种都是装着颜色相反的双子蝴蝶而已,我们似乎无法分辨两者有什么不同。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">但是,我们玩家都是很有耐心的,经过认真的反复摆弄两种不同的宝箱,重复开箱过无数次以后,我们还是发现了一些差别。我们发现,虽然每组宝箱里面的蝴蝶颜色都是相反的,但是对于量子宝箱来说,这两只蝴蝶的行为似乎更加对称一些,比如刚开箱的一瞬间,两只量子宝箱里飞出的蝴蝶连飞行方向也是完全相反的,甚至每只蝴蝶精灵其他的行为也都是完全相反的。而传统宝箱则完全没有这种现象,传统宝箱里的蝴蝶除了颜色区别,其他则看不出有什么关联性。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">所以,我们感觉量子宝箱里面的蝴蝶精灵才是“真·双子”蝴蝶,而传统宝箱里面的则是“伪·双子”蝴蝶。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">自此,我们就成功的分辨出了两类宝箱的差别,我们完全能够通过观察开箱后蝴蝶的行为或者其他一些属性来判断,这组宝箱究竟是量子宝箱还是传统宝箱。而且,我们还更进一步的发现,任何量子宝箱一旦打开过以后,这个宝箱就马上变成传统宝箱了,你就算把蝴蝶再装回去,这个宝箱也不会再变成量子宝箱。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">其实这也很好理解,因为蝴蝶已经生成出来了嘛。量子宝箱里的蝴蝶之所有表现出那么优美的对称性,其实就是因为它们是刚刚被成对生成出来的,它们只有在生成的一瞬间才能展现出完美的对称感。等到后面,你再怎么摆布这些已经生成好的蝴蝶,也无法再获得那种对称感了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">而且我们用程序刷新出这对蝴蝶这个过程也是不可逆的,所以只要蝴蝶已经被程序生成出来后,它就不可能再变回成为一段代码,不能被再生成一次。那么,量子宝箱也就蜕变成了一个传统宝箱,永远也不可能再变回成原来的状态了。所以,量子宝箱其实是一种一次性的宝箱。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">这个技巧很快就被大家用来判断某个量子宝箱是否被人打开过了,因为量子宝箱只要打开过一次,那么它就变成了传统宝箱,我们就可以用观察蝴蝶行为的方式判断出它已经不是量子宝箱了,它已经被人打开过了。大家还发现,量子宝箱的这种神奇的特性非常有趣,它几乎是无解的,没有任何人有办法把打开过的量子宝箱还原回去,就像我们不能把一段程序运行得到的结果再变回成一段程序一样。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">那么量子宝箱的这个神奇的特性可以用来做什么呢?大家想到了什么没? 有人很快想到了,我们如果把一张写给别人的字条也同时放在量子宝箱里,那么不就可以防止别人偷看了么。因为,任何人想偷看量子宝箱里面的字条,就必须打开宝箱,但是只要量子宝箱被打开过了,那就无法还原回去了,这样收到宝箱的人通过判断宝箱是否被打开过从而知道里面的纸条是否被别人偷看过了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">这样,量子宝箱可以成为一种游戏中绝对安全的“邮件封印”,就像古代的火漆封笺一样,一旦封上就可以保证里面信息的绝对无法在不破坏封印的前提下被别人看到。而且火漆可以有办法伪造,量子宝箱却绝对伪造不了(请记住,是理论意义上的绝对伪造不了)。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">我们上面讲述的这个虚拟世界游戏的例子,其实就是对应着量子纠缠和由此发展而来的量子加密通讯技术的基本原理。 量子宝箱就是象征着处于纠缠态的量子对,传统宝箱则是普通的粒子对。开宝箱的过程其实就是我们的观测行为。所以,所谓量子加密,并不是一种无法解开的加密算法,而是利用纠缠量子来搭载传递信息的方法,这样传递可以一定程度保证信息的安全性,接受者能准确无误的知道自己是否是信息的第一个阅读者,而且不用担心有人偷看过之后又伪造了量子态来假装这个信息没有被阅读过。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">所以量子加密通讯其实传递的还是经典信息,信息传递速度也并没有超越光速,也同样有可能被窃听,只是无法被不察觉的窃听而已。 量子加密的绝对安全性其实是来自于量子纠缠的状态被退相干后(就是观测后)是无法被人为复原的特性。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">处于纠缠态的量子对在被观测的时候,这一对粒子的状态才同时确定(你也可以说是同时生成),而且它们一切的状态一定都是相反互补的,这种互补性用传统的粒子对无论如何也模仿不出来的。这种差别也就是贝尔用数学描述出来的贝尔不等式所表达的含义。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">科学家为了验证这种互补性确实存在,已经做过了无数次的试验,他们把纠缠态的光子对分开几万公里,甚至在太空中找到分开更远的纠缠粒子,反复的测量它们的行为,每一次都证明了贝尔不等式是成立的。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">这种现象放在现实里其实是非常令人难以理解的,因为两个纠缠粒子在物理距离上已经相隔千万里之外了,但是它们依然能保持超越时空的协调性,而且绝对不是简单的动量守恒能解释的,它们表现的就像完全没有被分开一样。这种令人费解的现象,就算强大如爱因斯坦也感到不可思议,甚至爱因斯坦的后半生时间都一直在和量子物理的这些现象斗争,他试图证明粒子之间不可能通过超越光速的速度传递信息(定域性),也不可能通过一只粒子的状态知晓另一只的状态(实在性)。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">结果很不幸,现实中的实验一次又一次的证明爱因斯坦是错的, 要知道,爱因斯坦当年创立出的伟大的相对论就是依靠着定域性和实在性才能成立,而相对论在宏观上同样也被证明是对的。物理学的两大著名理论彼此矛盾,但是居然都是对的,量子理论在微观领域被证明是对的,而相对论在宏观领域也被证明是对的。</p> <p class="ql-block">这令大家有没有想到什么?其实物理学上这一幕已经发生过了,就是所谓的“黑体辐射问题”,这个限于篇幅就不详细谈到了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">总之,在现实世界里面想要统一这两大理论是非常非常困难的,困难直到现在还没有任何人能做到。这也是物理科学现在最前沿的目标之一,也就是所谓的“大一统”理论。很多科学家认为,人类一旦掌握了大一统理论,那么整个物理学将进入一个新的境界,人类的科技水平也将随之产生飞跃式的进步。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">不过在现实中人类最顶尖科学家也难以做到事情,在虚拟世界里,我们却可以放飞思维,大开脑洞,让我们普通人也能尝试理解人类顶尖智慧都无法解释的问题。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">你看,如果是在虚拟世界里,量子纠缠的种种神秘现象也就不再稀奇了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">在虚拟世界里,我们把所有的粒子在非观测状态都假设成为一段代码函数,而两个纠缠的量子其实就是重新编码在一起的同一个波函数而已,只不过区别就是这是一个“双子函数”,我们如果运行这个双子函数可以一下得到两个粒子的数值。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">如果是这样的话,纠缠态的两个量子为什么会如此同步就非常好解释了,因为它们本来就是同一个函数输出的两个互补的运算结果嘛。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">这种运算行为和距离无关,无论这两个粒子在物理距离上被分开多么遥远,它们在本质上还是属于同一个波函数,只有当我们观测其中一只的时候,这个波函数就瞬间被执行并输出了一对结果到两只粒子上。所以,另一只的状态马上就得到确定了,而且两只粒子的状态一定是绝对,完全互补的,因为它们都是刚刚从同一个波函数里生成出来的,也这种刚刚刷新的互补状态才能突破贝尔不等式的数学约束。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">所以,突破贝尔不等式实际上正好证明了这两个粒子是在观测时候刚刚同时产生的,而不是事先就存在的。因为事先就有的两个粒子无法在经过长途传输之后还能保持如此一致的协调性,也无法突破贝尔不等式的约束。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">爱因斯坦说,如果量子物理是自洽的,那么世界的定域性和实在性我们必须放弃一个。而爱因斯坦一直都坚持两者都不肯放弃,因为他的相对论就是依靠两者而成立的。所以他只能转头试图证明量子物理本身是不自洽的,他提出了一个又一个的佯谬企图推翻量子理论,可惜他并没有成功,他所提出的那些佯谬后来反而都成为了反证,令的量子物理的基础越来越坚实,而这也成为了爱因斯坦晚年一直未能释怀的问题。 那么我们如何看待虚拟世界里的定域性和实在性呢?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">如果从虚拟世界的角度来分析的话,这种虚拟世界背后的程序关联性才是纠缠粒子之间的神秘协调性的根本来源。那么,这定域吗,似乎虚拟世界还是保持了定域性的,因为信息的传递并没有超越光速,波函数的坍缩并不算传递信息。那么,这实在吗?这似乎受到了挑战,我们能说一段代码在被执行前,它的输出结果就存在吗?这就像询问玩家,在你进入地图前BOSS存在吗一样。玩家必须回答说不知道,也就是说粒子在被观测前其具体属性是不实在的,只有概率可能。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">所以,我们采用虚拟世界的视角解读世界的时候,实际上就是放弃掉了物质世界的实在性,而坚持世界是定域的。我们这个虚拟世界里面规定了,任何信息的传输速度不会超越光速,光锥之外物体之间绝对不能互相影响,但是这些物体并不实在,它们的本质都是代码,而不是结果,你不观测它们的时候,它们的属性都不客观存在,所以也只有这种不客观的属性才让纠缠量子之间能有看不见的底层联系来协调彼此的属性,所以它们才能超距关联但又不破坏定域性。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">你看,我们对我们所构建出来的虚拟世界的认知又进了一步,我们现在知道我们的虚拟世界是定域但不实在的,我们放弃了实在性但是维护了实定域性以保证宇宙最大光速的可靠,但我们又用代码态来解释量子态,以解决纠缠量子远距属性协调的问题,所以相对论依然还是成立的,量子物理也同样是成立的,它们在我们虚拟世界的游戏里终于成功化解了矛盾。 我们,大一统了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">我听有同学说搞不明白量子计算到底是咋回事,为什么量子计算就能解决传统计算机解决不了的问题,量子计算机有那么神奇吗?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">那我们这更就来谈谈量子计算是咋回事吧。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">那么,我们从哪里开始呢? 还是要从我们最早讲的那个最简单的实验:“双缝干涉"讲起吧。这个实验虽然简单,但是其中蕴含的知识真的是相当丰富,那让我们再解读看看还能发现什么。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">在双缝干涉实验中,我们已经用程序员的视角做过了通俗解读,我们再简单回顾一下: 当一个单光子从光源被发射出来后,就变成了系统中虚无的概率波函数。然后系统开始根据概率波的扩散速度(光速)监控概率波传播路径上一切即将发生的观测事件,当观测事件即将发生之时,系统就会瞬间结算概率波经过的空间和路径上的所有传播情况,在观测位置汇总波函数然后进行坍缩,最后得到一个光子的具体测量结果,如果是光屏则得到了一个屏上的光点。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">当然我们也可以测量光子的其他属性,比如偏振角,速度或者能量等等,总之,你想知道什么就测量什么好了,系统会从波函数中立即计算并呈现给你。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">等等,大家发现什么没有? 我在这段描述里面使用了计算这个词:”系统会从波函数中立即计算并呈现给你“。我们这更正好要讲量子计算,这里就出现了计算,大家觉得是不是有点关联呢? 可能大家要想,这也能算计算吗?这不就是波函数的自然坍缩么?这里面看不出和我们所理解的计算有什么关联啊。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">当然有关联,大家试想一下,如果我们把光线传播的距离拉长到比较遥远的天文尺度上,那么当波函数穿越了漫长的空间距离,飞跃几百上千万光年,途中还要经历星云遮挡,引力透镜,多普勒效应等等各种影响,最后才能到达我们观测它的位置。但是,在延迟选择实验那章我们就知道,波函数在被观测的最后一刻,它瞬间就会坍缩变成光子,而这个光子里所蕴含的特性里就自然包括了这漫长传播路径上的各种各样的事件的概率影响。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">这个坍缩的过程其实已经包含了两个进行计算的最重要的特征,一个是存储,波函数能无尽的叠加路径上的各种可能概率事件,这本质就是存储了大量信息。第二则是运算,从复杂的概率组合里瞬间完成了坍缩结算,这就是运算能力。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">如果说,宇宙是一台计算机模拟出来的世界,那这台计算主机的算力一定是我们所想象不到的强大,强大到我们都看不出光子在实验室里传播几十厘米和在宇宙中传播千万甚至亿万光年在最后坍缩计算的一瞬间有任何时间上的差别,光子的坍缩瞬间,波函数的计算似乎是不需要时间的,哪怕其中蕴含的计算量无比惊人的庞大。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">那么,就有一些科学家开始琢磨了,如果真的说我们的宇宙背后有这么强大的算力在支撑,那我们能借来用用么?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">同学,你刚这个想法是不是有点危险啊 可是,这个想法真的很诱人啊,你想想,造物主用的设备,那得是天神级的吧。</p> <p class="ql-block">啧啧,这能用一下感觉要逆天啊。 那就用一下吧,既然造物主没说不能用,干嘛不试试呢。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">于是科学家就打起了量子的主意,科学家们琢磨了一下,如果要发挥量子的计算能力,那就要用好量子的几个特性: 一个是“叠加态”,量子可以把各种可能性都叠加到一起,但是呢又不完成计算,就这么叠着,这感觉有点意思啊。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">为什么呢?大家想想看,如果我们用传统计算机要计算两个未知范围的随机函数的值相乘的结果,那得怎么算,先得不断的跑循环让两个随机函数输出结果,分别记录两个结果的集合,等到已经充分反映出随机函数的结果分布情况后,再把两个集合做张量积的运算,最后得到的集合才能说是两个函数乘积集合的取样集合。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">如果我们要多算几步类似的运算的话,那再牛的计算机也受不了了。先不说运算时间,光是存储这些中间数值需要的内存容量都是不断指数上升的。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">所以,如果是量子计算机的话,我们就可以把代表两个函数的量子比特给乘法叠加起来,成为一个新的量子比特,只要我们不测量它,这个新的量子比特也不会多占空间,但是它又已经代表了计算结果,如果我们还要继续计算,那也可以继续再叠加其他的量子数值。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">总之,等最后算完,我再测量就好,这就像光子穿越了无数时空,最后在光屏上坍缩也就一瞬间一样,并不需要任何计算时间就完成了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">量子的另一个特性就是“纠缠态”,之前在我们谈到量子纠缠的时候就说过不同的量子可以彼此纠缠,形成一个共同的整体。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">这个纠缠态在量子计算机里面,就是计算关系了,比如我们能用纠缠的方式让两个量子比特相加,或者做某种逻辑运算,于是两个量子比特就能通过关系纠缠成为一个整体,同时完成了一个量子态和量子态之间的计算,这种计算本质就是概率的彼此叠加,相当于传统计算机是用上一步的计算结果来运算下一步,而量子计算机是直接把代码拆散重新编程并打包成新的函数了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">听起来是不是还是有点晕? 没关系,我们还是换成虚拟世界的视角再来了解一下吧。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">假设在虚拟世界的游戏里,我们有一个宝箱需要用正确的密码打开,而密码的输入是用十个10面的骰子,骰子的十面上分别刻着0-9的数字,然后要把正确的号码向上朝前放到宝箱的十个小孔里面才能开启宝箱。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">一个密码宝箱 假如我们并不知道宝箱的开启密码,那么我们就需要尝试100亿次才能穷举完所有的组合,假设我们尝试到50%的时候能试出密码,那么也需要尝试50亿次,假设我们动作敏捷,每秒就能尝试一次,那么大概我们花158再加半年的样子就可以成功了,这真是几代人都无法完成的宏大工程。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">那么,怎么办呢,我们决定不要用经典的骰子来尝试了,我们换成能随机生成0-9的骰子函数,也就是量子骰子来尝试。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">我们先制造10个量子骰子,每个骰子都能平均表示0-9的叠加态,我们把这10个量子骰子全都塞入到宝箱的密码口里。现在宝箱也被量子骰子给影响了,它也变成了不确定的状态,10个量子骰子能把宝箱变成什么样的叠加态呢?自然是变成两种状态的叠加态,一种是开启,一种是关闭。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">为什么宝箱会有开启的状态叠加进去? 因为10种骰子的全排列组合里必定有一种的正确的组合是可以打开宝箱的啊,而10个量子骰子组合就代表了全部100亿种的密码组合可能,那么量子骰子的叠加态里面就一定包含有那个正确的组合,我们再用骰子去和宝箱叠加,所以得到的宝箱叠加态里面也就一定有百亿分之一的状态是被成功打开的。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">到这里,大家应该还觉得似乎还算说得通是吧,接下来,请大家深吸一口气,因为我们要开始进行骚操作了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">我们现在用一种量子比较器,将那个宝箱开启状态的微弱可能性给选择出来(实际是翻转其概率)。这实际上是可以做到的,我们能在无数的叠加态中把我们希望找到的那种状态用量子电路给选择出来。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">好了,我们知道这肯定是极小极小的概率,只有百亿分之一,但是不重要,只要存在我们就能给它选择出来。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">然后我们用一种量子放大器来放大这个开启状态的几率,反复的千百遍乃至几十万遍的放大,直到这个几率接近100%为止。 好了,我们的最后一步就是测量这个被我们篡改过状态的量子宝箱。 按照我们之前的了解,我们知道这时候宝箱会立即坍缩。因为我们之前已经把宝箱开启状态的可能性给大大放大了,所以现在坍缩的宝箱接近100%的可能性就是开启的,那么宝箱有极大可能就是坍缩成开启状态(如果不是就再来一遍好了)。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">当然,我们的目的不是得到这个坍缩的宝箱,我们知道量子宝箱如果一坍缩的话,宝箱里面的10个量子骰子也自然会跟着一起坍缩。如果宝箱坍缩成了开启状态,那么10个量子骰子也就只能坍缩成为能开启宝箱的的密码组合,因为它们之间的逻辑关联必须被符合。然后,我们只要去看看坍缩后的骰子状态就轻松得到了那个用传统方法要尝试几代人的正确密码!</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">是不是很惊喜,是不是很意外?有没有觉得不真实,感觉就像是你考试的时候偷看了标准答案一样。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">是啊,我们几乎什么都没尝试,就让这些量子们自动帮我们“选”出了唯一正确的答案,而这个神奇的操作居然能让我们实实在在的节省了一千多年的常规计算时间,我们也不用等十几代人才知道结果了,这真的可以算的上神迹了!</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">可能大家还有点蒙是吧,这是正常的,这是典型的量子眩晕症状。任何第一次听说这种奇怪逻辑的朋友都有可能出现这种眩晕症状,但是不要怕,我们要学会享受这种量子微醺状态,这是普通人接触到神迹后的一些正常反应而已,我们习惯就好了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">不过为了缓解大家的这种症状,我再尝试用比较通俗的语言把量子计算的过程分步解释一遍。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">第一步,我们首先用若干量子比特模拟了十只骰子的全部组合排列,获得了一组代表100亿种可能性的量子骰子;</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">第二步,我们接着用这组量子骰子输入到加密宝箱,就得到了“”输入全部骰子组合后的全部宝箱的组合”,这个全部宝箱的组合就相当于我们把100亿种的骰子密码全部输入后得到的100亿种宝箱的状态的集合。而这个集合很显然是由1种开启状态和99亿9999万9999种关闭状态组合在一起的,而且这100亿种状态的概率目前全部都是相同的(都是100亿分之一);</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">第三步,我们用量子比较器把宝箱组合里面唯一的那种开启状态先选择出来,再用放大器把这个特定状态的概率翻转后再不断放大(相当于同时降低其他关闭状态的概率)。如果我们将这个开启概率放大到99.9%,其实就是相当于我们把叠加后的结果人为给扭曲成了99.9%的概率是开启状态;</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">第四步,我们用测量的方式去坍缩这个被我们扭曲了概率的结果,从而带动模拟十个骰子的量子比特也一起坍缩。因为结果已经被扭曲成大概率是开启状态了,那么量子比特坍缩出的结果也大概率就是正确的开启密码组合,如果运气不好还不是的话,那么就把上面步骤多来几遍好了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">你看,我们分四步就把大象装进了冰箱,就说神不神奇。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">大家可能会怀疑,难道量子计算的操作这么节省时间吗,用那个什么比较器还有放大器操作的话,难道不需要很多计算时间吗?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">我们就姑且认为现在量子计算中的这些操作要比我们经典计算机里面的传统运算操作的单位速度要慢一些吧,不过这种慢只是单一指令上的慢,而量子计算带来的快却是计算量在数量级上的减少带来的快。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">你认真试想一下我们刚才寻找宝箱密码的整个计算过程,量子计算和经典计算相比,在第一步就出现了绝对的优势,量子计算一次就拿出了10个处于叠加态的量子10面骰子(当然具体计算的时候肯定是用量子比特来编码模拟10面骰),这相当于传统计算机的什么概念,相当于传统计算机10的10次方,也就是100亿个普通的数据。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">如果我们要用传统计算方式的话,肯定要用10×10的循环结构来遍历这个10个骰子的组合数字,逐一尝试,但是就算我们能飞速的跑这个循环,再快也只能是以线性串行的方式进行比较。而量子计算机就不同了,它可以将10个量子骰子的全部组合一次性输入宝箱并尝试完毕,这就相当于做了把100亿次的比较用一次并行操作给完成了,剩下的当然就是把操作以后的结果拿来慢慢挑出正确结果了,而结果只有两种:关闭和开启,在两种结果里选一显然比在100亿种组合里找一要容易的多。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">所以,过程中量子的各种操作不管怎样慢,那也比用传统方式进行100亿次串行式的逐一比较要快太多了。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">事实上,量子计算机的确也还要做不少次的计算操作,比如需要把那个极小极小的开启状态的概率给放大很多倍,但是这个操作次数也远远小于逐次比较。科学家已经证明了,如果我们用传统计算机来逐一比较的话,N个数平均需要比较N/2次,这很好理解,至少平均要比较一半嘛,但是用量子计算机呢,我们只需要做根号N次放大操作就够了,显然根号N是远远小于N/2的,而且N越大,我们要查找的信息量越大,那么量子计算机的优势就越明显,而这就是所谓的量子计算的优越性。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">在这整个过程中,可能大家最好奇的就是我们怎样制作出量子骰子呢?我们要怎样才能用电子设备模拟出一个“没有扔出的骰子”来呢,或者说模拟出一个具有量子特性的计算元素呢? 其实,这也很简单,想要让计算元素有量子的特性,最简单的办法就是用量子本身来当作电路元件就好了,我们去找一个量子来(当然不是去抓一个野生量子,野生的不好养活,这个还是要在人工环境里制备出来的),然后放到计算机里当作基础元件,这个元件的名字就叫做“量子比特”。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">现在制备量子比特元件的方案有很多,比如光量子,超导,离子阱,中性原子等等,总之就是用某种技术把一个可操作的量子态粒子给固定到计算元件里,然后就成为了可用的量子比特。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">当然具体讲要量子计算机的硬件方案,那写三天三夜也写不完了,我们也不需要了解的这么专业,反正这些方案现在都还不成熟,距离真正实用还远着呢,我们这些普通群众用不着太过积极了,先等科学家们搞出真正可以实用的设备再说。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">好了,我们拼尽全力,尽量通俗的解释了一下量子计算的基本原理,当然还有同学问,那么这个放到游戏视角是个什么行为呢?</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">玩家开发的第六代红石计算机来围观一下MC里非常牛的玩家制造的红石计算机的行为,玩家完全用游戏元素搭建的集成电路,包括CPU,内存,显示芯片,I/O系统等等,还有屏幕,并且可以正常运行。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">这种设备在游戏里面怎么能运行起来?它的算力从哪里来的? 你猜</p> <p class="ql-block"> 延伸阅读</p> <p class="ql-block"><b style="color:rgb(237, 35, 8); font-size:22px;"><i><u>  造物主是否存在的多维度探讨</u></i></b></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">摘要:</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">本文旨在全面而深入地探讨造物主是否存在的问题,从科学、哲学、宗教及文化四个关键维度出发,综合审视并分析了现有的理论和观点。通过对这些维度的细致探讨,本文旨在为这一历史悠久且复杂的问题提供新的思考角度和见解。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">关键词:造物主;科学;哲学;宗教;文化</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">一、引言</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">造物主的概念源远流长,其在人类历史和文化中扮演着至关重要的角色。从古代神话到现代科学,人类对造物主的探索从未停歇。研究造物主是否存在,不仅关乎我们对宇宙和生命的认知,也深刻影响着我们的价值观和生活方式。因此,这一问题的重要性和紧迫性不言而喻。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">二、科学视角下的造物主探讨</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">在科学视角下,宇宙的起源与演化是大爆炸理论和宇宙微波背景辐射等科学发现所揭示的。这些理论为我们提供了关于宇宙如何从一个极热、极密的状态膨胀并冷却成今天我们所见的宇宙图景的深刻见解。然而,这些科学理论并未直接证明或否定造物主的存在。相反,它们为我们提供了一个理解宇宙自然演化的框架,使得造物主的存在成为了一个可以探讨但难以证实的假设。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">生命起源与进化方面,化学进化论和生物进化论等理论为我们揭示了生命如何从无机物中诞生并逐渐演化成今天地球上丰富多彩的生物多样性的过程。这些理论强调了自然选择和遗传变异在生命演化中的核心作用,从而挑战了造物主作为生命创造者的传统观念。然而,这并不意味着科学完全排除了造物主存在的可能性,而是指出科学无法直接证明或否定这一点。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">此外,科学方法的局限性也值得我们关注。科学方法基于实证和可验证性原则,但在解释宇宙和生命起源等复杂问题时,其局限性显而易见。科学方法无法直接触及宇宙和生命的最初起源,也无法证明或否定造物主的存在。因此,我们需要保持开放的心态,认识到科学并非万能的解释工具。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">三、哲学视角下的造物主探讨</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">在哲学视角下,存在论与本体论为我们提供了探讨造物主存在的理论基础。存在论关注事物的存在本身,而本体论则探讨事物的本质和终极存在。造物主作为终极存在的可能性与必要性,在哲学上引发了广泛的讨论。一些哲学家认为,造物主是宇宙和生命的终极源头和目的,而另一些哲学家则持相反观点,认为宇宙和生命是自然演化的结果,无需造物主的介入。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">目的论与设计论是哲学中探讨造物主存在的另一种角度。它们强调宇宙和生命中的秩序、规律和目的性,认为这些特征指向了一个造物主的存在。然而,目的论和设计论也面临着诸多挑战和质疑,如自然选择的解释力、复杂系统的自组织性等。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">不同哲学流派对造物主存在问题的看法各异。唯物主义强调物质世界的客观性和规律性,否定造物主的存在;唯心主义则强调意识、精神和观念在宇宙和生命中的核心作用,倾向于认为造物主是存在的;宗教哲学则基于宗教教义和信仰来探讨造物主的存在和作用。这些哲学流派各有优缺点,为我们提供了多角度思考造物主是否存在的可能性。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">四、宗教视角下的造物主探讨</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">在宗教视角下,不同宗教对造物主的定义、属性与信仰实践各不相同。这些宗教教义为我们提供了关于造物主存在的深刻见解和信仰基础。例如,基督教认为造物主是全能、全知、全善的上帝,创造了宇宙和一切生命;伊斯兰教则强调造物主的唯一性和神圣性,认为宇宙和生命都是造物主的创造和安排。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">宗教体验与神秘主义在证明造物主存在方面发挥着重要作用。宗教体验如祈祷、冥想、启示等,为人们提供了一种与造物主直接沟通或感知其存在的途径。神秘主义则强调通过直觉、灵感或神秘启示来认识造物主的存在和作用。这些宗教体验和神秘主义观点虽然难以用科学方法来验证,但它们为人类提供了一种超越物质世界的精神寄托和信仰支持。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">宗教与科学的对话是探讨造物主存在问题的另一个重要方面。在历史上,宗教与科学曾长期处于冲突状态,但随着科学的发展和对宇宙认知的深入,两者逐渐开始寻求融合与对话。宗教为科学提供了信仰基础和道德指引,而科学则为宗教提供了对宇宙和生命的更深入理解。这种对话有助于我们更全面、更深入地探讨造物主是否存在的问题。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">五、文化视角下的造物主探讨</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">在文化视角下,不同文化中的造物主形象呈现出多样性和差异性。这些差异反映了不同文化对造物主认知的独特性和多样性。例如,在东方文化中,造物主往往被视为自然的一部分,与宇宙和生命和谐共生;而在西方文化中,造物主则更多地被描绘为超越自然的存在,对宇宙和生命具有绝对的控制权。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">人类创造力与智慧是探讨造物主是否存在的另一个重要角度。在科学、艺术、文学等领域,人类的创造力与智慧得到了淋漓尽致的展现。这些成就不仅反映了人类对宇宙和生命的深刻认识和理解,也引发了我们对造物主是否存在以及其在人类创造活动中所扮演角色的思考。一些人认为,这些成就证明了造物主的存在和其对人类的启示;而另一些人则持相反观点,认为这些成就是人类自身努力和智慧的结晶。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">文化多样性与包容性是探讨造物主存在问题时不可或缺的因素。在全球化日益加深的今天,不同文化之间的交流和融合成为大势所趋。在探讨造物主是否存在时,我们需要保持开放的心态和包容的态度,尊重不同信仰和观点的存在和发展。这种多样性和包容性有助于我们更全面、更深入地理解造物主是否存在的问题。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">六、结论</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">综上所述,造物主是否存在是一个复杂而深刻的问题,需要从科学、哲学、宗教及文化等多个维度进行综合探讨。通过对这些维度的细致分析,我们可以发现,造物主的存在与否并非一个简单的二元选择,而是一个涉及多个方面和层次的复杂问题。因此,我们需要保持开放的心态和批判的思维,不断探索和深化对这一问题的认识和理解。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">同时,我们也应该认识到,造物主是否存在的问题不仅仅是一个学术问题,更是一个关乎人类信仰、价值观和生活方式的重要议题。因此,在探讨这一问题时,我们需要尊重不同信仰和观点的存在和发展,以包容和敬畏的心态面对这一古老而神秘的问题。未来,随着科学的发展和人类认知的深化,我们有望对这一问题有更全面、更深入的认识和理解。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p>