宇宙在我們消失後會記住我們嗎?

物理學家堅持認為資訊永遠不會消失,即使在黑洞中也不會,但這條“定律”反映的是一廂情願的想法

我是一個有寫日記強迫症的人。這個習慣可以追溯到我的青少年時期,事實證明對我的職業生涯很有用。我所有的文章和書籍都是從日記條目開始的。但我的動機不僅僅是職業上的。如果我不記錄我的想法,我就不會記住它們,它們也就無關緊要了。我害怕這一點。隨著年齡的增長,這種感覺越來越強烈。

讓我更加擔憂的是,有一天人類及其所有的殘留物都會消失的可能性——不,是必然性。我們所有的科學、數學、哲學、藝術、音樂,是的,還有新聞作品都會回到它們來自的虛空中。我們所想所做的一切都將是徒勞的。如果我們沒有留下任何東西,如果沒有任何東西被記住,我們可能就從未存在過。

難怪我們這麼多人,即使在這個科學唯物主義的時代,仍然相信上帝。一位不朽、無所不知的存在注視著我們每一個人,而不僅僅是愛因斯坦和碧昂斯這樣的名人。他/她/它/它們肯定也會在我們消失後記住我們,就像一個具有無限儲存能力的宇宙備份裝置。據說如此。如果這個神聖的實體不存在,並且有一天我們所有的痕跡都永遠消失了,那麼我們生命的意義又何在呢?


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科學家也並非沒有這種焦慮。我懷疑,存在的焦慮是物理學家相信資訊守恆的原因。我幾年前第一次聽說這個命題,但直到最近幾個月我才認真考慮它,這幾個月我一直在努力學習量子力學

我的主要教材中有兩本是斯坦福大學物理學家倫納德·薩斯坎德(與兩位合著者)所著的關於經典力學和量子力學的《理論最小值》系列書籍。薩斯坎德傳授“開始學習物理學所需知道的知識”。根據薩斯坎德的說法,我們絕對需要知道的一件事是“資訊永遠不會丟失”。薩斯坎德斷言,這條定律“是其他一切的基礎”。

他說,資訊守恆比牛頓第一定律(運動守恆)、熱力學第一定律(能量守恆)以及有時被稱為熱力學第零定律(如果系統 A 和 B 與 C 處於平衡狀態,則 A 和 B 彼此處於平衡狀態)更為根本。因此,薩斯坎德將資訊守恆稱為“負一律”。

負一律涵蓋了決定論的原則,該原則認為,如果你知道一個系統當前的狀態,你就知道它所有的過去和未來。法國博學家西蒙-皮埃爾·拉普拉斯在 200 多年前就明確闡述了決定論的含義

“如果一個智力在某個時刻知道所有使自然運動的力量,以及自然組成的所有物體的所有位置,如果這個智力也足夠強大,可以將這些資料提交給分析,它將用一個公式概括宇宙中最大物體的運動和最小原子的運動;對於這樣的智力來說,沒有任何東西是不確定的,未來就像過去一樣會出現在它的眼前。”

這個無所不知的“智力”被稱為拉普拉斯妖。薩斯坎德堅持認為,量子力學雖然不像經典力學那樣具有決定性,但仍然符合負一律。在 2008 年的一次採訪中,他說負一律“是包括經典物理學、熱力學、量子力學、能量守恆在內的一切的基礎,物理學家們已經相信了幾百年”。

在 20 世紀 80 年代,斯蒂芬·霍金挑戰了負一律,聲稱黑洞會摧毀資訊。薩斯坎德在 2008 年說,霍金的假設“引發了物理學中的一場危機,一場自愛因斯坦年輕以來從未有過的基本原則的衝突”。他透過論文和一本暢銷書《黑洞戰爭:我與斯蒂芬·霍金的戰鬥,為了讓量子力學在世界上安全》反駁了霍金。

薩斯坎德認為,所有被吸入黑洞的資訊都儲存在其外膜或“事件視界”中,在那裡,空間和時間會發生奇怪的扭曲。在《黑洞戰爭》的評論中,記者喬治·約翰遜勇敢地嘗試解釋薩斯坎德的論點:“掉入黑洞的所有東西的描述,無論是書還是一整個文明,都會記錄在其視界的表面上,並像巨型汽車電影螢幕上的影像一樣輻射回來。”

正如您從約翰遜的評論中可能猜到的那樣,薩斯坎德喜歡那些無法透過經驗檢驗因而可能被證偽的理論。在他 2005 年的書《宇宙景觀》中,薩斯坎德認為我們的宇宙只是一個無限宇宙景觀中的一個小山丘。這個提議純屬猜測,因此可以說是非科學的,因為我們無法證明或反駁其他宇宙的存在。

也許薩斯坎德和其他物理學家不希望我們這些外行人太過認真地對待多元宇宙或負一律這樣的想法。也許這些只是隱喻、詩意的幻想,就像天主教中的聖靈一樣。但是物理學家似乎為自己能言出必行而自豪。所以,當薩斯坎德宣稱“資訊永不丟失”時,我會相信他的話。

讓我來梳理一下這個非凡的宣告的含義。首先,正如我之前論證的那樣,在沒有被告知的事物(即心靈)的情況下,資訊概念沒有任何意義。資訊需要——它預設——意識。所以,如果資訊守恆,那麼意識也守恆。如果意識現在存在,它必須永遠存在。或者負一律暗示如此。

事實上,許多科學家和哲學家都提出,意識與物質一樣基本,甚至更基本。我將這些推測歸類為新地心說,因為它們復活了古老的、自戀的觀點,即宇宙圍繞我們旋轉。新地心說理論代表了試圖將一種安慰性的宗教假設(這個宇宙完全是為了我們而存在)偷偷地帶回科學的嘗試,資訊守恆也是如此。

如果我必須對物理定律進行排名,我會選擇熱力學第二定律,它認為無序或熵總是增加。我們不斷膨脹的宇宙正在走向熱寂,一種最終無聊的狀態,在這種狀態下什麼都不會發生。熱力學第二定律,我每次照鏡子或看新聞時都會看到它的證據,勝過負一律。

實際上,我對所有物理“定律”都持懷疑態度,我認為它們是科學傲慢的表現。科學家們將一個在某些非常嚴格控制的條件下適用的假設(通常有很多限制條件)轉化為一個適用於所有時間、所有地點和所有事物的宇宙原則。但我尤其對負一律持懷疑態度。

先不管霍金關於黑洞會摧毀資訊的猜想。我擔心的是更平凡的過程。三年前,中風嚴重損害了我父親的記憶力,使他很難認出我和我的兄弟姐妹。去年六月,他以 96 歲高齡去世,我的繼母將他的遺體火化了。我父親在那些愛他的人的零星、逐漸消退的回憶中,以某種方式存在著。博學家道格拉斯·霍夫施塔特創造了令人心碎的短語“靈魂光暈”來描述我們對那些被死亡所掩蓋的人的記憶。但有一天我們也會死去。

負一律暗示宇宙將永遠帶有我父親生活的印記。在我們太陽甚至整個銀河系都熄滅很久之後,具有拉普拉斯妖般神力的外星人原則上(這個方便的、通用的迴避)可以重建我父親和曾經生活過的其他每個人的生活。

這是一個美好的想法(啟發了物理學家弗蘭克·蒂普勒 1996 年的書《永生的物理學》)。但是,我並不比相信輪迴或天堂——或者一個珍視我們的上帝——更相信資訊守恆。這些命題,無論是科學的還是宗教的,都代表著可以理解但最終沒有說服力的安慰嘗試。我對每個人和所有我所愛的事物不可避免的失去的思考讓我感到不安。但我寧願直面死亡,也不願從牧師或物理學家那裡尋求虛假的保證。

在《黑洞戰爭》中,薩斯坎德(對他來說)罕見地表現出謙遜:“很可能我們仍然是困惑的初學者,擁有非常錯誤的心理影像,而最終的現實仍然遠遠超出我們的掌握。”(我在物理學家彼得·沃伊特的一篇博文中找到了這句話。)在這一點上,薩斯坎德和我意見一致。

與此同時,隨著我的末日臨近,我仍然在瘋狂地填寫筆記本。

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