我們死去後 宇宙還能記住我們嗎?
2021年03月08日10:01
圖片來源:Pixabay
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  我是個強迫自己寫日記的人,這一在我少年時養成的習慣的確對我的職業生涯大有裨益。但是我寫日記的動機一點兒也不專業:如果我不記下自己的想法,那麼它們自然而然會被遺忘,再也不會自己蹦出來。我對此感到害怕。隨著年齡的增長,這一感受越來越強烈。

  令我擔憂的是,有一天人類和人類存在的痕跡很可能都將消失。我們的科學、數學、哲學、藝術、音樂以及新聞作品都將回到最初的虛無。我們曾經的思想與行為也將化為烏有。如果有關於我們的一切都將消散,如果一切都會被遺忘,那麼我們就好像從未存在過一樣。

  難怪即使在科學唯物主義的時代,仍然有人相信上帝。這些人相信,一位全知的永生者審視著每一個人,在我們消逝後依舊記得我們,就像一個擁有無限存儲容量的宇宙備份。如果這位聖者不存在,並且某天我們存在的痕跡永遠消失了,那我們的存在還有意義嗎?

  科學家們也會對此感到焦慮。我懷疑,正是這樣的存在主義焦慮讓一些物理學家相信:信息是守恒的。我在多年前得知了信息守恒這種假說,但我只在最近幾個月學習量子力學時,才認真考慮了這件事。

  我學習的教材中,有兩本書是關於經典力學與量子力學的最基礎理論,由斯坦福大學物理學家倫納德·薩斯坎德(Leonard Susskind)與兩名共同作者撰寫。薩斯坎德稱這兩本書的內容是“物理學入門所需要知道的知識”。他認為,讀者一定要知道的一件事就是“信息不會丟失”,這一定律“是其餘一切的基礎”。

  他說,相比於牛頓第一定律(運動守恒)、熱力學第一定律(能量守恒)以及熱力學第零定律(如果係統A與B分別與系統C平衡,那麼A與B也平衡),信息守恒定律更加基礎。因此,薩斯坎德認為信息守恒是“負一定律”(minus-first law)。

  這一法則包含了決定論原理,即如果已知某系統現在的狀態,那麼就能知道該系統過去和未來的一切。法國博學家西蒙-皮埃爾·拉普拉斯(Simon-Pierre Laplace)在200多年前闡述了決定論的內涵:“如果一個智慧體知道某個時刻令自然運動的所有力以及組成自然的所有成分的位置,同時這一智慧體巨大到能夠分析所有數據,那麼它會得到一個描述大到整個宇宙、小到微小原子運動的方程。對這個智慧體而言,萬事萬物均可知,未來就和過去一樣展現在它眼前。”

  這一無所不知的“智慧體”被稱為“拉普拉斯的惡魔”。薩斯坎德認為量子力學儘管與經典力學不同,具有不確定性,但仍舊符合信息守恒。在2008年的一次採訪中,他說信息守恒“是一切的基礎,包括經典物理學、熱力學、量子力學、能量守恒等等過去幾百年來物理學家所堅信的一切。”

  20世紀80年代,斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)對信息守恒提出了質疑,聲稱黑洞會破壞信息。2008年,薩斯坎德稱,霍金的假說“引起了一次物理學危機,這是自愛因斯坦年輕時起從未有過的基礎理論危機”。他在論文以及一本暢銷書中反駁了霍金的觀點。

圖片來源:Pixabay
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  薩斯坎德認為,所有被黑洞吸入的信息都被保存在黑洞的外膜,即事件視界中。在這裏,空間和時間經曆了離奇的扭曲。記者喬治·約翰遜(George Johnson)一針見血地解釋了薩斯坎德的論點:“(他認為)落入黑洞中的一切,無論是一本書還是整個文明,都會被記錄在黑洞視界的表面上,並且就像電影院銀幕上的影像一樣被輻射回來。”

  正如你可能從約翰遜的話中猜到的那樣,薩斯坎德喜歡無法憑經驗進行檢驗的理論。在2005年的《宇宙之景》一書中,薩斯坎德主張:我們所處的小宇宙,就像是無限的大宇宙中的一座小山丘。這一理論純粹是推測性的,因此也可以說是非科學性的,因為我們沒有辦法來證明或證偽其他宇宙的存在。

  也許薩斯坎德和其他物理學家不希望我們這些門外漢太過嚴肅地思考諸如多重宇宙或者信息守恒一類的觀點。也許這些只是隱喻、詩意的幻想。不過似乎物理學家都為他們的觀點感到驕傲,所以我打算先相信薩斯坎德所說的“信息不會丟失”。

  讓我梳理一下這個非凡觀點中所蘊含的東西。第一,正如我先前說的那樣,信息的概念只有在被告知的對象,也就是意識存在時,才具有意義。信息以意識為先決條件。因此,如果信息守恒,意識也守恒。如果意識在此刻存在,那麼其一定永存。這就是信息守恒所暗含的內容。

  事實上,許多科學家、哲學家認為意識與物質同等重要,甚至比物質更加重要。我將這些推測統稱為新地心說,因為他們重拾了這一古老而又自戀的觀點,即宇宙圍繞著我們旋轉。新地心說理論試圖將一個自我安慰的宗教假說(整個宇宙都圍繞著我們)偷偷帶回科學領域,信息守恒也是這樣。

  如果讓我給物理學定律排名,我更喜歡熱力學第二定律。該定律認為無序程度,或者說熵一直在增加。因此,我們不斷擴張的宇宙正走向熱寂,這是一種終極沉默,一切都將歸於沉寂。我每次照鏡子或閱讀新聞時都會看到熱力學第二定律的證據,我認為其遠比信息守恒重要。

  實際上,我對所有的物理學“規律”都持懷疑態度,我覺得這些都是科學傲慢的表現。科學家會提出一些有著嚴格限定條件的假設,然後將之轉變為可應用於任意物體、任意時間、任意地點的普適性原理。其中,我尤其懷疑信息守恒的正確性。

  不用在意霍金關於黑洞會破壞信息的推測,我擔心的是更常見的情況。3年前,中風嚴重損害了我父親的記憶力,他幾乎認不出我了。2019年6月,96歲的父親去世了,我的繼母火化了他的遺體。他一直在一點點地失去對愛他之人的回憶。博學家道格拉斯·霍夫施塔特(Douglas Hofstadter)創造了令人心碎的短語“靈魂日冕”(soular coronas),以形容因死亡而黯然失色的記憶。總有一天我們也會死去。

  信息守恒意味著宇宙會永遠銘記我父親生命存在的印記。哪怕久到太陽系甚至銀河系搖曳熄滅的未來,擁有神一樣的拉普拉斯惡魔之力的外星人也能用簡單、通用的方法,大體上複原出我父親以及其他所有存在過的人的一生。

  這個想法真不錯,但我不會再買信息守恒的帳,就像我不信輪迴轉生或者博愛的天堂、上帝一樣。這些科學或者宗教的命題雖然可以理解,但終究只是缺乏說服力的自我安慰。我一想到我終將失去我所愛的人和事,就會心煩意亂。不過我寧願直面死亡,而不是躲在牧師或者那些物理學家的保證下。

  在反駁霍金的那本書中,薩斯坎德表現出(對他而言)少有的謙遜:“很可能我們仍是充滿困惑的新手,充滿錯誤的認識,而最終的現實仍然遠遠超出我們的理解範圍。”在這一點上,我和薩斯坎德達成了一致。

  與此同時,隨著我生命的流逝,我仍要瘋狂地填滿我的筆記本。

  本文作者

  約翰·霍根是斯蒂文斯理工學院科學寫作中心主任,他撰寫了《科學的終結》《戰爭的終結》和《身心問題》等書籍,也是《科美美國人》網站專欄作者。本文觀點僅代表作者,不代表《環球科學》立場。

  來源:格致論道講壇

  撰文 | 約翰·霍根(John Horgan)

  翻譯 | 常灝傑

  審校 | 曾小歡 吳非

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