人类科技的每一次飞跃,背后都离不开科学家们的辛勤付出。他们怀着对未知的好奇,日复一日地开展实验,验证着对周围世界的种种假设。这些经过验证的假设,逐渐沉淀为科学理论,深刻地改变着人类的生活,推动着社会不断向前发展。
然而,在科学探索的道路上,并非所有实验都能在现实中付诸实践。有些实验只存在于思维的维度,被称为 “假想实验” 或 “思想实验”。“薛定谔的猫” 便是其中广为人知的一个,它以巧妙的构思,揭示了量子世界的奇特现象,却无法通过真实的实验去验证。
在众多思想实验中,有一个实验自提出以来,极大冲击人类对客观世界的传统认知,甚至让我们开始怀疑我们所生活的世界是否真实存在。这个极具颠覆性的实验,就是 “缸中之脑”。
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要深入理解 “缸中之脑” 实验所蕴含的深刻意义,我们不妨先回溯到两千多年前,看看《庄子・齐物论》中记载的 “庄周梦蝶” 的故事。故事是这样的:“昔者庄周梦为蝴蝶,栩栩然蝴蝶也,自喻适志与,不知周也。俄然觉,则蘧蘧然周也。不知周之梦为蝴蝶与,蝴蝶之梦为周与?周与蝴蝶,则必有分矣。此之谓物化。”
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这段古文看似简洁,却蕴含着深奥的哲理。用现代语言来解读,就是庄周做了一个十分真切的梦,在梦中,他变成了一只蝴蝶,挥动着翅膀在花丛间自由飞舞,那种轻松愉悦、悠然自得的感觉,让他完全忘记了自己原本是庄周。可当他猛然醒来,却发现自己依然是躺在床榻上的庄周。这时,一个奇妙的疑问在他脑海中浮现:究竟是庄周在梦中变成了蝴蝶,还是蝴蝶在梦中变成了庄周呢?庄周和蝴蝶,从表象上看必然是不同的个体,但在梦境与现实的交织中,两者的界限似乎又变得模糊不清了。这便是庄子所提出的 “物化” 思想,探讨了事物之间相互转化、界限消融的可能性。
对于大多数普通人而言,做过这样的梦后,或许只会当作一场虚无缥缈的幻觉,很快便抛诸脑后。但庄周却从这个看似普通的梦境出发,进行了深入的思考,甚至开始质疑我们所感知到的世界的真实性。他以独特的思维方式,将对现实的疑惑上升到了哲学层面,为后世留下了无尽的思考空间。
随着现代科学的飞速发展,人类对世界的认知不断加深,然而,对现实世界真实性的质疑也随之增多,并且这种质疑不再仅仅停留在哲学思辨的层面,逐渐开始向科学领域延伸。
1981 年,美国科学家希拉里・普特南提出了 “缸中之脑” 这一著名的思想实验。这个实验的设定充满了科幻色彩,却又引人深思:假设有一个邪恶的科学家,在一次手术中,将一位病人的大脑完整地从身体中切除。随后,他把这颗大脑放入一个事先准备好的、充满营养液的容器中。这些营养液能够为大脑提供充足的养分,维持大脑的正常生理功能,让它像在人体中一样保持活力。接着,科学家利用先进的科技手段,将大脑的所有神经末梢与一台超级计算机连接起来。这台计算机能够模拟人类生活中各种场景所产生的感官信号,并将这些电信号源源不断地传输给大脑。
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于是,奇妙的事情发生了。大脑接收到计算机传输的信号后,会产生相应的感知。比如,当计算机传输 “早上起床洗漱” 的信号时,大脑就会 “感觉” 到自己正从床上坐起,走到洗漱台前刷牙、洗脸;当传输 “吃饭” 的信号时,大脑会 “品尝” 到食物的味道,“感受” 到食物进入肠胃的饱腹感;甚至当传输 “恋爱” 的信号时,大脑也会体验到那种心跳加速、满心欢喜的情感波动。总而言之,人类在现实生活中可能经历的所有场景、产生的所有感受,都能被这台计算机精准模拟并传输给营养液中的大脑,让大脑始终沉浸在 “自己仍然活在真实世界里” 的幻觉之中。
从理论层面来说,只要这台计算机模拟的电信号足够逼真,能够完美复刻真实世界中各种感官信号的特征,那么大脑就无论如何都无法分辨出自己接收到的信号是来自真实世界,还是来自计算机的虚拟模拟。
这就如同我们日常生活中辨别真币和假币的道理一样。从理论上讲,如果有人能够掌握真币的所有制作工艺、材质特性、图案细节等信息,并且拥有足够先进的制作设备,那么他就有可能制造出与真币在外观、质感、重量等方面完全一模一样的假币。当这样的假币流入市场后,无论是普通民众,还是专业的货币鉴定人员,如果不借助特殊的检测仪器,仅靠肉眼观察和手感触摸,都很难分辨出它的真伪,自然而然地会将其当作真币来使用。但即便这张假币与真币再相似,甚至和真币完全一样,也无法改变它是假币的本质事实。
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因为从根本上来说,区分真币和假币的关键,并不在于它们的外观和质感是否相似,而在于它们的生产来源。真币是由国家授权的正规造币厂,按照法定的标准和工艺生产的;而假币则是未经授权,由不法分子私自制造的。“缸中之脑” 实验也是如此,不管计算机模拟的信号多么真实,即便与真实世界给人的感受毫无差别,也无法改变大脑接收到的信号是虚拟信号这一核心事实。
如果我们静下心来,深入思考 “缸中之脑” 这个假想实验,就会不由自主地开始怀疑我们所生活的这个世界的真实性。那些我们曾经坚信不疑的认知,那些我们认为固若金汤的世界观,在这个实验的冲击下,似乎瞬间变得摇摇欲坠,甚至有彻底崩塌的可能。我们不禁会问:难道人类也像实验中的大脑一样,生活在一个精心构建的虚拟世界里吗?
从理论上讲,这种可能性确实存在。而且,随着科学研究的不断深入,越来越多的现象似乎都在暗示着,这种可能性或许比我们想象的要大得多。
看到这里,想必很多人都会提出反驳:“你这简直是在开玩笑!我每天亲眼看到的世界如此真实,我身边的亲戚朋友、同事伙伴都是实实在在存在的,我们一起经历喜怒哀乐,一起度过平凡而又真实的日子,怎么可能是虚拟的呢?”
先别急着反驳,不妨耐心听我慢慢分析。
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首先,我们需要思考一个根本问题:你是如何感知这个世界的?简单来说,人类主要是通过自身的感官系统来感知周围的世界,包括视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉。在这五种感官中,视觉尤为重要,人类对周围世界的认知,大部分都是通过视觉来完成的。
那么,我们就以视觉为例,来探讨一个关键问题:你能保证你通过眼睛看到的东西,就一定是真实存在的吗?
请先不要急于下结论。如果你了解了视觉产生的具体过程,或许就会变得犹豫不决,不敢轻易断定自己看到的就是真实的了。
简单来说,人类的眼睛就像是一套精密的 “监控系统”,能够接收外部世界的光线信息。当光线照射到物体上,物体表面会反射出不同波长、不同强度的光线,这些光线进入眼睛后,会经过晶状体的折射,聚焦在视网膜上。视网膜上的感光细胞会将这些光信号转化为神经电信号,然后通过视觉神经将这些电信号传递给大脑。最终,大脑接收到这些电信号后,会对其进行加工和解读,从而形成我们所看到的各种图像和场景。
由此可见,大脑最终接收到的,其实就是一系列的电信号。这些电信号与我们日常生活中使用的电脑、手机等电子设备发出的电信号,在本质上并没有什么不同。
既然如此,我们不妨做一个大胆的假设:如果存在某个科技水平远超人类的宇宙超级文明,他们拥有一台运算能力、存储能力都达到了我们无法想象的超级计算机。这台超级计算机能够完美模拟出人类生活中所有可能经历的场景所对应的电信号,并将这些电信号精准地传输到人类的大脑中。那么,我们人类就会像 “缸中之脑” 实验中的大脑一样,完全无法分辨这些信号的来源,会坚定不移地认为自己所经历的一切都是真实的,而不会意识到自己其实是生活在一个虚拟的世界里。
更 “令人不安” 的是,从理论上讲,我们无论采用何种方法,都不可能证明自己生活在虚拟世界中。除非我们能够突破当前世界的限制,跳出这个可能存在的虚拟体系,站在一个更高的 “上帝视角”,重新审视我们所生活的世界,才有可能看清其真实面貌。
看到这里,或许你会对 “缸中之脑” 实验感到惊讶不已。但如果我告诉你,在这个关于虚拟世界的假设中,甚至完全没有必要存在 “大脑” 这个实体,只需要通过模拟各种虚拟信号,构建出一个完美的虚拟世界,就能够让我们产生真实的生活体验,你是不是会觉得更加疯狂,难以接受呢?
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此时,你可能还会提出质疑:“要模拟出整个宇宙这么庞大、复杂的世界,需要多么强大的计算机才能实现啊!以目前人类的科技水平来看,根本不可能制造出如此强大的计算机,所以这种假设根本不成立。”
在这里,我想和大家分享一句话:千万不要禁锢自己的思维!这也是我进行科普创作的目的之一 —— 在追求科学事实、尊重客观规律的基础上,鼓励大家打破传统思维的束缚,解放思想,大胆想象,去探索更多未知的可能性。
实际上,要构建一个让人类无法分辨真伪的虚拟世界,根本不需要模拟出整个宇宙的全部细节。我们可以采用一种 “作弊” 的方式,来 “欺骗” 生活在虚拟世界里的智慧物种。那么,具体该如何 “作弊”,又该如何 “欺骗” 呢?
相信很多玩过网络游戏的人都明白,一些大型的网络游戏往往需要占用大量的计算机内存。在游戏运行过程中,如果每时每刻都将游戏世界中的所有场景、所有角色、所有细节都完整地加载出来,不仅会给计算机带来巨大的运行压力,导致游戏卡顿甚至崩溃,而且从实际需求来看,也完全没有必要这样做。
游戏开发者通常会采用一种 “动态加载” 的技术来解决这个问题。简单来说,就是只加载游戏角色当前所在的场景以及周围一定范围内的细节内容,而对于游戏角色暂时无法看到、无法接触到的其他场景,则进行模糊化处理或者暂时不加载。当游戏角色移动到新的场景时,计算机再快速加载该场景的相关内容。通过这种方式,既能保证游戏的流畅运行,又能让玩家感受到一个完整、连贯的游戏世界。
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说白了,这种技术的核心逻辑就是:对于虚拟世界中的智慧物种(也就是游戏玩家所操控的角色)来说,看不见的或者感知不到的事物,就相当于不存在。加载那些无法被感知到的事物,不仅没有任何实际意义,还会浪费大量的资源。
由此我们可以推测,创造虚拟世界的超级宇宙文明,或许也采用了类似的 “动态加载” 技术。他们只需要模拟出人类能够感知到的事物和场景,对于人类无法感知到的宇宙深处、微观粒子内部等区域,完全可以模拟出 “什么都没有” 的真空环境,或者直接进行模糊化处理。这样一来,就大大降低了对超级计算机运算能力和存储能力的要求,使得构建虚拟世界变得更加可行。
这种猜测并非毫无根据。在我们所认知的现实世界中,有一些现象似乎能够为这个猜测提供佐证。比如,光速限制或许就是超级文明为虚拟世界设定的 “最大加载速度”。根据爱因斯坦的相对论,光速是宇宙中物质运动和信息传递的最大速度,任何物体的运动速度都无法超过光速。当物体的运动速度接近光速时,时间会变慢,空间会收缩。从虚拟世界的角度来看,这就相当于当 “游戏角色” 的移动速度接近 “最大加载速度” 时,系统为了保证运行的稳定性,会降低 “加载速度”,从而表现出时间变慢的现象。
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而量子力学中的电子双缝干涉实验,更是让我们对世界的真实性产生了更多的疑惑,细思极恐。在这个实验中,当我们对电子的运动轨迹进行观测时,电子会表现出粒子的特性,在屏幕上形成清晰的两条亮纹;而当我们不对电子进行观测时,电子则会表现出波的特性,在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。
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这意味着,世界到底呈现出何种面貌,似乎与我们是否进行观测密切相关。为什么会出现这种奇特的现象呢?
科学家们针对这个问题提出了很多种解释,比如哥本哈根诠释、多世界诠释等,但这些解释都存在一定的局限性,并没有得到科学界的普遍认可,也无法完全消除人们心中的疑惑。然而,如果我们用 “虚拟世界” 这个假想理论来解释电子双缝干涉实验,一切似乎就变得简单易懂了:当我们进行观测时,超级文明的 “虚拟系统” 会立即加载出电子的具体位置和运动状态,让我们看到粒子特性;而当我们不进行观测时,系统为了节省资源,就不会详细加载电子的具体信息,只以波动的形式来模糊处理。这其实就是超级文明在通过 “动态加载” 技术 “欺骗” 我们而已!
看到这里,你是不是已经开始感到后背发凉,有种瑟瑟发抖的感觉了呢?
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其实,我们大可不必如此焦虑和恐慌。因为所谓的 “真实” 和 “虚拟”,本身就是相对的概念,并没有绝对的界限。对于我们人类而言,只要我们在这个世界中所经历的情感是真实的,所获得的体验是有意义的,所建立的人际关系是真挚的,那么这个世界对我们来说就是真实的。即便这个世界真的是超级文明构建的虚拟世界,他们眼中的 “虚拟”,对于我们人类的生活和认知来说,也没有实际的意义。
这就如同我们电脑中的一些虚拟人物一样。在这些虚拟人物的 “认知” 里,他们所生活的游戏世界、动画世界就是真实的。他们会按照设定好的程序,经历生老病死,体验悲欢离合,与其他虚拟人物建立联系。
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除非这些虚拟人物能够突破程序的限制,跳出他们所生活的虚拟世界,来到我们人类所在的现实世界,否则,我们人类眼中的 “虚拟”,对他们来说毫无意义。他们依然会在自己的世界里,过着属于自己的 “真实生活”。
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