<menuitem id="qpnl2"></menuitem>
      <kbd id="qpnl2"><video id="qpnl2"></video></kbd>

          <ins id="qpnl2"><option id="qpnl2"></option></ins>
        1. <menuitem id="qpnl2"></menuitem>
          1. <mark id="qpnl2"></mark>

            您的位置:首頁 >生活 >

            從未來不可知到量子不可測,這些認知極限有可能突破嗎 每日快播

            2023-06-27 11:26:30 來源:文匯

            大爆炸之前的宇宙是什么樣的?我們的大腦是如何工作的?我們能預知未來嗎?經過數千年的文明發展,人類對宇宙和世間萬物的理解已達到了驚人的高度,但仍有許多問題超出了我們目前所能理解的極限。


            (資料圖片)

            未知世界中,有些是人類可以逐步探索明白的,有些可能是我們永遠無法知道的,還有一些甚至無法想象。那么,人類探索未知的極限究竟在哪里?想要突破極限,就得先認識它。劃時代的科技變革和顛覆式創新往往就來自對認知極限的突破。

            ——編者

            探知真相之極限

            不斷打破無法測量的 " 禁區 "

            對于無法測量的東西,我們無法得知其真實性質。例如,無法測量真實的量子世界,就阻礙了我們對它的理解,但這并不妨礙科學家對它進行思考和探索

            大多數人認為,即使我們不去看,現實仍然存在。這個想法似乎沒錯,卻是個需要證明的棘手命題——當某種東西似乎應該存在,但卻永遠無法觀察到它時,我們怎么才能獲知真相?

            自然法則導致了一些禁區的形成,那些地方靠人類智慧無法涉足。例如,沒有什么比光速更快,因此能夠抵達望遠鏡的最遠距離的光,決定了我們所能觀測到的宇宙的邊界,這也意味著我們永遠觀測不到那個邊界之外的世界。又如,根據廣義相對論,黑洞內的任何東西都無法逃逸,那么黑洞內部也就成了人類無法測量的又一禁區。

            量子力學的定律與牛頓運動定律不同,它無法給出明確的預測結果。根據量子測不準原理,即使用相同的裝置對量子的某些特性進行測量,我們也不可能知道今天測得的結果會不會與明天的相同。

            傳統量子理論對此的解釋是,量子世界中,粒子的狀態存在于許多個可能性組成的一團 " 迷霧 " 中,可由一種被稱為 " 波函數 " 的數學方程來描述——量子粒子只有在被測量時才會坍縮成單一的確定狀態。

            然而,并非所有人都認同這一點。英國牛津大學物理學家弗拉特科 · 韋德拉爾認為,將遵循量子理論的某種粒子與遵循經典物理學規律的觀測者和儀器測量結果對立起來是錯誤的," 應該把現實看作一個整體,一個巨大的波函數 "。

            如果接受這種說法,那將使人類對量子物理學產生新的認識。因為,這意味著對一件物體的測量,還會對其他物體產生影響,測量儀器和被觀測物總在發生交互關系——也就是說,我們眼中的現實是觀測者和被觀測物體的共同產物。

            法國艾克斯 - 馬賽大學的卡羅 · 羅韋利認為,一切存在都與其他事物相關,包括你自己。當你測量一個粒子時,它就在那里,但它并不是一直以那樣的狀態存在。

            也許我們永遠都無法證明哪種解釋是正確的,也許我們終有一天會找到一種方法,在波函數不坍縮的情況下看透 " 量子霧 "。那么,這就可能會誕生一個更深層次的量子理論,使這部分本來無法測量的世界 " 可感可知 "。韋德拉爾說:" 這可能會是一個更加怪異的世界。"

            預測未來之極限

            AI 可否征服復雜性與混沌

            從天氣預報到蛋白質結構,有些事情雖然在理論上可以預測,但因太復雜而無實際可能。人工智能(AI)正在改變復雜性帶來的認知極限,幫助人類突破這些局限

            盡管大家都知道 " 未來不可知 ",但人們總會對未來將會發生什么懷有強烈的好奇。人類對科學的追求,在很大程度上就是對預測未來的確定性的追求。因為一旦擁有大量類似牛頓運動定律這樣的規則,就能讓未來像過去那樣確定。

            然而,萬事萬物總會有很多 " 意料之外 ",這是因為理論上的 " 可預測 " 與實際中的 " 可測量 " 之間存在著差距。無論是技術局限,還是自然界令人難以置信的復雜性,都意味著有些事情實際上是不可預知的。

            更何況,人類想要探究的事物,經常由許多相互影響作用的對象組成,其復雜性大到難以想象。例如,我們可以精確預測足球的飛行路徑,但無法對粒子做同樣的預測,因為飛行中的很多粒子都在相互施加影響,現有計算能力無法同時模擬出所有這些相互作用——超過 10 個粒子,就做不到了。

            復雜性存在于許多科學領域。以生命科學中的蛋白質為例,它是一長串氨基酸分子折疊成復雜形狀,在生命體內完成各種任務。

            了解蛋白質的精確結構可為新藥設計提供幫助。單就理論而言,我們即使已知道是什么決定了每種蛋白質的功能和折疊形狀,但由于每種蛋白質有太多原子在相互作用,人們無法將其完美計算出來。這是個令人沮喪的認知極限。

            混沌現象也是導致復雜性的一個重要因素,它指的是發生在確定性系統中貌似隨機的不可預測的不規則運動。一些系統行為對初始條件的微小差異非常敏感,天氣就是一個典型例子。某天氣溫或濕度的微小變化,可能導致第二天不可預測的風暴。再如,月球繞地球公轉周期大約是 27 天,但每個月變化的最大誤差可達 15 小時,這是由于月球受地球和太陽的引力變化所致。

            混沌現象讓事物更加復雜,從而限制了我們對事物的認知。世間萬物,從天氣預報到金融市場再到疾病傳播模式,都會受到混沌現象的影響,但我們可以利用一些技巧來更好地理解它們。英國牛津大學物理學家蒂姆 · 帕爾默說,一個實用的策略是 " 集成模擬 "。比如,天氣預報經常會附帶一個降雨概率,通過這種策略得出的預報結果,讓人們可以相對自信地判斷出門是否應該帶傘。

            如今,AI 已徹底改變了人們對蛋白質結構的計算能力。在接受數千種已知蛋白質結構的訓練后,AI 模型可利用這些知識來預測新的蛋白質結構。這又是一個瞬間突破人類知識極限的新途徑。

            數學可靠性之極限

            " 不證自明 " 的基礎并不完美

            數學是人類描述宇宙的最佳工具,很多自然規律都是用數學語言寫成的。但它也可能出錯,因為數學本身的可靠性取決于它所建立的公理,而我們必須首先假設這些公理是正確的

            數學是人類有史以來被認為最值得信賴的學科,它是科學嚴謹性的基礎,也是其他許多知識的基石。這也許沒錯,但美國加州大學歐文分校的數學哲學家佩內洛普 · 馬迪指出,數學的可信度其實有一定局限。

            " 數學是建立在無法證明的公理之上的。" 奧地利維也納大學數學家維拉 · 費希爾說,科學家觀察自然現象、總結規律,再得出普遍適用的數學公理。例如,假設 " 兩點之間有且只有一條直線 " 是普遍正確的,這就構成了歐幾里德幾何的規則之一。又如,假設 "1+2" 等于 "2+1",這確立了算術運算的基礎。

            這些公理可以不證自明,但數學比算術要更深奧得多。數學家的目標是揭示數字的屬性、彼此之間的關系,并通過數學來建立現實世界的模型等。這些更復雜的任務仍要通過建立在公理基礎上的定理和證明來解決,但相關的公理可能會有所變化。例如,兩點之間的直線在曲面上與在平面上具有不同的性質,這意味著在不同的幾何體系中,基本公理必然是不同的。

            數學可靠性的黃金標準是集合論。作為數學中最原始的概念之一,集合通常指按照某種特征或規律結合起來的事物的總體及其相鄰事物的性質。自 20 世紀初開始,數學家們就建立了數學界通用的 ZFC 公理集合論系統。

            ZFC 公理集合論系統使數學家能夠創造出無窮無盡的有趣結果,甚至開發出精確的數學方法來衡量我們對 ZFC 衍生理論的信任度。數學家可能會為許多科學知識的建立提供基礎,但他們不能保證它永遠不會變化或改變。

            美籍奧地利數學家、邏輯學家和哲學家庫爾特 · 哥德爾在 20 世紀 30 年代提出了 " 哥德爾不完備定理 ",讓數學家們充分意識到追求完美是一種徒勞。英國東安格利亞大學的戴維 · 阿斯佩羅說:" 數學家們已經學會接受這一現實。"

            事實上,數學的不完美在某種程度上反而讓數學變得更有趣。變得更完美的可能性正是數學學科的魅力之一。

            感知世界之極限

            " 子非魚安知魚之樂 "

            我們永遠無法完全感知別人的痛苦,也無法用語言來表達對色彩和愛的體驗,更不用說了解其他動物的體驗。這意味著,我們可能永遠不知道是否創造出了有感知的人工智能

            想象一下,一個女子從出生起就在一個黑白灰相間的房間里長大,她看到的一切都是單色的。也許她一生都在研究色彩科學,可她卻從未見過黑白色之外的任何其他顏色。而當她第一次離開房間,看到五彩繽紛的現實世界時,她學到了怎樣的關于顏色的新知識……

            這個思想實驗是澳大利亞哲學家弗蘭克 · 杰克遜于 1982 年提出的。實驗表明,有些類型的知識是無法通過閱讀、測量或推導獲得,必須通過直接經驗來學習。

            分享他人主觀經驗的不可能性理論對醫學界的影響極大。比如,當一個人產生幻覺時,其他人很難知道他的心理狀態。同樣,我們很難體會一個病人有多痛苦,醫生只能依靠他們的描述,卻無法知道某個人的 " 疼痛 " 和另一個人的 " 痛苦 " 是否一樣。

            英國牛津大學哲學家斯蒂芬 · 勞認為,人的內心世界是一個私密的領域,隱藏于某種超級屏障之后。這與頭骨等物理屏障是截然不同的,即使我們可以進入人的物理大腦,也無法進入心理世界。

            這種認知極限導致我們永遠無法知道,我們對世界的感知是否與其他人一樣。許多實驗證據表明,對于某種特定色彩、聲音和氣味,每個人的體驗和感受是不一樣的。這不僅僅因為感知器官物理形態上的些微差異,還可能是因為每個人的大腦細胞對外來信息的處理方式是不同的。

            英國蘇塞克斯大學神經科學家阿尼爾 · 賽斯和他的同事們通過 " 感知普查 " 調查人類感官體驗的多樣性。這是一項關于人們如何體驗游戲、幻覺和其他視覺聽覺刺激的在線調查。調查表明,我們很難真正了解其他人的內心世界,更難了解與我們完全不同感官輸入的其他物種的感知,比如蝙蝠用 " 回聲定位 " 感知到的世界。

            這意味著無論我們如何通過科學、方程、理論和實驗測量來理解現實,總有一個完全屬于個體的私密領域,那也是一個不可知的極限領域。而且,這還將導致一個嚴重問題:我們如何知道,我們是否創造了一個有感知能力,甚至產生了意識、擁有了情感的 AI 呢?

            描述世界之極限

            高于人腦理解度的邏輯存在嗎

            邏輯是知識的基礎,我們用邏輯將事實構建成思想體系,但悖論迫使我們質疑已知的東西。但如果邏輯本身有缺陷呢?

            一個滿頭烏發的人,被一根一根拔掉頭發,最終會變成禿子。但在此過程中,需要拔掉多少根頭發才算禿了呢?這很難說。

            這是哲學家們喜歡的思想實驗,也是古希臘哲學家歐布里德提出的 " 沙堆悖論 " 的另一個版本。它經常被用來證明,經典邏輯不足以描述周圍的世界。

            邏輯貫穿于人類知識之中,悖論往往從看似正確的前提開始,運用看似有效的推理,最終得出錯誤或矛盾的結論。許多悖論迫使我們質疑我們自以為知道的東西。

            有哲學家認為,邏輯這個概念本身需要重新認識。以拔毛過程為例,拔掉一半頭發,仍然沒禿,但卻沒有開始時那么 " 不禿 " 了。為此,計算機科學家洛特菲 · 扎德于 1965 年提出了 " 模糊邏輯 " 的概念。然而,這里有個更深層次的問題:我們能確定邏輯——即使是經過改革的邏輯——足以理解宇宙的全部內涵嗎?

            美國新墨西哥州圣塔菲研究所的大衛 · 沃爾珀特幾十年來一直在思考這個問題。最近他提出這樣一個觀點:有可能存在某種更高層次的邏輯模式,可以用來理解宇宙,但那可能是人類大腦無法理解的。

            沃爾珀特說,以 " 問題 " 這一簡單詞語為例,有些生物比如單細胞草履蟲,根本無法想象 " 問題 " 是個什么概念。事實上,根據我們的智力標準,地球上所有其他物種在理解周圍世界的方式上都有一定的局限,人類顯然也會有局限。

            " 假如我們是草履蟲,我們之上又是什么呢?" 沃爾珀特認為,我們有可能通過某種方式獲得一種更高層次的思維體系,也許它會是超越正常計算規則的超級圖靈機,或是與我們分享智慧的外星生命形式,又或許是一種完全不同的東西。這種新的理解方式會是什么樣的呢?" 我無法想象。" 沃爾珀特說," 而這就是關鍵所在。"

            >>>極限迷思

            ◆ 有比光速更快的引擎嗎?

            除了傳統航天器的推進系統,也許還有一種可在太空中快速移動的方式:扭曲周圍空間。我們可以將它想象成蛙泳,堆涌起身前的水,然后將水向后推。根據這一原理,我們能制造出在太空中快速移動的引擎嗎?

            任何有質量的東西都會在一定程度上扭曲時空。曲速引擎的吸引力在于,理論上它比光速更快。但如果比光速更快,其質量會大到足以形成黑洞。物理學家提出的解決辦法是使用負物質,可以扭曲時空而不產生黑洞。有充分理由認為,負物質不可能存在,但自然法則也沒有排除這種可能性。

            ◆ 黑洞內部有什么?

            如果你掉進黑洞,那肯定回不來了。不止是人,包括派去測量的儀器或其他任何東西,只要被這個空間吞噬,無一能夠幸免。

            越過黑洞視界,強大的引力會將所有物體都壓縮成 " 意面 "。盡管如此,某些東西還是有可能會從黑洞里滲漏出來。

            英國著名物理學家斯蒂芬 · 霍金發現,由于量子效應,黑洞會釋放一種輻射,這被稱為 " 霍金輻射 "。這是一個極其緩慢的過程。如果黑洞完全蒸發,那么它在無數歲月中吸收的信息就會消失,但有一條非常重要的自然法則是 " 信息不會被摧毀 ",這就是黑洞信息悖論。

            科學家通過對黑洞拍照和建模,可從理論上探索黑洞里面有什么,同時通過了解事件視界邊緣所發生的事情,一步步逼近破解黑洞之謎。很多人希望,這個過程能印證新的量子引力理論——一種超越量子力學和廣義相對論的理論。

            ◆ 做一只蝙蝠是什么感覺?

            20 世紀 70 年代,哲學家托馬斯 · 內格爾通過研究提出,基于我們對世界的物理感知來理解意識體驗是不可能的。一些研究發現,人類對世界的體驗和其他動物不同。例如,我們可以解剖蝙蝠,看清楚它的物理結構,甚至精確到原子,但卻無法進入它隱秘的內心世界,獲知它通過 " 回聲定位 " 來 " 看 " 世界的感受。" 比起章魚,我們可能更能想象猴子的內心世界。但對于猴子的想法,我們可能還是弄錯了。" 英國蘇塞克斯大學的阿尼爾 · 賽斯說。

            ◆ 無窮就是無窮大嗎?

            沒那么簡單。19 世紀數學家喬治 · 康托爾證明了兩種類型的無窮。" 自然數 "(1、2、3 ……)是可數的無窮,每兩個自然數之間的連續實數(比如 1.234566 ……)是不可數的無窮。

            日常生活中,我們一般不會涉及無窮的問題,但 " 無窮 " 是一個重要概念。在物理方程中,尤其是在描述大爆炸和黑洞的方程中,它總會出現。

            對這個棘手的概念,數學家有著更好的理解??低袪柼岢鲞B續統假設,即在兩種類型的 " 無窮 " 之間可能存在另一種 " 無窮 "。傳統數學無法確定這種假設是否正確,但最新數學研究表明,最終還是有希望找到這個問題的答案的。

            作者:方陵生 / 編譯

            圖片:視覺中國

            編輯:許琦敏

            * 文匯獨家稿件,轉載請注明出處。

            標簽:

            日本黄片_日本电影经典_日本片在线看的免费网站
              <menuitem id="qpnl2"></menuitem>
              <kbd id="qpnl2"><video id="qpnl2"></video></kbd>

                  <ins id="qpnl2"><option id="qpnl2"></option></ins>
                1. <menuitem id="qpnl2"></menuitem>
                  1. <mark id="qpnl2"></mark>

                    <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>