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假如存在 III 級外星文明,為什麽他們一直不發動宇宙戰爭?

2018-12-23科學

本來已經不打算公開寫關於物理的回答了,但是看見幾位自己的朋友被這個回答誤導,還是出來說幾句吧。

小孟嘗:假如存在III級外星文明,為什麽他們一直不發動宇宙戰爭?

(對於本問題「假如存在III級外星文明,為什麽他們一直不發動宇宙戰爭?」的回答,寫在這段長評論之後。)

該回答的錯誤實在過於密集,只好一句句貼來挨個糾錯:

1、

空間和時間的不連續性不是恰好說明了我們的時空是有「像素」的嗎?

空間和時間的不連續性,目前更多是一種小眾的理論探討,學界目前離明確的結論還相當遠。至今為止,包括弦論在內的理論,多數物理學理論仍是建立在時間、空間自身是連續的數學模型基礎上的。而且每一步新的進展,都需要能夠完備地解釋以往的實驗證據,並能預測新的實驗證據。怎麽到這個回答這裏,就好像已經被欽定為毋庸置疑的事實了?

2、

細分到某個尺度(請參考普朗克量子理論)就無法再細分下去了,你不覺得詭異嗎?

普朗克量子理論是關於黑體放射線中放射線率與頻率(也即對應於能量)的關系。其中的基本概念是能量的離散性。在普朗克的理論中,時間和空間都是預設連續的。如果真能寫一篇論文,從單純的能量的離散性,直接匯出時間、空間的離散性,那大概夠拿一個諾貝爾獎吧。

細分到某個尺度(請參考普朗克量子理論)就無法再細分下去了

就其措辭,推測作者是看到過目前量子理論所能探討的最小空間大小問題,然後把與時空相關的普朗克長度以下量子理論的失效與普朗克量子理論的能量離散性混為一談。

普朗克長度指的是一個史瓦西半徑與其康普頓波長相當的黑洞的史瓦西半徑。史瓦西半徑是由廣義相對論算出來的具有一定品質的黑洞的尺寸,康普頓波長則是由量子力學中的不確定性關系與狹義相對論推出的粒子空間位置的基本限制。當這個黑洞滿足以上要求時,我們把它的半徑叫做普朗克長度。

當所研究的物件尺寸在普朗克長度以下時,想要測量這個物質,根據量子力學,就需要打過去能量極高的光子,才能得到足夠的資訊。但是能量高到一定程度,就會得到一個黑洞,這時光子會被黑洞吸入,也就讓我們無法得到關於這個物質的資訊。可見,我們所能得到的結論只是: 量子物理在這個尺寸以下會失去描述能力 。而非「 (時空)細分到某個尺度就無法再細分下去 」。

3、

像事先設計好的一樣啊,而且你想想空間的最小尺度,假設其端點是A和B,那麽意味著從A移動到B不會經歷AB之間的任何位置,因為AB不可再分,換言之你是從A瞬移到B的(如果不是瞬移 是經歷,那意味著AB還可再細分)。

如前所述,只是量子理論在此尺度下無法描述,並不代表這個尺寸以下發生什麽現象就可以隨便腦補。

4、

最初,物理學家將其用海森堡不確定性原理從量子理論上分析,確實,能完美解釋這種不連續性,然而大多數人不知道,後來發現這樣解釋其實是錯的,在這裏,觀測並不是影響結果的絕對原因,因為不連續性是時空的內秉內容,就像圓周率、三角形內角之和、真空光速一樣,它是內秉的,是被「設計」的。這意味著無論是宏觀(相對論)還是微觀(量子力學),它都在那。

海森堡不確定性關系和前面的時空連續性與否已經毫無關系了。

海森堡不確定性關系是量子物理的基本結論之一。考慮多數讀者的接受程度,大致可以這麽講:它指的是量子物件的一種內在內容,既量子物件的位置與動量(或能量與時間)這兩個對偶內容,各自存在統計性的分布展寬,而非精確到具體數值。可以想見,一個粒子所可能出現的空間範圍越大,就越不能確定它究竟是在什麽位置,也即位置的不確定度越大。類似地,動量也有一個不確定程度。二者不確定度的乘積,不小於某個值:

\sigma_x\sigma_p\geq\hbar/2

事實上,它在數學上相當簡單且嚴謹(大一大二孩子就能推出來),也經過了近百年的量子物理實驗的檢驗。

根據其措辭,猜測作者提到海森堡不確定性原理的「解釋是錯的」,原本指的應該是海森堡不確定性原理剛剛提出時,大家以為它只是針對觀測結果的一種「測不準」,只需要透過改進實驗裝置,就能測得精確。但其實它是一種數學上的必然,並不會因觀測儀器的改進,使不確定度的乘積小於 \hbar/2 。

由上可見:作者這段關於不確定性關系與時空的連續性的內容,完全是把兩個話題各取了幾個句子,硬湊在了一起。

5、

再說物質,你們有想過物質的本質是什麽嗎?一個物體無限細分下去到底是什麽?你說誇克?確實,誇克是目前能分解到的最小物質,但它卻不是最最基本的,誇克也是由某種東西組成的,且同樣具有不連續性,一旦涉及不連續那就是虛無啊。

目前針對誇克的所有理論模型,都是基於誇克的色禁閉(兩個或三個誇克組成一個強子,其色荷總和為零。其中誇克和反誇克在一起組成介子,三個誇克或三個反誇克在一起組成重子或反重子。誇克總是共同出現,不能單獨分離出來)。如果有人能提出把誇克分離出來的方法,建立一套不基於誇克色禁閉的強子模型,估計又會是一個諾貝爾獎(甚至不止一個)。

6、

目前唯一能解釋的是弦理論和超弦理論,它主張物質的最小單位是「弦」。

弦理論主要的目的是基於以往的實驗與理論基礎,統一量子力學和廣義相對論,而非闡釋時空是否連續。

能不能先把「物質的本質」這個詞定義清楚呢?否則沒法討論。

如果只是說解釋這個世界的基礎物理理論,那麽弦論的目的如此,量子力學的目的也是,廣義相對論也是,統計物理也是......

7、

它看不見也摸不著,也就是不可測量,也就是誇克由虛無組成,換言之,宇宙也是虛無。在此尺度上由量子行為主宰,而量子行為的本質是機率,是薛丁格方程式,而薛丁格方程式的解卻是波函式,早在一個世紀以前貝爾提出了物質波的概念,現在我們從大到分子級別的物質身上也能發現幹涉行為,也就是能觀測到量子行為,比如波粒二象性(某種大分子烯),那麽請問,如果物質是機率波,那不是虛無是什麽?

能不能先定義一下什麽是「虛無」?

8、

愛因史坦在反駁以波爾為首的哥本哈根學派時提出了EPR佯謬(分別是愛因史坦、波多斯基、羅森的首字母)也就是大名鼎鼎的定域實在論,他們反駁的是量子理論下詮釋的世界是機率的「謬論」,後來證明,哥本哈根學派贏了,愛因史坦輸了。現實世界就是違反定域實在論的。汗毛豎立沒有?定體論建立在狹義相對論之上,而實在論主張物質世界是實實在在存在的,我們研究宇宙是研究的實實在在存在的宇宙,然而目前看來不是這樣。

目前我們研究物理的時候都會假定物質世界是實實在在的。只有作者認為不是這樣。

定域實在論的觀點並非建立在狹義相對論之上,它只是當時愛因史坦基於過去多數人的想法,順其自然地相信的一種觀點。狹義相對論目前而言沒有什麽問題。EPR佯謬是基於定域實在論提出來的,它質疑的是量子力學的不完備性,與前面所說的時間、空間連續性與否,以及海森堡不確定性關系,完全是不一樣的話題。後來的實驗否定的是定域實在論罷了。

懶得打字,wiki這一段寫得還挺科普的,直接貼過來吧:

定域論只允許在某區域發生的事件以不超過光速的傳遞方式影響其它區域。實在論主張,做實驗觀測到的現象是出自於某種物理實在,而這物理實在與觀測的動作無關。換句話說,定域論不允許鬼魅般的超距作用,實在論堅持,即使無人賞月,月亮依舊存在。將定域論與實在論合併在一起,定域實在論闡明,在某區域發生的事件不能立即影響在其它區域的物理實在,傳遞影響的速度必須被納入考量。

wiki連結:愛因史坦-波多斯基-羅森佯謬

9、

笛卡爾給出的藝術詮釋是「我思故我在」,波爾給出的科學詮釋是「宇宙恰恰是因為我們的觀測才存在」,愛因史坦的反駁是「難道我們不賞月,月亮就不存在了嗎?」,實驗給出的解釋是「還真有可能是這樣」。所以目前看來,更不完善的應該是相對論,而量子理論更接近宇宙的本質。

如前所述,EPR佯謬並未涉及相對論的完善與否。

10、

那麽由量子行為主宰的微觀粒子是機率波(波函式塌縮便是粒子行為),那宏觀物體本質上也是一種機率咯?非也……那是因為量子去相干的時間極其短暫,換言之你還沒來得及觀測到宏觀物量子態它就已經去相干了。所以,又回到了不連續性上了,物質也是一幀一幀呈現出來的。如果空間、時間、物質都是不連續的,那這個宇宙看起來就像某種我們無法理解的行為的表面現象啊,而這種表象所呈現的方式是頻率(請參考普朗克黑體放射線論文)

宏觀物體的去相干和時間空間不連續性有什麽關系?

11、

所以請想想,不連續?頻率?波函式?波粒二象?普朗克尺度?說明什麽?你我皆是機率,實在亦為虛無。一切物理定律和觀察現象,其基石都是絲毫不差的恰好,而這微厘之差和精確無誤如非經過設計又能如何解釋?人擇原理?別鬧,我拉屎很認真的!

不連續?頻率?波函式?波粒二象?普朗克尺度?說明什麽?

說明任何人都可以從科普書裏挑幾個名詞或短句,然後加上一點看似宏大的句子,湊成一段沒有資訊量的話,就寫出一個回答。

12、

蒼蠅一百年前到處都能找到屎,現在它們發現屎神秘消失了,被一種白色漏鬥狀大洞所吞噬,吞噬的動力和屎的去向都是迷,吞噬完了一切和沒發生過一樣。於是蒼蠅科學家們提出「屎無法憑空出現和消失」的理論,稱為蒼蠅界的「屎守恒定律」,然而現實卻存在這些白洞,至今還是蒼蠅世界的未解之謎。

即便考慮到科學一直以來不斷地推翻過去的認識的歷史,作者提出蒼蠅與屎的例子,其嚴謹性與所蘊含的思維水平,也全然無法與當代科學家得出一個結論相類比。

即便假定蒼蠅到處都能找到屎,也只能得出「屎非常充裕」這一結論,就蒼蠅觀測的時間及範圍而言,可能可以提出「屎是無窮無盡的」這一假說,但卻完全不能推出「屎守恒定律」。

此外,物理學家提出能量守恒、動量守恒,都是基於一定條件下的嚴密的實驗,並僅在精確的、有限的範圍內下結論的。因此,即便以後我們發現了更深層次的、適用於之前沒考慮到的範圍的物理理論,也並不是就能推翻目前的能量守恒定律。就如相對論的適用範圍比牛頓定律更廣,但也不能就認為牛頓力學是一種錯誤的理論。

13、

暗物質,波茲曼漲落,量子纏結,裸奇異點,甚至宇宙本身不都可能只是一種表面現象嗎?背後深層次的真相擺在我們面前我們也無法理解啊。見過飛蟲不停的撞向玻璃嗎?它們當時一定非常困惑,現實世界明明就在眼前,可就是隔了一層不可逾越的「亮物質」。人類哪天發現宇宙本質後會不會恍然大悟?我們上下求索的僅僅是一坨屎和沖走它的馬桶以及一層玻璃而已……

「暗物質,波茲曼漲落,量子纏結,裸奇異點」

你也可以從科普書裏挑幾個名詞湊成一段話寫出來。

下面回答一下原本的問題:假如存在III級外星文明,為什麽他們不發動宇宙戰爭?

可能的原因有:

1、我們離他們太遠,無法被他們發動的宇宙戰爭所波及。

宇宙自身的膨脹會導致從任何一點出發,都存在一個物理資訊的空間極限範圍,也即事件視界(event horizon)。光是傳遞實在物理資訊的最快媒介,一旦空間的膨脹速度快到一定程度,那就必然存在光無法觸及的區域。因此宇宙必然存在大片永遠無法進行物理交流的區域。假如生命的誕生是一件小機率的事情,那麽很可能外星文明與我們的距離太過遙遠,以至於無法產生任何物理交流,也就無法得知他們是否發動了宇宙戰爭。

換言之,他們即便想對我們發動宇宙戰爭,也鞭長莫及,甚至無法得知我們這兒還有個星球上面有生物。

2、可利用資源足夠豐富,無需特地與其他有生命的星球搶資源

所能駕馭的能量足夠高,就有能力把自己星球周圍的資源充分地利用起來,也就沒理由花費很大功夫、付出很大時間成本,跑到那麽遠的地方去特地侵略其他星球的生物。

我們所謂的「資源枯竭」,準確地說應該是「以我們目前的技術水平,所能利用的資源太少了」。但如果科技發展到一定高度,所能駕馭的能量高到一定程度,即便沒有水,沒有食物,也可以從宇宙中到處都有的基礎的粒子開始,透過核反應或化學、生物等過程來合成,也即: 到處都是資源。 也就不存在需要與其他競爭者搶奪資源的問題。

3、他們的武力足夠強,也不擔心其他星球來進犯

所能操縱的能量足夠高,那麽可以想見武力水平也夠高。即便是出於自保的想法,如果事件視界以內沒有其他能與之抗衡的星球,那從經濟角度而言,自己的日子安樂無憂,也不怕人來打,自然也無須額外費力去挑起戰爭。

我14年起在知乎回答了不少物理、數學問題,當時也結識了許多物理、數學領域的朋友。雖然我們的交流僅限於回答和討論(數理專業的大夥兒都比較內向,均沒怎麽有私下交往),我們的回答也從沒得到過幾個贊同,那依然是令我非常愉快的一段經歷。

但不知何時起,知乎物理領域的老朋友們,都銷聲匿跡了。15年之後,我已把物理、數學的專業回答匿名。想想匿名的那百十個物理、數學回答,加起來也遠遠不比此處所談及的一個回答贊數多,可以想見為何物理領域的朋友們如今連辟謠都懶得辟了。今日與一個還在做postdoc的本科朋友聊起,均表示我們現在連物理專業的內容都懶得點贊了,因為預期沒幾人能看見,自己的點贊也就無所助益。

並非責怪點贊的人們。畢竟物理的門檻的確有點高,未經專業訓練的人,對一些我們認為常識的事也常是無法分辨的。

然而環境的破壞,仿佛一夜之間就來了;改善,卻非一朝一夕所能為。

如果可能的話,希望知乎官方對正確的內容加以引導。

我甚少在網上批評人或文章,也幾乎不與人爭。之所以寫這篇評論,是因為看見那個回答被我的朋友點了贊,不希望他們被誤導。它的贊數那麽多,應該有很多其他人也被誤導了。但我並不了解作者,所以對作者本人並無任何看法,或許他在其他方面也有值得欣賞之處。

物理、數學這類門檻較高、細節至關重要的領域,就算是教授,偶爾犯錯也總是可理解的。但如此一篇文章,幾乎句句都是錯的,足以說明作者不是因為粗心犯了錯,而是把遠超自己能力範圍的內容寫了出來。

關註者多了,很多人會膨脹。我雖不是大V,或許也成不了大V,但想到自己也可能因為無知和對自己領域的過度自信,而在其他領域做類似的事,誤導其他人,所以也應引以為戒。

我的專業是物理,研究的是基礎理論,與數學比較相關。此外,涉足公益圈,有過一些實踐經驗。目前在寫故事的行業有點作品,但還不算專家。所以涉及前三者的回答,大機率可信(不過常匿名);涉及文學、影視的回答,多數時候不敢寫,偶爾寫了,大家僅作參考即可,多看其他人的,別太信我。偶爾發點自己的短篇故事或短片,也望大家多多提出改進建議。

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