「量化投资与机器学习」地球是个球体,那宇宙是个啥?( 二 )


「量化投资与机器学习」地球是个球体,那宇宙是个啥?
本文插图

在原纸上 , 你看到的光好像从你身后一直传到左手边 , 然后再次出现在右手边 , 就像你在玩一个环绕式电子游戏一样:
「量化投资与机器学习」地球是个球体,那宇宙是个啥?
本文插图

考虑这种情况的一种等效方法是 , 如果你(或一束光)穿过四条边中的一条 , 你会出现在一个看似新的“房间”中 , 但实际上是同一个房间 , 只是从一个新的有利位置看 。 当你在这个宇宙中漫步时 , 你可以进入原始房间的无限副本中 。
「量化投资与机器学习」地球是个球体,那宇宙是个啥?
本文插图

这意味着你也可以通过朝不同的方向看到无限多不同副本的自己 。 这是一种霍氏镜像效应 , 除了你的副本不是反射:
「量化投资与机器学习」地球是个球体,那宇宙是个啥?
本文插图

在甜甜圈上 , 这些对应于许多不同的环 , 光线可以通过这些环从你身上传播回来:
「量化投资与机器学习」地球是个球体,那宇宙是个啥?
本文插图

同样 , 我们可以通过粘贴立方体或其他盒子的相对面来构建一个平坦的三维圆环 。 我们无法将这个空间可视化为普通无限空间内的一个对象 , 它根本不适合 , 但我们可以抽象地推断其中的生活 。
就像二维圆环中的生活就像生活在一个由相同的矩形房间的无限二维阵列中一样 , 三维圆环中的生活就像生活在相同立方体房间中的无限三维阵列中一样 。 你将无限次看到自己的副本:
?
「量化投资与机器学习」地球是个球体,那宇宙是个啥?
本文插图

三维圆环只是10个不同的平面有限世界中的一个 。 还有平坦的无限世界 , 例如无限圆柱体的三维模拟 。 在上述每个世界中 , 都有一个不同的镜像阵列供你体验 。
3
我们的宇宙是这些扁平形状之一吗?
当我们看向太空时 , 我们不会无限地看到自己的副本 。 即使这样 , 也很难排除这些扁平形状 。 一方面 , 它们都具有与欧几里德空间相同的局部几何形状 , 因此没有局部度量可以区分它们 。
为了绕过这些困难 , 天文学家通常不是在寻找自己的副本 , 而是在我们能看到的最远的地方重复这些特征:宇宙大爆炸后不久留下的宇宙微波背景(CMB)辐射 。 实际上 , 这意味着在CMB中搜索具有热点和冷点匹配模式的成对的圆 , 这表明从两个不同的方向看 , 它们实际上是同一个圆 。
「量化投资与机器学习」地球是个球体,那宇宙是个啥?
本文插图

2015年 , 天文学家使用普朗克太空望远镜的数据进行了这种搜索 。 他们对数据进行了梳理 , 寻找我们希望在一个平面三维圆环或另一个称为平板的平面三维形状中看到的匹配圆的种类 , 但是他们未能找到它们 。 这意味着如果我们确实生活在一个圆环中 , 那么它可能是如此之大 , 以至于任何重复的模式都超出了可观测的宇宙范围 。
4
球面几何
我们都熟悉二维球体——一个球或一个橙子或地球的表面 。 但是 , 我们的宇宙成为三维球体意味着什么呢?
很难可视化一个三维球体 , 但是通过简单的类比就可以很容易定义一个 。 就像二维球体是普通三维空间中距离某个中心点的固定距离的所有点的集合一样 , 三维球体(或“三球”)是四维空间中距离某个中心点固定距离的所有点的集合 。
在三个球体中的生活与在平坦空间中的生活感觉非常不同 。 为了感受一下 , 想你您是一个生活在二维球体内的二维人 。 二维球体是整个宇宙 , 你无法看到或进入任何周围的三维空间 。 在这个球形的宇宙中 , 光沿着最短的路径传播:大圆 。 对你来说 , 这些大圆圈感觉像直线 。


推荐阅读