科学是否存在“尽头”？爱因斯坦认为 ， 或许存在一个“大一统理论” ， 这个理论可以完美地解释宇宙中的四大基本力 ， 用一段公式就可以解释和预测宇宙的每一件事情 ， 这样的理论也被称为“万物之理” ， 宇宙真的是被设计好的吗？一段公式就能解释整个宇宙？
可惜的是 ， 爱因斯坦直到去世都没有找到这样的理论 。 并且随着科学的发展 ， 人们逐渐意识到 ， 想要用一个理论去解释宇宙中发生的所有事情 ， 是不可能完成的 。 就算人类在未来找到了可以统一四种基本力的理论 ， 也无法预测宇宙中发生的所有事情 ， 因为宇宙是非决定性的 ， 用现有的数据去推断未来发生的事情必然会出现各种误差 。
文章插图
宇宙的本质是“确定”和“不确定”的结合 ， 从宏观来看 ， 宇宙中的物理规律是确定的 ， 但是从微观来看 ， 量子的运动充满了不确定性 。 种种原因造成宇宙并不是完全对称的 ， 不确定性才是宇宙的本质 ， 如果宇宙中的一切都是可以预测的 ， 那么我们就可以怀疑宇宙可能就是被设计好的一段程序 。
微观的不确定性组合在一起形成了宏观的“确定” ， 仔细观察这个宇宙就可以发现 ， 微观的尽头是宏观 ， 组成宏观的微观之间有一定的“自相似性” 。
文章插图
可以看一下上面这张图片 ， 这种植物叫“罗马花椰菜” ， 这种神奇的植物以指数式螺旋结构生长 ， 形成自相似性的斐波纳契数列 。 仔细观察罗马花椰菜就可以发现 ， 许多较小的花组合在一起形成了一个较大的花球 ， 而小花球和大花球十分相似 。
这种神奇的规律被称为“分形几何学” ， 传统几何学的研究对象通常是整数状态下的整数维数 ， 而分形几何学的研究对象是任何非负实数维数 ， 因此分型几何学的研究对象在大自然中普遍存在 。
文章插图
根据分形几何学的自相似性 ， 科学家发现了“曼德勃罗集” ， 这个人类创造出来的最美图案 ， 也被人们称为“上帝指纹” 。 这种图案的特点是每个部分之间都是相似体 ， 具备结构上的自相似性 。
随着研究的深入 ， 科学家逐渐发现 ， 分形的例子在宇宙中比比皆是 ， 宇宙中似乎暗藏着某种不为人知的规律 ， 很多物理规律的背后也在暗示着种层次结构明显 ， 又具备自相似的现象 。
在我们的生活中 ， 仔细观察就可以发现 ， 分形几乎无处不在 。 从远处来看 ， 树木的形状经常会和树叶的形状相似 ， 同时大部分植物在生长时 ， 生长的规律就会呈现出自相似性 ， 局部和整体的形状很相似 ， 大部分乔木的树枝会有一定的分形规律 。
文章插图
分形几何形延伸出了“分形理论” ， 在物理学和数学领域产生了巨大的影响 ， 甚至还对天文学产生了不小的影响 。
分形理论不仅仅可以展示大自然的美感 ， 也在一定程度上向人类展示了这个宇宙的本质——“自相似性” 。 如果宇宙整体也在某种程度上具备分型理论中的自相似性 ， 那么在未来人类真的有可能找到一个可以描述整个宇宙的模型 ， 完成爱因斯坦的愿望 。
文章插图
分形展现的美感是“混乱的美感” ， 宇宙的本质就是无限的混乱 ， 但是在混乱中又可以找到相似的规律 ， 无限的微观组成了宏观 ， 微观必然是混乱无序的 ， 但是因为整体的自相似性 ， 宏观才会有一定的稳定性 ， 或许这也是为什么微观世界中量子的运动充满了不确定性 ， 我们的宏观世界却表现出了惊人稳定性的原因 。
文章插图
在引力的影响下 ， 宇宙中的天体会自发性向一个引力源聚集 ， 比如太阳系就是依靠太阳强大的引力维持稳定的 ， 而太阳系同时也被银河系重心巨大的黑洞吸引 。 地球和跃迁 ， 地球和太阳系 ， 太阳系和银河系 ， 这三个天体结构其实从某种程度上来说也具备自相似性 ， 符合分形的概念 。
宇宙中的物质都是由各种基本粒子组成的 ， 在化学中“原子”就是最小且不可分割的微粒 ， 原子由原子核和围绕原子核运动的电子组成 ， 原子的结构和星系十分相似 ， 原子就像是恒星或者黑洞 ， 而电子就是围绕引力源运动的行星！
文章插图
文章插图
有人认为 ， 原子本身就是一个“微观宇宙” 。 从这个角度来看 ， 就可以发现宇宙中的物质基本都符合“分形”的概念 ， 从最小的原子再到巨大的天体结构 ， 相互之间都具本自相似性 ， 科学家一直想在黑洞中寻找到类似的概念 ， 帮助我们更好的理解时空的概念 。
【宇宙|科学家发现神奇图案，被称为“上帝指纹”，宇宙是被设计好的吗？】你认为未来的人类可以找到一个模型 ， 从而展现出整个宇宙吗？欢迎在下方留言讨论！
推荐阅读
- 宇宙|我们的宇宙是真实的吗？全息宇宙
- 显微镜|假如人类可以把显微镜提升到40亿倍，是不是全新的宇宙观？
- 三星堆遗址|直击三星堆发布会｜雷雨：四号坑灰烬中发现纺织品痕迹
- 地球|科学家发现证据，表明地球内部或存在大型海洋，这可能吗？
- 恐龙|恐龙也怕患癌症？新发现，科学家在恐龙化石中检测出恶性肿瘤痕迹
- 昆虫|近亿年前的虫珀里藏只“小怪兽”！中国科学家发现昆虫新物种
- 抑郁症|怀疑是抑郁症，早期有这7个表现，及时发现，别延误治疗
- 火星|火星的水资源没有流失！科学家苦寻多年，原来藏在火星地下
- 昆虫|恐龙时代“臭大姐”竟然长巨角？！我国科学家发现亿年前昆虫新物种
- 新冠病毒抗体|我国科学家刊发重要研究成果：新冠抗体产生后至少可持续9个月