宇宙在循环
罗杰·彭罗斯是一位数学家,同时也是物理学家。他于1931年时出生于英国埃塞克斯州,和霍金是同事兼好友。从出生的年份来看,彭罗斯的年龄比霍金大了约11岁,但是有才华的人似乎会在冥冥之中被相互吸引。因此,彭罗斯和霍金曾经在一起合作研究过相关理论,一同证明了奇点定理。
彭罗斯认为:
奇点的形成与球对称性的前提假设毫无关联.只要时空当中存在二维的俘获面,时空奇点的出现是必然的。
可见,在彭罗斯的理论当中,奇点不再仅仅存在于宇宙诞生之时,而是隐藏在宇宙当中,或者说是黑洞当中。所以,他认为奇点实际代表着时间的开始或者终结。他和霍金一起证明的奇点定理告诉我们,时间不是无穷的,而是在某个过程中表现出了两端都有限的特性。
而这一发现证实了宇宙系统的非线性作用,即宇宙本身是有多重历史存在的。那么,宇宙就是一直处于循环当中的,我们现在所处的宇宙是在上个宇宙的尘埃当中诞生的,而被视为宇宙起源方式的“大爆炸”在这里就变成了一个过渡阶段,换言之是宇宙在循环时必须要经历的事情。
假如说过去我们对于宇宙的认知就是它从奇点爆炸,使得时间和空间产生。在经历了一段冷却时间之后,形成了我们现在看到的样子。并且根据红移理论,如今的宇宙是在加速膨胀当中的,至于宇宙的膨胀终点在哪里,我们就无从得知了。
再回头来看看彭罗斯奇点定理之下所描述的“循环宇宙模型”,就能发现过去“没头没尾”的事情好像有了答案,毕竟只要把握住了循环的规律,那么找到“开端”和“终结”的标志只是时间问题。因此,有许多人认为,彭罗斯应该已经窥见了宇宙起源方式当中的一些真相,他是迄今为止距离真相最近的那个人。
宇宙监督假设
宇宙监督假设认为:
除了宇宙大爆炸的奇点之外,宇宙中禁止其他的裸奇点存在,这意味着其他所有的奇点都很好地隐藏在黑洞事件视界面之下。
简单来说,在这一假设当中有着某个“宇宙监督”,是它的存在导致裸奇点和奇环出现。大家也可以这样理解,宇宙当中存在着某种“铁律”,使得极端黑洞无法形成。这样来看是不是有些细思极恐?原来奇点之所以需要穿上黑洞的外衣,将自己包装隐藏起来,是因为存在某种“限制”。
而之所以不让奇点裸露,是害怕它影响到黑洞视界之外的因果关系。可见,如果我们找到隐藏在这一规律背后的“宇宙监督”,那么有关于宇宙的真相就会直接展现在我们眼前了。
这个宇宙监督极有可能是某个物理定律,也有可能就是物理学家们在这么多年一直想要找到的“大一统定律”。这一定律在暗处影响着这个宇宙当中所有的事情,最显而易见的就是“因果关系”。
按照这种说法,想通过黑洞穿越时空,回到过去的时间,算不算是与宇宙铁律对抗呢?毕竟很显然,这样的行为是影响了因果的。
彭罗斯的量子意识
假如说宇宙究竟是如何诞生的,未来又会在哪里走向终章一直是人类在追问的事情,彭罗斯创新性地给出了“循环宇宙”的说法。那么,针对另一个难解的难题——人的“意识”,彭罗斯也给出了自己的看法。
要知道,意识这种“虚物”在神经学科学家眼中,是可以通过计算的方法得出的,这种方式也叫意识计算主义方法。但是,作为物理学家的彭罗斯却坚持从量子力学的角度来探究意识。并且他对于哥本哈根学派提出的坍缩解释是不认同的,重新提出了一种理论,来定义意识和波函数坍缩的关系,这一理论叫做“客观还原论”。
我们常说“遇事不决,量子力学”,毕竟这种微观世界在我们普通人看来实在是太难以理解的。过去的诸多理论都认为是意识先出现,才导致波函数发生坍缩。而彭罗斯却表示,这二者的关系反了,应该说意识产生于波函数坍缩才对。
彭罗斯表示:
通过OR原则,我们认为,一个处于叠加态量子系统,它只有在达到坍缩的标准(量子引力能量达到一定的临界值)发生坍缩时,意识就会出现,所以,这种非计算性的客观还原是意识产生的关键。
换言之,人脑作为一个非常复杂的生物系统,其中必然存在着许多的量子。这些量子在人脑之中就会发生某些特殊的反应,这些我们现在无法看透的量子行为促使意识产生。
此外,彭罗斯还提出了“微管结构”,认为这种结构是细胞的主要构成部分,在连接之下,构成了联结网络,以此确保神经元细胞的稳定沟通。此外还建立了新型的意识模型“OrchOR模型”,用量子力学来阐述意识如何产生和传递。
总之,如果说彭罗斯的循环宇宙是一种颠覆,那么他在后来提出的诸多理论,无疑都是“异于常人”的,给我们提供了一种看待事物的新角度。不知道大家有没有发现,在彭罗斯的认知当中,这世界上是存在着诸多难以理解的问题,但是如果真的想要解决它们也不是不可能。
从前我们被意识困扰,认为意识从本质来说是一种迷乱且十分神秘的东西,但是通过量子力学角度来看一切却“豁然开朗”。并且随着研究理论的不断进展,或许有一天我们真的能够窥见“意识的真相”。
所以,在物理学家或者数学家的眼中,这个宇宙当中存在的难题再多,也不如解决它们的方法多。彭罗斯在各个领域当中提出的创新理论就证明了这一点。而这位优秀的物理学家同时也是一位数学家,他还设计了许多“不可能存在的图形”,给人们一种视觉错觉,或者说他设计的图形存在于更加高维的空间当中。
前几年特别火的游戏“纪念碑谷”当中就有着许多的彭罗斯图形,其中最出名的应该就是彭罗斯阶梯了。实际上,彭罗斯阶梯是一个著名的数学悖论,毕竟在这个始终向上或者向下的阶梯当中,你却能无限循环地走下去,且无法找到最高点或者最低点。大家感兴趣的话,可以尝试去看看彭罗斯创造的各类神奇图形。