人类知道的太多了：热门宇宙问题答案清单

作者简介

"豪尔赫·陈（Jorge Cham） 巴拿马籍华人，斯坦福大学机械工程博士，曾任加州理工大学研究员，研究如何用机器人技术为病患修复神经。研究生在读期间，他开始创作《博士不好当》（PhD Comics），以漫画的方式记录科学青年的生活。这一作品在网络上快速走红，《科学》《纽约时报》等媒体对他的作品也有极高评价，陈就此成为炙手可热的网络漫画家。此后，他又与人一起创办了科学视频品牌PhDTV。目前，陈的工作重心已完全转移至科普和教育领域。 丹尼尔·怀特森（Daniel Whiteson） 加州大学尔湾分校教授，美国物理学会会员，粒子物理学家，他是可以使用欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机进行科学研究的顶尖科学家之一。怀特森十分热衷于科普，喜欢传播科学思维，擅长用深入浅出的方式，介绍尖端的物理概念。 "

内容简介

"还有另外一个你吗？ 如果在某个地方有一个你的复制品，那难道不奇怪吗？ 某个人和你一样，有相同的喜好（香蕉）和厌恶的东西（桃子），同样的技能（制作令人惊叹的香蕉冰沙）和缺点（不会停止谈论香蕉冰沙），相同的记忆、幽默感和个性。得知这个人的存在，你会不会感到奇怪？你想见见他吗？ 或者更奇怪的是，想象一个和你几乎一模一样，但稍微有一点儿不同的人。如果存在更好版本的你呢？也许他们可以做出更美味的水果冰沙，或者以更有意义的方式过他们的生活。或者，如果有一个不那么有才华的或者更加刻薄的你呢，就像邪恶分身那样？ 这有可能吗？ 这也许很难想象，但物理学家不能排除存在另一个你的可能性。事实上，物理学家认为不只是可能存在另一个你，而且是很有可能存在。这意味着，就在你阅读这篇文章的现在，可能会有另一个你穿着和你一样的衣服，摆着和你一样的姿势，在读着同一本书（嗯，也许是一个更有趣的版本）。 为了弄清楚这意味着什么，以及它的可能性有多大，让我们从“看看你有多特别”开始。 你的概率 乍一看，似乎不太可能有和你一模一样的人存在。毕竟，想象一下宇宙为了造就你而不得不发生的所有事情。 一颗超新星必须在气体和尘埃云附近爆炸，产生的激波导致气体发生引力坍缩，从而形成我们的太阳和太阳系。一小团尘埃（不到总质量的0.01％）必须聚集在一起，在离太阳恰到好处的距离形成一颗行星，这样水才不会结冰或变成蒸汽。生命必须开始，恐龙必须灭绝，人类必须进化，罗马帝国必须崩溃，你的祖先必须避开瘟疫。然后，你的父母必须见面，并且真的喜欢彼此；你的母亲必须在正确的时间排卵，带有你另一半基因的精子必须在与数十亿精子的冲刺中获胜。这样你才正好出生！ 想想你在生活中做出的所有决定，这些决定让你成为现在的你。你曾经吃了很多香蕉，或者没吃。你遇到了一个重要的朋友，或者没遇到。那时你决定留在家里，否则就会被水果车碾过。不知何故，你发现了这本有关宇宙的荒唐的书，并决定读一读。这一切，从45亿年前开始的这一切，造就了此时此地你的存在。 这一切再次以完全相同的方式发生，从而创造另外一个你的可能性有多大？这似乎不太可能，对吧？ 也许不是！让我们回顾所有造就你的随机事件、决定和时刻，并试着计算出这些概率有多大。 让我们从今天开始：从醒来到现在，你做了多少个决定？你可能决定起床、选择穿什么、选择早餐吃什么。所有这些决定，即使看起来很小，也能改变你的人生轨迹。例如，你选择印有香蕉图案的衬衫或领带，这可能意味着你未来的配偶是否会注意到你。我们假设你每分钟都会做出一两个可能改变人生的决定。这听起来很有压力，但如果你认同量子物理和混沌理论的话，这个数字应该大得多。假设每分钟只有几次决定，那么你一天就要做出数千个重要决定，一年大概做出100万个。如果你超过20岁，那么就是生活中2000万次以上的决定才造就了今天的你。 接下来，我们假设你所做的每个决定只有两种可能的结果——A或B，香蕉或桃子。说真的，选择还有更多。（你可看到现在一份平常的早午餐菜单上有多少种选择？）但我们还是简单点吧。要计算你因为这2000万个决定而成为现在自己的概率，你需要计算2的20000000 次方，写作2^20000000。 为什么？因为每一个决定都会让可能性的数量增加。如果你必须选择在床的哪一边起床（右或左）、早餐吃什么水果（香蕉或桃子），以及如何去上班（乘火车或公交车），那么你的一天中就会有2×2×2（或2^3）种做事的方式。你在左侧起床、吃了香蕉，然后坐公交车的概率是1/2^3，即1/8。 所以，如果你在生活中做出了2000万个“A或B”的决定，那就意味着你的生活可能有2^20000000 种不同的结果，这真是一个很大的数字。而我们才刚刚开始！ 我们还必须把你出生的概率算进来，这是你父母做出一些决定的结果。如果我们将它们包括在内，就必须再增加4000万个决定（父母各2000万个）。加上你的4位祖父母，就再增加8000万个决定。还有曾祖父母？那就又增加1.6亿个决定。明白这是怎么回事了吗？每代人的祖先数量每翻一番，潜在影响你的决定就增加更多。人类在地球上已经存在了至少3万年，或者说大约1500代人。考虑到他们做出的所有决定，这个数字会更大。 实际上，这计算起来有点复杂。因为如果追溯到足够远，你的一些亲戚与其他亲戚有关系，就意味着同一个人可能会在你的家谱中出现两次。这是一个很尴尬的话题，也让运算变得更加困难。简单起见，我们假设你只受每代两个人的影响，也仍然有1500代人×2×2000万个决定=600亿个决定。产生现在的你的概率是2^60000000000分之一。 但为什么要到此为止？让我们把人类出现之前的历史，和可以追溯到最小微生物的数十亿年进化考虑在内。地球上的生命大约始于35亿年前，如果你一定要绘制一张如此久远的家谱，那么它将主要由微生物和简单的植物构成。它们可能没有做出有意识的决定，但它们受到随机事件的影响：风吹的方式、阳光是否照耀、是否下雨，等等。让我们假设，你的微生物祖先每天至少会受到一个随机事件的影响，并且每个随机事件也有两种可能的结果（例如，一块石头有或者没有落在你的微生物祖先身上）。这意味着，我们必须在可能性上再增加1万亿（1000000000000）个决策事件。 现在，让我们从自己居住的“当地宇宙”一直追溯到45亿年前，太阳系形成之初。然后继续往前追寻那些包含构成你身体原子的恒星或行星，一路回到140亿年前的大爆炸。作为明显的低估，我们再次假设，这些日子的每一天都只发生一件可能影响你生活方向的重要事件。这意味着，在今天之前有大约1千万亿个决策事件，你存在的概率变成了大约1/2^1000000000000000。 可能性不大，但也不是不可能？ 2^1000000000000000 这个数字非常大。试想一下，1后面有大约100万亿个0。这个数字太大了，我们的大脑甚至无法理解它。相比之下，整个可观测宇宙中只有2^265个粒子。要得到2^1000000000000000个粒子，你必须将整个可观测宇宙的大小平方大约30亿次。 当你妈妈说你是个小奇迹时，她不是在开玩笑！曾经存在过与你一模一样的人，或将来会存在的概率是1/2^1000000000000000，也就是几乎为零。如果你再存在一次，就等于掷了一个有2^1000000000000000个面的骰子，且很幸运地两次都得到同一个数字。你通常不想把房子押在这种赔率上。 那么物理学家怎么会认为可能存在另一个你呢？嗯，我们生活在一个奇怪的现实中，实际上有几种不同的方式可以让另一个你存在，包括一个你可以真正遇到他们的场景。（邪恶分身音乐响起：当——当——当当当……）" ★第十四届“国家图书馆文津奖”获奖科普书《一想到还有95%的问题留给人类，我就放心了》的两位作者豪尔赫·陈、丹尼尔·怀特森又出新作：“如果这些问题你不想知道答案，我们就要担心了！”这本书是他们月下载量50万+的科学播客精华集结，原版火热售出15国版权，《出版人周刊》《今日物理》《柯克斯书评》等媒体好评如潮，《七堂极简物理课》作者卡洛·罗韦利赞赏推荐。 ★关于宇宙，你想问的有很多，这本书收集了我们都想知道的问题：时光能倒流吗？外星人存在吗？我们能移居火星吗？被吸到黑洞里怎么办？宇宙的中心在哪里？世上有另一个我吗？会有来世吗？人类可以被预测吗？……关于这些热门问题，科学家们已经知道很多了，快看看还有什么你不知道！ ★星际穿越、量子纠缠、多元宇宙、瞬间传送、曲率引擎……关于这些科幻小说和特效大片里时常出现的热门话题，物理学家们带着迄今zui前沿的科学成果与你一起讨论，开拓视野，已知答案中发现更多可能性！ ★欧洲核子中心（CERN）的一线物理学家与斯坦福大学毕业的博士漫画家联合创作，国家天文台研究员苟利军老师参与翻译，用充满乐趣的语言和大开脑洞的漫画为你硬核科普，专业权威不打折扣。