哈喽小伙伴们 ,今天给大家科普一个小知识。在日常生活中我们或多或少的都会接触到无限非概率(世界是否无限可能性?)方面的一些说法,有的小伙伴还不是很了解,今天就给大家详细的介绍一下关于无限非概率(世界是否无限可能性?)的相关内容。

无限概率(世界是无限可能的吗?)

有一天看到一个博主发了这样一个脑洞动态:如果你拿出一把尺子,把手指从3.1cm移动到3.2cm,那么你的指尖刚好会在某个点越过圆周率。


(相关资料图)

那么是真的吗?今天我们来研究一下这个问题。

有什么特点?

先了解一下吧。就是圆周率,一个无理数,一个超越数。无理数是无限无环小数,而超越数意味着它们不可能是有理数组成的方程的解。比如√2是无理数但不是超越数,是方程x=2的解。立正!这些结论都是经过严谨的数学证明的,并不是因为人类还没有算出最后一个,就认为它“无穷无尽”。现在虽然人类的计算方法已经更新了很多代,但是仍然在使用“无穷级数”的算法。你可以把它理解为按照一定规则排列的无限长的公式,每多计算一次,精度就会增加一次。

那么,我们需要提取的最重要的一条信息就是它的“无穷大”。这个概念的意思是,当你触摸尺子的时候,你的手需要触摸到一个无限精确的位置,这样才能满足上面的脑洞。

能达到无限精度吗?

其实早在古希腊时期,哲学家们就对极限的问题有过一些深入的思考。比如,有一个叫芝诺的大人物,他提出了一个叫“阿喀琉斯追乌龟”的问题。他对大家说:我发现大英雄阿喀琉斯永远也追不上一只乌龟。

我唯一的弱点就是脚后跟,伙计。

这个阿喀琉斯大概就像我们中国神话里的小哪吒。他是一个拥有强大力量的半神英雄。那为什么芝诺说英雄跑不过海龟?这是他的分析:我假设阿喀琉斯比乌龟快10倍(这个英雄好像也跑得不是很快)。他和乌龟的距离大概是100米,所以阿喀琉斯跑100米,乌龟就跑1米。然后阿喀琉斯为了追上乌龟会跑这1米,但同时乌龟会跑1cm。当阿喀琉斯跑完这1厘米,乌龟会再跑100微米...这样,永远不会有赶上的一天。

大概就是这么追海龟的吧。

(就是那样)突如其来...

你听完后有没有一种奇怪的感觉,就是明明知道这个结论是错的,却不知道怎么去批判,或者找不到角度去批判?如果你在现场,你可能会脱口而出这句话:“你在胡说八道!我不能继续和你这样的人聊天”。

科学的精神之一就是,不管事情有多不合理,都要给出“理由”和“证据”,所以要找到问题的根源。一件有趣的事情是,芝诺的终身对手德谟克里特斯是经典原子理论的创始人,他的思想与芝诺的针锋相对。我们可以从他的原子理论中窥见他对这类问题的回答。

原子的存在对于我们现代人来说是一个基础知识,但是对于几千年前的古希腊人来说,却是一个非常神奇而又深奥的哲学问题。因为他们没有通过观察知道微观世界的可能性,只能通过“空思考”来寻找答案(这是早期世界哲学的伟大贡献之一,现在哲学的大部分功能已经被科学取代)。当时普遍认为“物质可以无限分割”,这在庄子的世界里表达了同样的意思:“一尺之木,每日可取其半,万古长存。”

他在用思想分割物体!

但是德谟克里特斯显然不这么认为。他说:

如果物质是无限可分的,那么如果我们一直分割一个小东西,最后会得到什么?有维度(也就是体积)的小粒子多吗?很明显,只要有维度,就可以继续分下去,所以我们要一直分下去,直到只剩下很多没有维度的点(也就是几何中点的概念,没有体积和面积的东西)。好了,现在我们再捏一次,那么有多少个点可以产生维度呢?两个?三个?几千?一万?......不会的,没有维度的事物无论怎么积累也永远不会有维度,就像无论多少个零加起来也永远只能是0一样。

所以德谟克里特斯得出结论,物质一定不是优优资源网无限可分的,一定有一个不可分的最小维度。他用希腊语将其命名为“不可分割”(tomos),也就是我们现在翻译的“原子”。

量子力学的答案

所以当我们带着这样的想法去看“阿喀琉斯追乌龟”的问题时,我们会发现,如果空不像物质一样是无限可分的,那么最终会有阿喀琉斯和乌龟同时跑完这个“最小长度”的时刻,然后阿喀琉斯就会轻易地把乌龟甩在后面,这样芝诺之谜就被破坏了。

这幅图有误导性。电子很小,不像行星一样运动。

那么有没有这样的最小尺度呢?答案是必然的,这是物理学最前沿、最前沿的研究领域“量子力学”的范畴。量子力学的核心是所有物理现象的最小单位定律。所谓“量子”,是指只能用“一”来衡量的最基本的粒子,比如电荷的最小单位电子。这个世界上没有半个电子那么多的电荷,所以电子是量子的一种。

这样,如果我们看看德友资源网Mokrit的经典原子论,就会发现他所说的“原子”其实应该是“量子”,只有量子才是真正“不可分”的。同样,如果一个粒子有最小的单位,那么时间和空就没有理由无限可分。量子力学的创始人之一普朗克给出了答案:普朗克时间和普朗克长度。它们是物理学中最短的时间和最短的长度,分别是10-43秒和10-35米。

普朗克面值之谜

现实世界离不开数数。

那普朗克是怎么算出这样一个数值的呢?这就需要我们把思想之舟开回现实世界。我来思考一个问题:你怎么知道现实世界中的信息,比如桌子上有多少瓜子?其实答案很简单。数数就好了。有没有其他方法让我们知道瓜子的数量?其实不是,就算有人告诉你,也一定有人(或者其他能数的东西)数过。于是我们得到一个看似无厘头的事实:一个东西要想证明它的存在,就必须是“可数的”。

没有人能说出光子是什么形状,但我们只知道它们互不相连。

为什么要强调这一点?那自然是因为“可数性”也不一定存在。在非常小的尺度上,如果我们想知道一个粒子,我们必须用光子去撞击它。但是一个光子有一个特点,就是能量越高精度越高,但是能量不可能无限下去。当它达到某个更大值时,它会立即变成一个非常小的黑洞,破坏那里的空空间。这种极端能量光子在变成黑洞之前的精度是普朗克长度,光穿过普朗克长度所需的时间就是普朗克时间。

一切都是有限的。

测量不能等于不存在吗?现在没有证据证明空是不连续的,但是任何现实世界的所有物理规律(包括信息量)都指向“一切都是有限的”。让我们想象一下,在一个没有空气体的异世界地球上,生活着许多奇怪的生物。这些生物想知道更高的有多高,所以只能爬山。但是地球引力决定了更高的山不能超过一万米,所以这一万米的1友资源网不仅是测量的更高高度,也是不同世界“实际存在”的更高高度。

因此,上述内容中的“测量”并不是真的受到人的能力限制的“测量行为”,而是通过计算得出的理论上限。事实上,人类不可能制造出一个足以当场毁灭空的光子。就像地球更高峰不能超过一万米一样,是由地球重力加速度决定的。我们其实不需要把山堆到一万米才能得出“山的高度是有极限的”的结论。

站在更高峰上,地球也会向四周看。

“万物皆有限”的结论,解决了哲学上所有关于宇宙的悖论。以前人们认为宇宙是无限空的,时间也是无限的。现在我们知道宇宙的大小是有限的(有限但无界),宇宙的寿命并不比太阳长几倍。同时,我们也知道,一切都不是无限可分的。你可能认为时间和空有无限的精度(也就是所谓的连续性,当然这也是没有证据支持的),但它们绝对不是无限可分的。电子的直径是普朗克长度的十亿倍,我们还没有发现电子可以被分割的证据。人类对量子的研究可能已经进入了即将触及天花板的高度。

无限的概念只能存在于人的头脑中。从某种意义上说,它甚至比整个宇宙还要大。

你不能碰它。

现在让我们回到最初的问题。你的指尖能碰到它吗?当然不是,因为至少你的手指没有无限精确。只会在一个小一点大一点的区间里“跳”。这个无穷数只能永远存在于人类(或任何有智慧的个体)的想象中。

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