宇宙在我们消失后会记住我们吗?

物理学家坚持认为信息永远不会消失,即使在黑洞中也不会,但这条“定律”反映的是一厢情愿的想法

我是一个有写日记强迫症的人。这个习惯可以追溯到我的青少年时期,事实证明对我的职业生涯很有用。我所有的文章和书籍都是从日记条目开始的。但我的动机不仅仅是职业上的。如果我不记录我的想法,我就不会记住它们,它们也就无关紧要了。我害怕这一点。随着年龄的增长,这种感觉越来越强烈。

让我更加担忧的是,有一天人类及其所有的残留物都会消失的可能性——不,是必然性。我们所有的科学、数学、哲学、艺术、音乐,是的,还有新闻作品都会回到它们来自的虚空中。我们所想所做的一切都将是徒劳的。如果我们没有留下任何东西,如果没有任何东西被记住,我们可能就从未存在过。

难怪我们这么多人,即使在这个科学唯物主义的时代,仍然相信上帝。一位不朽、无所不知的存在注视着我们每一个人,而不仅仅是爱因斯坦和碧昂斯这样的名人。他/她/它/它们肯定也会在我们消失后记住我们,就像一个具有无限存储能力的宇宙备份设备。据说如此。如果这个神圣的实体不存在,并且有一天我们所有的痕迹都永远消失了,那么我们生命的意义又何在呢?


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科学家也并非没有这种焦虑。我怀疑,存在的焦虑是物理学家相信信息守恒的原因。我几年前第一次听说这个命题,但直到最近几个月我才认真考虑它,这几个月我一直在努力学习量子力学

我的主要教材中有两本是斯坦福大学物理学家伦纳德·萨斯坎德(与两位合著者)所著的关于经典力学和量子力学的《理论最小值》系列书籍。萨斯坎德传授“开始学习物理学所需知道的知识”。根据萨斯坎德的说法,我们绝对需要知道的一件事是“信息永远不会丢失”。萨斯坎德断言,这条定律“是其他一切的基础”。

他说,信息守恒比牛顿第一定律(运动守恒)、热力学第一定律(能量守恒)以及有时被称为热力学第零定律(如果系统 A 和 B 与 C 处于平衡状态,则 A 和 B 彼此处于平衡状态)更为根本。因此,萨斯坎德将信息守恒称为“负一律”。

负一律涵盖了决定论的原则,该原则认为,如果你知道一个系统当前的状态,你就知道它所有的过去和未来。法国博学家西蒙-皮埃尔·拉普拉斯在 200 多年前就明确阐述了决定论的含义

“如果一个智力在某个时刻知道所有使自然运动的力量,以及自然组成的所有物体的所有位置,如果这个智力也足够强大,可以将这些数据提交给分析,它将用一个公式概括宇宙中最大物体的运动和最小原子的运动;对于这样的智力来说,没有任何东西是不确定的,未来就像过去一样会出现在它的眼前。”

这个无所不知的“智力”被称为拉普拉斯妖。萨斯坎德坚持认为,量子力学虽然不像经典力学那样具有决定性,但仍然符合负一律。在 2008 年的一次采访中,他说负一律“是包括经典物理学、热力学、量子力学、能量守恒在内的一切的基础,物理学家们已经相信了几百年”。

在 20 世纪 80 年代,斯蒂芬·霍金挑战了负一律,声称黑洞会摧毁信息。萨斯坎德在 2008 年说,霍金的假设“引发了物理学中的一场危机,一场自爱因斯坦年轻以来从未有过的基本原则的冲突”。他通过论文和一本畅销书《黑洞战争:我与斯蒂芬·霍金的战斗,为了让量子力学在世界上安全》反驳了霍金。

萨斯坎德认为,所有被吸入黑洞的信息都保存在其外膜或“事件视界”中,在那里,空间和时间会发生奇怪的扭曲。在《黑洞战争》的评论中,记者乔治·约翰逊勇敢地尝试解释萨斯坎德的论点:“掉入黑洞的所有东西的描述,无论是书还是一整个文明,都会记录在其视界的表面上,并像巨型汽车电影屏幕上的图像一样辐射回来。”

正如您从约翰逊的评论中可能猜到的那样,萨斯坎德喜欢那些无法通过经验检验因而可能被证伪的理论。在他 2005 年的书《宇宙景观》中,萨斯坎德认为我们的宇宙只是一个无限宇宙景观中的一个小山丘。这个提议纯属猜测,因此可以说是非科学的,因为我们无法证明或反驳其他宇宙的存在。

也许萨斯坎德和其他物理学家不希望我们这些外行人太过认真地对待多元宇宙或负一律这样的想法。也许这些只是隐喻、诗意的幻想,就像天主教中的圣灵一样。但是物理学家似乎为自己能言出必行而自豪。所以,当萨斯坎德宣称“信息永不丢失”时,我会相信他的话。

让我来梳理一下这个非凡的声明的含义。首先,正如我之前论证的那样,在没有被告知的事物(即心灵)的情况下,信息概念没有任何意义。信息需要——它预设——意识。所以,如果信息守恒,那么意识也守恒。如果意识现在存在,它必须永远存在。或者负一律暗示如此。

事实上,许多科学家和哲学家都提出,意识与物质一样基本,甚至更基本。我将这些推测归类为新地心说,因为它们复活了古老的、自恋的观点,即宇宙围绕我们旋转。新地心说理论代表了试图将一种安慰性的宗教假设(这个宇宙完全是为了我们而存在)偷偷地带回科学的尝试,信息守恒也是如此。

如果我必须对物理定律进行排名,我会选择热力学第二定律,它认为无序或熵总是增加。我们不断膨胀的宇宙正在走向热寂,一种最终无聊的状态,在这种状态下什么都不会发生。热力学第二定律,我每次照镜子或看新闻时都会看到它的证据,胜过负一律。

实际上,我对所有物理“定律”都持怀疑态度,我认为它们是科学傲慢的表现。科学家们将一个在某些非常严格控制的条件下适用的假设(通常有很多限制条件)转化为一个适用于所有时间、所有地点和所有事物的宇宙原则。但我尤其对负一律持怀疑态度。

先不管霍金关于黑洞会摧毁信息的猜想。我担心的是更平凡的过程。三年前,中风严重损害了我父亲的记忆力,使他很难认出我和我的兄弟姐妹。去年六月,他以 96 岁高龄去世,我的继母将他的遗体火化了。我父亲在那些爱他的人的零星、逐渐消退的回忆中,以某种方式存在着。博学家道格拉斯·霍夫施塔特创造了令人心碎的短语“灵魂光晕”来描述我们对那些被死亡所掩盖的人的记忆。但有一天我们也会死去。

负一律暗示宇宙将永远带有我父亲生活的印记。在我们太阳甚至整个银河系都熄灭很久之后,具有拉普拉斯妖般神力的外星人原则上(这个方便的、通用的回避)可以重建我父亲和曾经生活过的其他每个人的生活。

这是一个美好的想法(启发了物理学家弗兰克·蒂普勒 1996 年的书《永生的物理学》)。但是,我并不比相信轮回或天堂——或者一个珍视我们的上帝——更相信信息守恒。这些命题,无论是科学的还是宗教的,都代表着可以理解但最终没有说服力的安慰尝试。我对每个人和所有我所爱的事物不可避免的失去的思考让我感到不安。但我宁愿直面死亡,也不愿从牧师或物理学家那里寻求虚假的保证。

在《黑洞战争》中,萨斯坎德(对他来说)罕见地表现出谦逊:“很可能我们仍然是困惑的初学者,拥有非常错误的心理图像,而最终的现实仍然远远超出我们的掌握。”(我在物理学家彼得·沃伊特的一篇博文中找到了这句话。)在这一点上,萨斯坎德和我意见一致。

与此同时,随着我的末日临近,我仍然在疯狂地填写笔记本。

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另请参阅我的免费在线书籍《心身问题》中的章节“层层嵌套的怪圈”。

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