《认知的极限》:已知的世界是有限的,未知的世界是无限的

2021-07-27 16:44:44

【世界决定视界】【视界决定世界】

欢迎打开“我与我们的世界”，从此，让我们一起“纵览世界之风云变幻、洞察社会之脉搏律动、感受个体之生活命运、挖掘自然之点滴奥妙”。

我与我们的世界，既是一个“奋斗”的世界，也是一个“思考”的世界。奋而不思则罔，思而不奋则殆。这个世界，你大，它就大；你小，它就小。

欢迎通过上方公众号名称打开公众号“查看历史消息”来挖掘往期文章，因为，每期都能让你“走近”不一样的世界、带给你不一样的精彩。

本期导读：本期与大家共享源自公众号“原理”的一篇文章，在此对文章原作者表示感谢。

人皆生而欲知。
——亚里士多德

我们仍然坚信着运用智慧、逻辑、数学、以及科学方法就能解决一切问题。这种坚持所带来的结果是，全世界有数百万人摆脱贫困、在医学的帮助下得到救治、因先进农业而获得粮食、以及通过计算机和通讯技术以前所未有的方式相互联系。尽管有这么多的创新，但牛津大学数学家 Marcus du Sautoy 认为，或许我已在许多方面正接近科学的极限。

目前来说，科学和数学就已达到某种极限。没有人知道我们能否攻克或适应这些极限。量子力学中的海森堡不确定性原理就指出，我们可以测量一个粒子的位置或动量，但无法对它们进行同时测量。为什么？科学家提出了许多可能性，其中就包括多重宇宙理论——即这是同一个粒子的两个相，每个相同时存在于两个不同的宇宙中。

广义相对论也存在一个极限，那就是光速。没有任何东西可以传播的比光速更快。此外，广义相对论和量子力学之间的不一致则意味着我们需要一个统一理论。有人认为弦理论或许是最终的答案。但弦理论的问题是：版本太多，且无法验证。

因极限而碰壁的不仅有物理学，还包括逻辑学和数学，例如哥德尔不完备定理。根据不完备定理，你无法证明某些事物是否为真，即使所有的相关证据都暗示其为真。对大多数问题来说，我们可以将其代入数学模型来得到“是”或“非”的答案。但即便是最先进的计算机也会有它无法解决的问题，有它无法评测真假的陈述。哥德尔的定理令人困惑，即使对专家来说也是如此。但是可以肯定的是，断言总是会存在的。

1996年，科学记者 John Horgan 撰写了《科学的终结》（End of Science）一书，引发了激烈的辩论。Horgan认为，未来的科学不再会有大的革命性质变发展，有的只是边际递减的量变回报。我们已经看到技术在以惊人的速度发展了。

然而，寻求对自然界和宇宙有惊天动地的突破性理解，正变得越来越昂贵，也越来越难以实现。 Horgan 在十年后的后续文章中写道：“科学家不可能发现超越宇宙大爆炸、量子力学、相对论、自然选择或遗传学的东西了。”

当然，还有一些基本问题没被解决，比如宇宙的起源，以及宇宙大爆炸之前发生了什么等等。由这类问题引出的问题就是——是否有些谜团注定是人类永远无法解决的？在数学家 Marcus Du Sautoy 的新书《伟大的未知：通向科学边界的七段旅程》中，他将Horgan的主张更进了一步。他列举了七个我们可能推动、却从未越过的“边界”。

○ 伟大的未知：通向科学边界的七段旅程。 | 图片来源：Natl. Phys. Lab., UK

宇宙是否是无限的？或许我们永远也无法知道答案，因为信息的传播不能比光速更快。我们周围存在一个信息泡沫，我们无法接收到任何超出这个信息泡沫之外的信息，因为没有时间让任何超越这个边缘的信息足以抵达我们。在宇宙边界的探索之旅中，最令人震惊的发现之一就是：宇宙正在加速膨胀。这就意味着我们是在失去信息，而不是获得更多的信息。在未来的某刻，所有的星系将都会超越这个边界。

时间是另一个问题，牛顿曾认为时间是绝对的。接着爱因斯坦出现了，他发现时间实际上与速度和引力有关。今天，物理学家想知道时间究竟是一种物质、一个维度、还是一种所谓的“涌现现象”——一种我们与宇宙间相互作用导致的结果，才使我们有了流逝的感觉。

人类的意识是另一个伟大的未知。它的存在才让我们理解意识是一个多么棘手的问题，我们该如何在自己的大脑上进行实验。哲学家们一直强调，意识是一个几乎无法被科学回答的问题，因为就其性质而言，它是如此个人的一件事。我们如何知道另一个人的意识——他的痛苦，他对红色的感觉......这些和我们感知的是同一样东西吗？我们对相同的东西使用相同的名称，我们甚至可以扫描别人的大脑，看看他的大脑中发生怎样的电化学活动，但这仍不能回答“他的意识体验是否与我的一样”这一问题。

混沌也是知识的边界。混沌理论告诉我们，能让我们对此刻产生好的近似的直觉，应该有助于我们对未来也有一个很好的近似。但实际上这是错误的，我们无法对一些系统进行预测，因为它们对微小的不准确性极度敏感。小小的偏差都可能导致预测中的巨大差异。

我们似乎已达成一种共识，那就是真正的重大突破已经停止出现，至少目前是这样。其中一个难题可能是我们难以获得如此巨大的资金资助，来完成这种程度上的思考模式的转变。

尽管如此，在这一问题上科学家似乎也分为两大阵营，一部分认为我们会永久地达到某些极限，还有一部分相信我们永远不会。在19世纪末的时候，物理学家就曾断言所有的知识都已经被掌握，接下来所要做的只是对理论的修修补补。随之而来的却是彻底颠覆了整个物理学领域的量子力学和广义相对论。

现在不同的是，我们有了人工智能，一旦它达到一定的成熟度，或许就能帮助科学向前所未知的方向推进了。康奈尔大学研发的名为 Eureka 的人工智能（AI）程序，能观察自然现象中的元素，并能揭示出与它们有关的方程式。这个程序已经好几次发现了不同的东西，例如之前在生物学中未被识别的细胞操作。还有一些它的发现仍让科学家感到困惑。或许，人工智能最终能帮助人类填补理解上的空白，从而让我们突破已面临的边界？

参考来源：

http://bigthink.com/philip-perry/there-are-7-edges-of-science-well-never-surpass-oxford-mathematician-states

https://news.nationalgeographic.com/2017/05/science-great-unknown-marcus-du-sautoy/