無論是古代的神學體系還是現代的科學體系,都不過是不同時期有局限性的人類對宇宙萬物的一套解釋,未來還會有更高級的宇宙大廈理論。
打開數學大門的鑰匙有很多,被人最常用的就是生活中無處不在的圓周率——π。圓本身相對于其它幾何圖形,有著自身獨特的物理意義,萬有引力離不開的數學工具就是圓形。想要確定一個圓形,就需要知道精確的圓周率取值。古代人類用粗淺的數學方法計算出只有十幾位數的精確值,到現代有超算的加持,已經能計算到小數點后30萬億位。30萬億位的概念就是,以純文本的方式存儲這個數值,需要容量超過28T的硬盤,基本沒有家用電腦能存下和讀寫這個數字。
圓周率已經被現代科學證實了,是一個無理數。也就是說圓周率是無限的,而且內部的數字并不循環。
這個無限不循環看似是一個簡單的數學問題,但是背后蘊含的哲學道理是課本上不涉及的。
可以這樣認為,既然我們已經找到了無理數,花費宇宙138億年用光速計算機,都不會把圓周率精確計算出來,那麼宇宙不就是無窮的嗎,畢竟圓周率就擺在這了,把所有的宇宙信息都轉化為數字,任何一個數字組合背后代表的宇宙事物都能被存儲在圓周率里。
所以圓周率除了運用在天體物理學上,還常被作為密碼載體。孜孜不倦的計算圓周率還能測試超級計算機的性能。其它就很少需要幾十萬億位的圓周率取值,因為沒必要,全球也沒有這麼多的超算可以天天計算這樣體量的科研項目,就算是計算數億光年外的天體運動,一千位的圓周率就夠用了。
如果計算圓周率的課題已經不新鮮了,越來越多的人回首提出一個問題,圓周率要是被算到了盡頭,世界會變成什麼樣?
有沒有可能被算盡?
常規認識里圓周率是無理數,是有一個前提:在現有的數學體系內。支持圓周率有可能被算盡的人,宇宙中不是所有的地方都遵循人類現有的數學體系。很多新的研究已經發現很多事物會和現有的數學大廈產生沖突。
1、首先,黑洞內部沒有數學,一切數學規則掉進黑洞里就沒有意義。
2、圓周率的基礎是圓形,球形存在于三維時空,圓形存在于二維時空,那麼一維時空里沒有圓形,自然沒有圓周率,四維及以上的時空的圓周率也沒被證實。而根據超弦理論,未來人類將有機會進入四維時空內。
3、還有一種情況就是宇宙在生命后期坍塌了,回到原始的奇點,那麼圓周率就有可能有盡頭。其實這個時候也有可能就是所謂的一維空間。
4、還有一種說法就是當代的數學并不完美,如果出現更高級的文明,升級的數學體系里,圓周率有可能被算盡。
所以還是有很多人站在哲學角度認為圓周率是有盡頭,未來的人類將會有能力計算出圓周率所有的數值。
假如未來有一天被算盡,那麼世界會變成什麼樣子?
1、淺層面的影響
毫無疑問的是現有的數學秩序將被重建,因為圓周率一旦能被算盡,就不存在標準的圓形(曲線),微積分自然的就要被否定,大部分數學規則全部失效。
這時候的數學將進入「量子時代」,每一個數學研究領域都有一個最小值,一旦數學家在自己的領域內觸碰到了這個最小值,也就意味著自己的研究已經到頭了,沒有繼續深挖的必要。
2、中層面的影響:π是怎麼算出來的,去問氫原子啊!
不同領域的根源都會在物理學里面匯集,成為物理學家研究宇宙的工具,圓周率自然也會和量子力學扯上關系。
早在2015年的時候,羅切斯特大學的科學家們獲得了一個意外發現,在氫原子能級的的能量計算中,發現了其計算公式就是數學家約翰?沃利斯在《無窮算數》中闡述的一個數學公式的表現:圓周率其實等于無窮多個分數相乘的積,也就是說沒有數學工具,人類也能利用氫原子來計算出圓周率。這是首次在物理領域計算出圓周的公式,而《無窮算數》出版的時間是1965年,而更早的公式原理出現時間是三百年前,中世紀的歐洲純粹數學。π的變化必將影響到接下來一百年物理學大廈的支柱——量子力學。
自從量子力學出現后,物理學四大神獸之一的「拉普拉斯妖」就被直接否定,因為電子的運動軌跡沒有規律可言,你不知道一個電子在下一秒會在哪個位置,所以未來不會被計算出來。「拉普拉斯妖」就認為知道每個物質的動量和位置就能計算出全宇宙的事件。不過圓周率一旦是有限的,那麼電子的能級跳躍理論上也能被計算出來,被關閉了近百年時間的「拉普拉斯妖」也就有可能重見天日。
3、最高層面的影響
在最高的層面微積分一旦被算盡,人類將進入新的紀元。
第一種標志著人類文明已經發展到了能夠洞悉宇宙一切的地步。人類此時對宇宙是了如指掌,因為微積分包含了一切事物的信息,最后一位數都被算出來了,那麼自然就是洞悉全宇宙。人類文明想要到達這個階段可能需要跨過數個文明階段,因為這樣的文明升級比飛出太陽系,飛出銀河系還要難,可能人類已經能接近光速,但是還是沒辦法算出最后一位圓周率。
有科學家就認為圓周率也有可能是一個潘多拉的盒子,里面的資源太過于豐富,掌握里面所有的信息,除了能促進文明的發展,也可能會毀滅一個文明,你認為圓周率會是打開宇宙奧秘的鑰匙嗎?
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