米·布爾加科夫所著《大師和瑪格麗特》的主角是一位作家。出於恐懼,他將[自己的]手稿燒毀,但之後卻從魔王之處發現,“手稿是燒不毀的”。讀者也許會沉浸在這種浪漫感傷的情景中,但應該沒人會相信這是真的。另一位作家,尼古拉·果戈裏就真的將自己所著之《死魂靈》第二卷付之一炬,世間從此再無此書。同樣的,要是布爾加科夫也燒了自己的手稿,則不會有第二個作家能寫出相同著作,世上也不會有人知曉《大師和瑪格麗特》一書。
不過在另一個領域,人類的努力也許可以真正實現“手稿是燒不毀的”這句格言:數學世界。就算畢達哥拉斯從未誕生,或他的手稿也失傳了,後來者中定會有人發現同樣的勾股定理。而且,人類科技進步的腳步和未來所有的新發現都不會改變勾股定理的定義——不論是對兩千五百年前、今天、還是幾千年後的人類來說,勾股定理的含義不會改變。和所有其他知識都不同,數學知識是一種客觀和必然現象,並且永遠不變。
數學實體和定理的這種特性使得人們疑問,它們究竟是什麽?它們是柏拉圖後花園中無形但客觀存在的物件,等著人們去發現;還是僅為人類意識產生的幻象?
幾百年來,這個問題困擾了無數思想家。“數學實體客觀及非物地存在”這種想法聽上去有點神異;但若數學真的隻是人類意識產物,那為什麽我們都有相同的數學知識?有些人也許會說,數學實體就像是國際象棋棋子,可以在人類發明的棋盤和規則之上任意揮灑。但是,不像棋盤上隻是遊戲一場,數學還是各種宇宙基礎科學理論不可或缺之根本。可是從廣大深奧的各種計數係統到無窮維空間,我們看不到也摸不著。若它們真的存在,那究竟是一種怎麽樣的存在?
麵對此問題,很多數學家都不得不承認自己是柏拉圖主義者。[就像]偉大的邏輯學家庫爾特·哥德爾所認為,“數學概念和觀念的客觀實在性源自自身,我們無法憑空創造或改變,隻能觀察和描述它們。”若這是真的,人類是如何探究數學這一隱藏現實的?
對這個問題,我們沒有答案。不過有一個天馬行空般的假說存在:我們生活在一個電腦基於數學定律創造的模擬世界之中——而不是我們通常視為“現實世界”的那個世界。根據該理論,[另一個世界中]水平高深莫測的程序員創造了這個模擬現實,而我們,隻是模擬世界程序的結果之一。所以,我們發現的數學真理,其實是程序員所寫程序的參數。
這聽上去實在是難以置信。但牛津大學的哲學家尼克·博斯特倫認為,這個假說更可能是真實的。他的看法是,假設電腦模擬世界能夠實現,那人類最終將獲得同樣的能力——也許還能創造多個模擬世界。若這一假設成立,那麽模擬世界的數量將大大超出非模擬真實世界。所以,就概率上來說,我們更可能生活在一個模擬世界中。
你真是太機智了。但[我們]是否有辦法通過實證檢驗該假說是否成立?
可能真有。西拉斯·R·比恩、佐赫·達烏迪以及馬丁·J·薩維奇三名物理學家最近發表了一篇名為《基於數學模擬的宇宙局限性》的論文,文章認為有辦法檢出我們的世界究竟是否為模擬世界。在過去的幾年中,幾位物理學家也通過電腦,使用已知物理定律模擬一個隻有原子核般大小的微小世界。他們使用三維網格來構建這個“宇宙”,然後運行程序並進行觀察。研究者成功通過該程序模擬了基本粒子的運動和碰撞。
不過,比恩教授及其同僚也發現,他們的電腦模擬會產生一些微小但明顯的異常——一些不對稱性。他們想到,也許我們可以在身處的宇宙中嚐試尋找同樣獨特的異常。在論文中,他們建議可以更進一步的觀察宇宙射線。當由高能粒子組成的宇宙射線進入地球大氣層後,也許可以[在這些粒子中]發現同樣的不對稱性。若真如此,這意味著我們也許——隻是也許——確實生活在某個電腦創造的模擬世界中。
我們是否已經像黑客帝國裏的尼奧一樣,準備好吞下紅藥丸,探尋幻影背後的現實——探究“[愛麗絲看到的]那個兔子窩究竟有多深”?也許並沒有,“電腦模擬假說”尚無任何實際定論。但就算這聽上去像天方夜譚的假說最終被否定,柏拉圖主義對數學觀念的解釋依然可能為真——這個問題,或許就是理解我們所身處的現實世界之關鍵所在。
--愛德華·弗蘭克爾是加州大學伯克利分校的數學係教授,著有《愛與數學:隱藏現實的核心》一書