庞加莱回归如果成立,人会在死后复活吗?答案:可以
如果我告诉你,人死后会在10^(10^(10^(10^2.08)))年后复活,我相信你是质疑的。但是这一理论具有严谨的物理学推理,一切从宇宙大爆炸说起。
宇宙起源于138亿年前的奇点大爆炸,那是一个熵极限为零,密度无限大,体积无限小的点。大爆炸之后诞生了物质,时间和空间,此后宇宙开始加速膨胀。
根据热力学第二定律,所有的物质只会向着更加混乱的方向发展,这也造就了时间之矢。热力学定律曾经预言宇宙终究走向热寂。
那时候的宇宙物质已经发展到最大的混乱程度上,也就是说熵的最大值,物质不再交换,所以宇宙将是一片的死寂。
但是麦克斯韦并不这么认为,他放出了一只妖来安抚人们对宇宙热寂学说的悲观情绪。
麦克斯韦认为,在自发的状态下,物质总会从规则的状态发展到无序混乱的状态。
麦克斯韦
一个完全隔温的箱子里被一分为二,中间只留一个小孔,左边是热空气,右边是冷空气。
热空气的分子运动更加剧烈,熵值大,混乱程度更高。而冷空气运动程度缓和,熵值相对较小。
只要小孔一直打开,在自然状态下,热空气分子会对撞冷空气分子,并传递其动能。这样热空气分子动能降低,冷空气分子动能升高,久而久之,箱子内所有空气分子动能相同,宏观上来看,动能传递将趋于平衡
。这也是热力学第二定律的微观解释。
麦克斯韦提出一个十分怪异的想法:如果存在一个超级智能的生命,它可以观察每个空气分子的运动情况,一旦动能高的热空气运动到箱子的左边就关闭小孔。
这样一来,箱子左边的温度越来越高,右边越来越冷。这岂不是违背了热力学第二定律?
这个问题困扰物理学家几十年,这就是著名的麦克斯韦妖
。
直到后来,人们才发现这只妖要观察空气分子的运动行为并做出判断,本身就是获取信息的行为,信息本身就是能量。所以这只妖只是用外来能量控制了分子的运动。这样看来,困扰物理学界的一只妖被释放了。
但是这个问题却引发物理学家更多地思考。
庞加莱此后提出来了庞加莱回归对麦克斯韦妖重新解释
庞加莱
宇宙中大概有10的80次方个原子。每个原子的运动都没有规律可言。宇宙之所以每时每刻在变化是因为每时每刻宇宙中原子的运动状态不同。
但当我们仅仅只是观察同一个原子时,就会发现只要时间足够长,它总有可能运动到过去某一时刻的状态。
如果宇宙中所有的原子状态同时运动到过去的某一个时刻时,这就意味着宇宙回归到了过去。
我们可以利用公式算出单一原子无规则运动到过去某一个时刻的概率,然后就可以把宇宙中所有原子同时运动到过去某一个时刻的概率算出来,通过概率就可以推算出宇宙回归到过去某一状态所需的时长。
这个时间大概为10^(10^(10^(10^2.08)))年
,这是个天文数字。
我们再看看人类,如果你相信世界是唯物的,则人类的思想是基于肉体而来的。而肉体来源于粒子的构成。
如果一个人死去,那么在一个庞加莱回归的时间内,10^(10^(10^(10^2.08)))年后将重新复活。
人死后是没有意识的,也就失去了对时间的感知能力。比如我告诉你,在你诞生之前宇宙已经存在138亿年了,但是这138亿年在你产生意识之前都是一瞬间的事情。
所以即便庞加莱回归需要10^(10^(10^(10^2.08)))年,但是对于一个人死后再复活只是一瞬间的事情。
庞加莱回归在理论上的确可以让人复活,但是这只是在庞加莱回归理论成立的前提下。
数学怪兽庞加莱 科学档案
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主播 | 阳燕
撰文 | 张昕
责编 | 莫尼、陈娉莹
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有数学史学家认为,20世纪以后,只有“两个半”真正意义上的全能数学家,第一个就是庞加莱(Jules Henri Poincaré),另一个是冯·诺依曼(John von Neumann),那半个指的是希尔伯特(David Hilbert)。
事实上,庞加莱不仅在数学的算术、代数、几何、分析四个主要领域取得了开创性的贡献,而且在天体力学、物理学和科学哲学等领域也有杰出成就,因此被数学史权威评价为“对数学和它的应用具有全面知识的最后一个数学全才”。
很难说庞加莱是不是数学神童,因为直到15岁时他才开始表现出对数学的兴趣。
162年前的今天——4月29日,在法国洛林地区南锡(Nancy)城一个殷实的家庭里,庞加莱降生了。他的父亲是法国颇有名望的医学教授和生理学家。相比于同龄人,庞加莱年幼时的形象思维和语言表达发育较晚,5岁那年患白喉后情况更加严重,视力不好,行为迟缓,有时还辞不达意。
由于视力上的障碍,庞加莱听课只能靠听和记忆,也许正是经过这样的锻炼,他的大脑出奇地发达。庞加莱读书几乎过目不忘,可以不借助纸笔作复杂的数学运算,还可以直接写出一次定稿的大篇文章,显示了惊人的记忆力和逻辑思维能力。
1873年,19岁的庞加莱参加了巴黎综合理工学院的入学考试,那是一所以刻板的考试而闻名世界的学校。他靠大脑运算轻松地解决了主考官特意为他设计的难题,尽管他的几何作图得了零分,学校也破格录取。
在巴黎综合理工学院读书期间,他在完成主修课程之余还兼做临时工程师,展示出充沛的精力。6年后的1879年,年仅25岁的庞加莱以微分方程研究的论文获博士学位。当年冬季,卡昂大学(Universityde Caen)聘庞加莱担任数学分析课程的教职,庞加莱欣然应聘,由此踏上毕生从事教学和研究事业之路。1881年他被聘为巴黎大学教授,担任数学和理学院的课程,直到31年后的1912年 7月17日逝世。
庞加莱于1904年给出了数学上最著名猜想之一——庞加莱猜想,是克雷数学研究所悬赏的数学方面七大千禧年难题之一(其余还包括P/NP问题、霍奇猜想、黎曼猜想、杨-米尔斯存在性与质量间隙、纳维-斯托克斯存在性与光滑性、贝赫和斯维讷通-戴尔猜想)。
该猜想表述为:任一单连通的、封闭的三维流形与三维球面同胚。简单来说就是:每一个没有破洞的封闭三维物体,都拓扑等价于三维的球面。1905年,庞加莱给出了更严谨的表述:“任何与n维球面同伦的n维封闭流形必定同胚于n维球面。”被称为“高维庞加莱猜想”。
百年来,许多著名的数学家,包括怀特海(J. H. C. Whitehead)、R·H·宾(R. H. Bing)、沃夫冈·哈肯(Wolfgang Haken)、爱德华·摩斯(Edwin E. Moise)和帕帕基里亚科珀乌洛斯Christos Papakyriakopoulos声称完成了证明,但最终都发现证明存在致命缺陷。1961年,美国数学家史提芬·斯梅尔证明了五维以上的庞加莱猜想。1981年美国数学家麦克·傅利曼(Michael Freedman)证明了四维猜想,至此广义庞加莱猜想得到了证明。而三维猜想直到2006年才确认由俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼(俄语:Григорий Яковлевич Перельман)完成最终证明,他也因此在同年获得菲尔兹奖,但并未现身领奖。
“人生就是持续斗争。如果我们偶然享受到相对的宁静,那正是因为我们的先辈顽强斗争的结果。假使我们的精力,我们的警惕松懈片刻,我们就会失去先辈们为我们刻苦钻研的斗争成果。”1912年6月26日,庞加莱在病逝前作了最后一次公开演讲。 1912年7月17日,庞加莱那不停思维的大脑因脑栓塞才停止了工作。
参考文献:
1.《庞加莱:最后一位数学全才》,林革,《科学24小时》 2012 第4期 P46-48
2.《科学巨人庞加莱的伟大贡献》,刘孝贤,《山东英才学院学报》 2013 第2期 P40-48
3.https://zh.wikipedia.org/wiki/儒勒·昂利·庞加莱
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