天文理论宇宙的数学结构及柏拉图

在我们还是小不点的时候甚至还没听说过“数学”这个词的时候我们都已经接受了“亚里斯多德”模型而“柏拉图”模型则是后天体验的结果现代理论物理学家更倾向于柏拉图派他们怀疑为何数学能如此完美地描述宇宙是因为宇宙生来就是数学性的接下来星座知识一起来了解天文理论宇宙的数学结构和柏拉图以及奥卡姆。

宇宙的数学结构

宇宙的数学结构是一种抽象、永恒的实体独立于时空之外如果把历史比作一段录像数学结构不是其中一桢画面而是整个录像带试设想一个由四处运动的点状粒子构成的三维世界在四维时空——也就是鸟的视点——看来世界就像一锅缠绕纠结的意大利面条如果青蛙观测到一个总是拥有恒定速率、方向的粒子那么鸟就直接看到它的整个生命周期——一根长长的、直直的面条如果青蛙看到两个相互围绕旋转的粒子鸟就看到两根以双螺旋结构缠在一起的面条对青蛙来说整个世界以牛顿运动定律和引力定律为规则运作；而对鸟来说世界被描绘成“意大利面条几何学”——一种数学结构。

柏拉图派模型带来了一个新的问题：为何我们的宇宙是这个样子对“亚里斯多德”派来说这个问题是没有意义的因为宇宙的物理本源就是我们观测到的样子但“柏拉图”派不仅无法回避它反而会困惑为什么它不能是别的样子如果宇宙天生是数学性的为什么它仅仅基于“那一个”数学结构？要知道数学结构是多种多样的似乎在真实的核心地带有某种最基本的不公平存在。

作为解决该难题的一条路径人们认为数学结构有着完全的对称性：基于任何数学结构的宇宙都确实存在平行宇宙构成了第四层多重宇宙理论它包含了全体可能（全体数学结构）和选择效应随着数学家们继续为这些数学结构分门别类他们最终应该会发现用来描绘我们世界的那个数学结构将会是所有符合我们观测结果的结构中最简单那个类似地我们的将来观测结果将会是那些最简单的、与过去观测结果相一致的东西；而过去的观测结果也应该是最简单的、与我们存在相符合的那些。

奥卡姆

未来十年内随着迅猛的对宇宙微波背景和空间大尺度物质分布的测量会对空间的准确曲率和拓扑结构有进一步确定其结果将直接支持或驳倒第一层多重宇宙的假说这些测量结果也会验证“无序持续膨胀”理论从而间接探测第二层多重宇宙天体物理学与高能物理领域的巨大进展也将进一步阐明到底我们宇宙的哪些物理常数被“调节”过了这也将加强或削弱第二层多重宇宙的可信度。

在我们很小很小甚至尚未听说过数学这个词以前我们都先天接受“亚里斯多德”模型而“柏拉图”模型则来自于后天体验现代理论物理学家倾向于柏拉图派他们怀疑为何数学能如此完美的描述宇宙乃是因为宇宙生来就是数学性的。

接下来让我们一起了解一些星座知识来深入了解天文理论宇宙的数学结构和柏拉图以及奥卡姆。

如果青蛙观测到一个总是拥有恒定速率方向的粒子那么鸟就直接看到它的整个生命周期——一根长长的、直直的面条。如果青蛙看到两个相互围绕旋转的粒子鸟就看到两根以双螺旋结构缠在一起的面条对青蛙来说整个世界以牛顿运动定律和引力定律为规则运作；而对鸟来说世界被描绘成“意大利面条几何学”——一种数学结构我们所在的宇宙要比上述例子复杂得多科学家们还没有找到——如果有的话——那个能正确描述它的数学结构。

　柏拉图
　　“柏拉图”派模型带来了一个新的问题为何我们的宇宙是这个样子对于“亚里斯多德”派来说这个问题是没有意义的：因为宇宙的物理本源就是我们观测到的样子但“柏拉图”派不仅无法回避它反而会困惑为什么它不能是别的样子如果宇宙天生是数学性的为什么它仅仅基于“那一个”数学结构？要知道数学结构是多种多样的。

作为解决该难题的一条路径人们认为数学结构有着完全的对称性：基于任何数学结构的宇宙都确实存在。每一个数学结构都有与之相关的平行宇宙构成这个宇宙的基础并不在该宇宙内而是游离于时间和空间之外大部分平行宇宙内很可能不存在观测者这种假说可以看成是本质上的柏拉图主义它断言柏拉图领域提及的数学结构是真实存在的。

第四层多重宇宙的假设作出了可验证的预言。在第二个层次上它包含了全体可能（全体数学结构）和选择效应随着时间的发展数学家们可能会发现用来描绘我们世界的那个数学结构将会是所有符合我们观测结果的结构中最简单那个类似地我们的未来观测结果将会是那些最简单的、与过去观测结果相一致的东西；而过去的观测结果也应该是最简单的、与我们存在相符合的那些。

想要定量化这种“简单”目前的研究才刚刚起步但令人鼓舞的是简单和整洁的数学结构正是我们宇宙所展现的。

以上便是我们所讨论的平行宇宙理论它分为由低到高四个层次。这些差异可以来自不同的初始条件（第一层）；不同的物理常数、粒子种类和时空维数（第二层）；不同的物理规律（第四层）第三层才是几十年研究最火热的东西因为它没有增添任何新的宇宙类型。

未来十年内通过进一步发展迅猛的对宇宙微波背景和空间大尺度物质分布的测量会进一步确定空间的准确曲率和拓扑结构这些结果将直接支持或驳倒第一层多重宇宙的假说这些测量结果也会验证“无序持续膨胀”理论从而间接探测第二层多重宇宙。

和逻辑并进行了适当以

鲜花