假设有一天,人类发了疯,把全世界所有的唱片、CD、磁带、黑胶、硬盘、手机、乐谱,连同所有的乐器,统统砸烂、烧光、碾成粉末。
那么,音乐死了吗?
注意,我问的不是"还能不能听到音乐",那当然听不到了。
我问的是,音乐这个东西本身,还在不在?
你先别急着回答,这个问题比看上去要深得多。
深到什么程度呢?深到最后会一路拽着你,从音乐聊到语言,聊到你脑子里的红色,聊到自然数到底是个什么玩意儿,最后直接撞上一个让很多物理学家都头皮发麻的说法:
这个世界上,可能根本就没有什么"物质",真正存在的,只有数学。
咱们先看看一首流行歌,从被写出来到钻进你耳朵,中间都经历过什么。
最开始,它可能只是创作者脑子里的一段旋律。
然后它被写进五线谱,变成一堆蝌蚪一样的符号。
进棚录音的时候,它变成声波。说白了就是空气分子在那儿抖,什么时间、哪个位置、以什么频率、多大劲儿抖,都有讲究。
录音师把它刻进母带,它又变成磁带上某处磁粉的排列。
做成 CD,它是盘面上密密麻麻、肉眼几乎看不见的小坑。
压成黑胶,它是一圈圈弯弯曲曲的纹路。
存进你电脑,它是硬盘上一串 0 和 1,比如 10010110 这样的玩意儿。
你用播放器打开它,软件还能画出一条起起伏伏的频谱曲线,看着像一座座小山。
最后它通过音箱重新变成声波,震你的耳膜,捅你的听神经,一路跑到大脑里,被你解读成"哦,这首歌我熟"。
好,现在把这些东西摆在一起看。
CD 上的小坑,磁带上的磁粉,黑胶的纹路,空气分子的抖动,频谱上的曲线,硬盘里的二进制串,纸上的蝌蚪符号……
你要是拿个显微镜去研究它们的物理结构,会发现它们之间半毛钱关系都没有。
材料不同,形状不同,原理不同,一个是塑料加金属,一个是空气,一个是磁粉,一个干脆就是纸上的墨迹。
可是奇了怪了,它们明明就是同一首歌。
你绝不会因为把这首歌从 CD 拷进了电脑,就说这是两首歌。你也不会因为歌手在现场重新唱了一遍,就说旋律变了。
那么问题来了:这些物理上八竿子打不着的东西,凭什么能是同一个"它"?
答案其实就四个字:一一对应。
什么意思呢?
你可以把它想成接头对暗号。
CD 上的某一个小坑,对应着频谱上的某一段曲线;频谱上的这一段,又对应着磁带上某一处磁粉的密度;这处磁粉,再对应着乐谱上的某一个音符。
一个萝卜一个坑,谁也不落下,谁也不重复。
顺着这条对应关系走,任何一种载体里的内容,都能被完整地翻译成另一种载体里的内容,信息一点不丢。
正是因为能这么严丝合缝地对上,这些看起来完全不同的东西,才配得上叫同一个名字。
而那首真正的"歌",其实并不住在任何一个载体里。
你砸掉一张 CD,歌没死,它还在硬盘里。你把硬盘也砸了,它还在乐谱上。你把全世界的载体都灭了,理论上,只要还有人记得怎么哼,它就还在。
换句话说,载体可以换,介质可以死,但那个被各种载体反复抄写、反复翻译的东西,本身不依赖任何一种介质。
它是一种关系,一种排列方式,一种"图样"。
你可能会说,这不就是信息吗?
对,就是信息。
但"信息"这个词现在被用得太滑了,咱们先把它放一边,因为这种"换了无数张皮,里面还是同一个它"的怪事,远不止音乐才有。
咱们换个最日常的场景。
比如我跟你说一句话:"那只猫趴在键盘上睡着了。"
你听懂了,对吧?你脑子里甚至会自动浮现出一个画面:一只猫,一坨键盘,一个趴着的姿势。
现在我把同一件事用英语说一遍:"The cat is sleeping on the keyboard."
只要你中英双语都过关,你绝不会觉得我讲了两件事。这两句话在你脑子里唤起的,是同一个画面。
中文和英文,发音、拼写、语法,差了十万八千里。可它们装着的,是同一个事实。
为什么?还是一一对应。
"猫"对应"cat","键盘"对应"keyboard","趴在……上"对应"on","睡着"对应"sleeping"。零件对零件,关系对关系,整句话就对上了。
再想一个更有意思的情况。
假如有个朋友,从来没见过猫,也没见过键盘。他听完这句话,脑子里不会有任何具体画面,因为他压根不知道这俩东西长什么样。
那他是不是就什么都没得到?
不是。
他得到了一个抽象的事实:有这么一个东西(某种动物),以某种姿势(趴着、睡着),位于另一个东西(某种设备)的上面。
他不知道猫的毛色,不知道键盘长啥样,但他清清楚楚地知道这几样东西之间的关系网。而这张关系网,和你脑子里那张,是同一张。
你看,具体的画面可以千差万别,语言的形式可以完全不同,但只要关系的结构能一一对应,大家拿到的就是同一个东西。
前面这些都还好理解,下面这个问题,人类想了几百年还没吵完。
你怎么知道,你看到的"红色",和我看到的"红色",是同一种感觉?
注意,我不是在问我们能不能就"哪个东西是红色的"达成一致。这个我们当然能,红绿灯全世界都看得懂。
我问的是那种最原始的、说不出来的感觉本身。
早在三百多年前,洛克就设想过这么一种情况:有没有可能,有个人天生眼睛里的颜色就是反的?他看到成熟西红柿时脑子里浮现的那种感觉,恰恰是你看到青草时的感觉;而他看到青草时的感觉,恰恰是你看到西红柿时的感觉。
这就是哲学上著名的"颠倒光谱"。
可怕的地方在于,你永远没法揭穿他。
因为他从小就管那种感觉叫"红色"。他看到西红柿,体验到的其实是你眼中的绿,但他管这个叫"红",所有人也都这么教他。他指着西红柿说"这是红色的",跟你毫无分歧。他甚至能正常地画画、挑衣服、考驾照。
你想钻进他脑子里亲眼看一下?对不起,进不去。
每个人的主观体验,都是一座彻头彻尾的孤岛,没有任何一座桥能通。
所以严格讲,我根本不知道你我之间是不是红绿颠倒的。
甚至"我们的感觉一不一样"这个问法,可能都没什么意义,因为压根没有一个第三方的标准,可以拿来比对两座孤岛上的风景。
看到这儿,你是不是有点慌?那我们还怎么理直气壮地说,大家看到的是同一个世界?
别急,结构这套东西,又一次出来救场了。
我们虽然没法比对孤立的"感觉本身",但我们能比对感觉之间的关系。
你眼中的红和绿,不管具体是啥感觉,至少有这么一组稳定的关系:红和绿差别很大,红更接近橙,绿更接近青,深红比浅红暗,等等。
这一整张关系网,在你我之间是严丝合缝对上的。
哪怕你我真的红绿颠倒,颠倒的也只是两个"标签",标签之间的关系结构一点没乱。
我们能共享的、能确认的,从来不是某一种感觉的质地,而是这张关系网。
把这个思路放到一个具体东西上,比如桌上一个苹果。
我对这个苹果有我的印象,你有你的印象。我的印象只属于我,你的只属于你,谁也进不了谁的脑袋。
可是我们能沟通啊。
你可以画一张苹果的画,或者用语言描述它。只要你的表达是准确的,这个表达里装的信息,就和你脑子里的印象一一对应。
我看到你的表达,再拿它和我自己的印象比对,发现也能一一对应。
于是我们确认了一件事:咱俩的印象之间,存在一一对应关系。至于这两个印象本身像不像,没法知道,也不重要,就像前面说的,"像不像"这个问题在这里根本无从谈起。
第三个人加入,第四个人加入,每个人的印象都能和其他人的一一对应。
这时候,人类的脑子就会自然而然地做一件事:既然这么多人脑子里的印象全都能互相对应,那背后一定有个共同的、确定的东西,在分别给每个人发"对应版本"。
这个东西,就是我们说的客观实体。
我们管它的某一种性质叫"红色",管另一种性质叫"圆的",再管一种叫"甜的"。而所谓的那个苹果,其实就是这些性质按照某种固定图样组合起来的一个结构。
它在每个人的感知里,变成一个个具体的印象。
但它本身,是抽象的。
你品品这个味道:我们以为最实在的东西,扒到最后,是一张关系网。
聊到这儿,终于可以请出正经的数学概念了。
前面反复说的"一一对应",在数学里有个更严谨的名字,叫同构。
构,就是结构。同构,就是结构相同。
两个东西,哪怕外表长得天差地别,只要你能在它们之间建立起一种一一对应的关系,而且这种对应还能把"零件之间怎么连"这件事原封不动地保留下来,那它们在结构上就是同一个东西。
拓扑学里还有个更形象的版本,叫同胚。
拓扑学被戏称为"橡皮泥几何学"。在拓扑学家眼里,一个东西只要不被撕裂、不被粘起来,你随便拉伸、压扁、揉捏,它都还算同一个东西。
所以才有那个著名的段子:拓扑学家分不清咖啡杯和甜甜圈。
因为它俩都只有一个洞。
甜甜圈中间那个洞,和咖啡杯把手那个洞,在拓扑上是一回事。你可以想象用一块橡皮泥,先捏成甜甜圈,再慢慢地、不撕不粘地把它捏成带把手的杯子。
在我们普通人看来,这俩东西一个能吃一个能喝,完全是两码事。但在"哪些点连着哪些点"这个结构层面,它们一模一样。
记住这个感觉:具体的材料、形状、颜色,都可以扔掉;只要关系的骨架还在,就是同一个结构。
泰格马克,就是后面要重点讲的那位 MIT 物理学家,在他的论文里举过一个特别干净的例子,正好能说明这件事。
有一种只有两个元素的简单结构,你可以用三种方式描述它。
第一种,写成 0 和 1,规定 0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=0。
第二种,写成 e 和 a,用乘法连,规则是 e×e=e,e×a=a,a×e=a,a×a=e。
第三种,干脆用大白话:偶数和偶数在一起是偶数,偶数和奇数在一起是奇数,奇数和偶数在一起是奇数,奇数和奇数在一起是偶数。
三种写法,符号全不一样,一个是数字,一个是字母,一个是中文词。
但它们描述的是同一个结构,因为 0 对应 e 对应"偶数",1 对应 a 对应"奇数",加号对应乘号对应"在一起",规则一条条全对上了。
这说明什么?
说明符号本身没有任何内在的意义,它就是个标签,你爱叫什么叫什么。
真正属于这个结构的内在属性,只有一样——元素之间的关系。
音乐是复杂的,咱们换个最简单的对象来开刀:自然数。
先问一个看似幼稚的问题:数字 3,它到底是什么?
你可能会说,3 就是 3 啊,还能是什么。
但在哲学上,这是个真问题。
1965 年,有个叫贝纳塞拉夫的哲学家写了篇论文,标题就很挑衅,叫《数字不可能是什么》。
他是这么发难的。
数学家喜欢把整个数学建立在集合论上,也就是说,想把所有数字都翻译成"集合"这种东西。
但翻译方案不止一种,而且每一种都完全自洽。
比如冯·诺依曼有一套方案,策梅洛又有另一套。
在冯·诺依曼那儿,0 是空集,1 是装着空集的集合,2 是装着前面那些的集合,一层层套下去。
在策梅洛那儿呢,又是另一种嵌套方式。
两套方案都能完美地做加减法,都能推出全部算术,谁也挑不出毛病。
好,现在矛盾来了。
如果数字 3 真的是某个确定的、独立存在的"东西",那它到底是冯·诺依曼那套里的那个集合,还是策梅洛那套里的那个集合?
这俩集合在集合论里明明白白是两个不同的集合,成员都不一样。
你没有任何理由偏袒其中一个。
因为不管用哪套,算出来的结果完全相同,3+5 都等于 8。
贝纳塞拉夫于是下了个狠结论:数字根本就不是什么集合,甚至不是任何一种"东西"。
数字,是结构里的一个位置。
什么叫位置?
你把自然数想成一串排成队的节点。0 是队首,1 是 0 后面那个位置,2 是 1 后面那个位置,依此类推,每个数都由"它前面是谁、后面是谁"来定义。
至于这个位置上坐的到底是哪个集合、哪个符号、哪个墨迹,无所谓。
阿拉伯数字 3、汉字"三"、英文 three、罗马数字 III、二进制 11,都只是这个位置的不同标签而已。
真正算数的,是这一整串排队的关系。
一个数字脱离了队伍,就什么都不是。
这个想法有个很关键的推论:单个数字没有独立的身份,它是被整张网撑起来的。
你把数字 5 从自然数这串结构里单独拎出来,问"5 本身是什么",这个问题就答不上来。
因为 5 的全部意义,就在于它是 4 的后继、6 的前驱,在于它和其他所有数字之间的关系。
是先有整张网,才有了网上的每个结。不是先有一堆独立的数字,再把它们拼成结构。
哲学家夏皮罗给这种位置打了个很妙的比方,他说结构里的位置就像办公室,像一个职位。
比如"班长"这个职位。谁来当班长可以换人,张三当完李四当,但"班长"这个位置本身,以及这个位置和其他位置(学习委员、普通同学)之间的关系,是固定的。
重要的是这个职位和它的职责,而不是坐在这个职位上的具体那个人。
再给你一个更接地气的比喻:棋盘。
一枚"车",它的本质是什么?是那块木头或者塑料吗?不是。
你把这枚车丢了,拿个瓶盖、拿块橡皮、拿个硬币代替,只要大家约定它在车的位置上、按车的规则走,它就是车。
车之所以是车,全靠它在棋盘这套结构里的位置,以及它和其他棋子、和棋盘规则之间的关系。材料?没人在乎。
数学结构主义的核心,就是这个味道:数学研究的不是一个个孤立的对象,而是结构;所谓的数学对象,不过是结构里的一个个位置、一个个节点。
这套听着玄乎,其实你从小学数数开始就在用。
想象一筐苹果,你伸手一个一个点着数。
这个过程,和数学里的皮亚诺算术公理,是一一对应的。
公理说"存在一个自然数 0",对应你还没开始数的时候,筐前计数是零。
"0 的后继是 1",对应你点到的第一个苹果。
"1 的后继是 2",对应第一个苹果的下一个。
就这么一路下去。
为什么一堆苹果能被数?为什么数完是 12 个,换个人来数还是 12 个?
因为这筐苹果之间那种"一个挨着一个、互不重叠、可以逐个点名"的关系,和自然数这串结构,恰好能建立起一一对应。
而且不止苹果。
一筐梨、一个班的学生、一束粒子、一列数,凡是能逐个点清的东西,不管它是具体的还是抽象的,都共享着这同一副骨架。
这就是结构主义眼里数学的"实在"之处:不是某个数字孤零零地悬在天上,而是那副普遍地、反复地出现在无数事物身上的结构骨架,是真的。
还有函数。
你初中应该已经学过一次函数了。咱们看这个:
f(x) = 4x + 2
同一个函数,你有几种办法把它摆出来?
至少三种。
你可以直接写这个式子,这是代数的脸。
你可以列表,把 x 取 0、1、2、3,分别算出对应的 f(x),一行一行列清楚,这是表格的脸。
你还可以在坐标系里描点、连线,画出一条直线,这是几何的脸。
式子、表格、图形,物理上完全是三种东西:一个是符号串,一个是格子里的数字,一个是纸上的直线。
可它们说的是同一个函数,没有任何分歧。
你从图上读出来的数,和你套公式算出来的,和表格里写的,一模一样。
原因还是那个:这三张脸背后,是同一个关系结构,它们各自和这个结构一一对应。
依赖代数语言,它就长成公式;依赖表格,它就长成列表;依赖几何语言,它就长成一条直线。
具体的表达方式可以随便挑,但被表达的那个结构,只有一个。
顺着这个思路再往外推一步,会得到一个挺浪漫的结论:只要找对了对应关系,世间万物都能被翻译成别的形式。
比如一段音乐,本来是用耳朵听的,可如果你建立起一套规则,把音的高低、长短、强弱对应成空间里的高低、起伏、远近,那它就能被画成一幅山峦起伏的图。
一首歌,变成了一幅风景画。
这不是什么魔法,本质上就是在两套结构之间架了一座一一对应的桥。
理论上,任何现实里的关系,都能通过某套映射,反映到几何关系里去。
一切现实,都可以被"画"出来。
只不过要注意,画在纸上的那幅图本身,又是一个具体的东西,它有墨迹,有纸张,占地方。它是物理现实的抽象表达,但同时,它自己又是那个更抽象的数学图样的一件具体"外衣"。
一层套一层,剥到最里面,才是那个不穿任何外衣的、纯粹的结构。
前面讲的都是人和人之间的事,好歹大家都是同一套感官。现在把难度拉满。
假如来了一群外星人,它们和我们的感官没有任何重叠。
它们没有耳朵,听不见声音。你想给它们介绍地球的音乐,怎么办?总不能硬给它塞一副耳机。
先别急,分情况看。
如果它们有眼睛,那好办。
你把音乐的频谱曲线给它看,就是前面说的那种起起伏伏、像山峦一样的图。山峰的结构对应音乐的结构,它用眼睛"看"完了这首歌。
如果它们连眼睛都没有,只有味觉呢?
也不是没办法。
你可以约定一套编码,用酸甜苦辣咸,以及这些味道之间的连续过渡,去对应不同的音高和节奏。一首歌就被编码成一顿味道不断变化的"大餐",它用舌头尝完了整首曲子。
如果它们只能感受磁场,那更简单,你直接给它一盘磁带,磁粉的疏密变化它能直接"读"到。
你发现没有,不管对方的感官多奇怪,只要它和我们活在同一个物理世界里,我们就总能找到一种物理载体,把音乐的结构编码进去,让它通过自己的方式接收到。
靠的是什么?还是同构,还是拓扑同胚那套原理。
我们要传递的,从来不是某种具体的声音,而是那副"纯数学图样"。
载体可以随便换,骨架原样送达。
为了让你感受"感官差异"能有多大,咱们看一朵花。
这朵花在你眼里,是纯黄色的。
但在蜜蜂眼里,它可能是一朵双色花。因为蜜蜂能看到紫外线,它会清楚地看到花心附近的紫外纹路,那玩意儿本来是用来引导它采蜜的。
在狗眼里呢?狗对颜色很不敏感,它可能根本分不清这是黄还是别的,它更关心的是这东西能不能闻、能不能吃。
在蝙蝠眼里,没有"花"这个概念,它发出去的超声波弹回来,它"看到"的是一堆回声和形状。
在一个机器人眼里,它接收到的就是一串二进制数据。
人、蜜蜂、狗、蝙蝠、机器人,五个观察者,五个完全不同的世界。每个世界都带着观察者自己的烙印。
这时候那个老问题又冒出来了:抛开所有这些感官,这朵花"客观上"到底是个啥?真的存在一个不依赖任何观察者的版本吗?
好在科学暂时给了一个各方都能接受的答案:电磁波。
我们不讨论"黄色"这种感觉了,我们直接把这朵花反射的光,拆成一条光谱,标出每个波长的强度。
这条光谱,蜜蜂认,狗认,蝙蝠认,机器人也认。
它不依赖任何一种生物的眼睛,它是用数学,比如傅里叶变换,写出来的描述。
有意思的事情发生了:越离开直接的感官,越往抽象走,大家反而越容易达成共识。
颜色是主观的,但光谱是公共的。感觉会骗人,方程不会。
那再往下追一步呢?电磁波又是什么?它底下是不是还套着更抽象的东西?
这一问,就问到了今天真正的主角门口。
让我们停下来,回头看看前面所有的论证,它们其实都偷偷依赖着同一个前提。
不管是音乐能跨载体、语言能互译、你我的感受能对应,还是你能给外星人编码一首歌,这一切能成立,都默认了一件事:
存在一个独立于观察者、不依赖任何人感官的客观现实。
这个前提有个名字,叫"外部现实假说"。
为什么非它不可?
你想,两个感官完全不重叠的物种,凭什么能沟通?凭什么你编码的东西它能解码?
因为你们面对的是同一个外部世界,有同一套客观的关系在那儿摆着。你这边的结构和它那边的结构,才能是同构的,那座桥才搭得起来。
要是现实根本不客观,要是"现实"完全依赖每个观察者自己,那麻烦就大了。
你的数学图样来自你的经验,它的来自它的经验,两套东西毫无共通之处,对应关系当场断裂。你和我之间也一样,各活各的,根本不存在什么共同的客观实体。
所以问题被压缩成了一个非常根本的是非题:
那个独立于每一个体的客观现实,到底存不存在?
这一步,科学没法替你证明,它更像一个你选择信不信的起点。
而数学柏拉图主义这一脉,给出的答案毫不含糊:存在。
相信客观现实存在,这不算稀奇,绝大多数物理学家都信,不然也没法做研究。
稀奇的是泰格马克接下来的推理。
他说,你一旦认真对待"客观现实独立存在"这个前提,就会被一路逼着,得出一个惊掉下巴的结论。
他的逻辑链大概是这样的,咱们一步步走。
第一步,既然现实完全独立于人类而存在,那么对它的完整描述,就不能依赖任何人类特有的概念。
为什么?因为一个完整的描述,得对外星人、对未来的超级计算机也成立。而"粒子""观察""力"这些词,全是人类在自己的经验里造出来的概念,外星人未必有这些概念。
所以,一份真正完整的描述,必须把所有人类的"私货"都剔干净。
泰格马克给这些私货起了个名字,叫"行李"(baggage)。
什么是行李?就是那些需要你先理解人类语言、先有人类经验才能懂的词和概念。
他举了个极端的反例。
北欧神话里说,世界是一棵叫"世界树"的巨大树木撑着的。这个描述的行李含量是百分之百,因为"树""支撑""世界"这些词,全都带着一大堆没明说的人类联想,没有一个被严格定义。
第二步,问题来了:把所有行李都剔光之后,还能剩下什么?
你只能剩下一堆抽象的实体,以及这些实体之间的关系。没有任何一个词还带着"它像什么"的暗示,所有符号都退化成纯粹的标签。
而"一堆抽象实体加上实体之间的关系",这是什么?
这恰恰就是数学结构的定义。
第三步,结论水到渠成。
一个不依赖人类的客观现实,它的完整描述必须是零行李的;而零行李的描述,正好就是一个数学结构。
所以,外部现实本身,就是一个数学结构。
这就是"数学宇宙假说"(MUH)。
它的核心断言可以浓缩成一句话:
如果存在独立的客观现实,那么这个现实,必然是数学的。
这个结论最反常识的地方在于,它把我们平时对"实在"的理解整个颠倒了。
我们总觉得,桌子、苹果、石头这些摸得着的东西最实在,而数学是虚的,是脑子里的东西。
泰格马克偏说反过来。
在他看来,具体的物理实体,恰恰是不够"实在"的。
因为你必须通过自己的感官去感知它,而感官是主观的、带偏见的、被进化裁剪过的。你以为的"粒子",其实是人类意识给现实贴上的一张概念标签。
真正不依赖观察者、不依赖感官、谁来都一样的,是实体背后那副数学结构。
你回想前面那朵花。
黄色是主观的,蜜蜂看到的双色是主观的,蝙蝠的回声是主观的;但那条光谱、那些方程、那副关系结构,不随任何观察者改变。
于是才有了那句听起来很矛盾的话:所有直接描述现实的,都算不上终极现实;只有那个不直接描述任何具体东西的抽象结构,才是。
为了说清楚"行李"到底是怎么混进科学里的,泰格马克对科学理论做了个拆解。
他说,任何一个物理理论,都由两部分组成。
一部分是数学。
方程、公式、计算,它负责定量地告诉你东西怎么动。
另一部分,是这些数学的"使用手册"。
也就是解释这堆符号分别对应现实里的什么东西,你该怎么把算出来的数字,翻译成人类能懂的话。
光有裸奔的公式,你是得不到任何物理知识的,因为你不知道这些符号指的是什么。必须配上使用手册,理论才真正"落地"。
拿量子力学来说。
它的数学部分,是薛定谔方程、希尔伯特空间、本征值这些东西。
它的使用手册部分,是波恩规则、波函数是什么意思、测量时怎么"坍缩"这些诠释。
数学负责算出结果,诠释负责把结果和现实挂钩,两样都缺不了。
人类的科学是一层层盖起来的,像一棵家族树。
最底下、最贴近日常的,是医学、社会学、心理学这些。它们几乎全是概念和诠释,方程很少,行李比例极高。
往上走,是各种工程学科,数学多了起来,但对应的还都是很直观的东西。
再往上,经典力学、统计力学,开始出现抽象概念了,比如一个系统的运动,被看成高维相空间里的一个点。
再往上,量子力学。
这时候诠释已经少得可怜,物理学家甚至可以干脆不管"波函数到底是什么",闭着眼算就行,著名的"闭嘴,计算"。
为什么能这样?
因为越往根部,理论越接近一副赤裸的数学结构,需要人类语言解释的部分越少。
而这棵树的最顶端,是物理学家梦寐以求的那个东西:大一统理论,一个能描述一切的"万有理论"。
泰格马克怎么说?
他说,这个终极理论,恐怕根本不包含任何概念。
它会是一个纯粹的数学理论,没有诠释,没有课本里那种"公设",一个人类的词都没有。
因为只要它还带一个需要人类经验才能懂的词,它就还没到顶,就还没真正独立于观察者。
这套理论里还有个特别形象的区分,帮你理解"时间"在其中的尴尬位置。
数学结构是一个抽象的、不变的东西,它存在于空间和时间之外。
如果把历史比作一部电影,那么数学结构对应的不是某一帧画面,而是整盘录像带。
泰格马克区分了两种视角。
一种是"鸟的视角",从外面、从高处俯瞰整个数学结构,像数学家在研究一个静止的对象。在这个视角里,没有"时间流逝"这回事,过去、现在、未来一起摊在那儿,像一整盘带子。
另一种是"青蛙的视角",就是生活在结构内部的观察者,你我的视角。我们身处其中,体验到的是一帧一帧依次播放,感觉时间在流动,世界在变化。
同一副结构,鸟看到的是整张不变的网,青蛙感受到的是网里一步步的旅程。
顺便说,这也能解释为什么物理方程里时间只是一个参数,方程本身对"现在"毫无偏爱,因为在鸟的视角里,根本没有"现在"这个特殊位置。
MUH 再往前迈一步,就会引出一个更疯狂的东西。
如果我们这个宇宙是一个数学结构,而且这个数学结构是真实存在的,那么问题来了:其他自洽的数学结构,凭什么不存在?
泰格马克认为,没有理由厚此薄彼。
所有在数学上自洽、没有内部矛盾的结构,都真实存在,各自对应一个宇宙。
这就是他著名的"第四层平行宇宙",也是他那套多层宇宙分类里最离谱的一层。
简单交代一下他的四层,你感受下这个层层递进的节奏。
第一层,是空间太远、光都来不及到达的区域,那里有无数个和我们类似的世界,只是物理上永远碰不到。
第二层,是暴胀产生的一个个独立"泡泡",不同泡泡里物理常数可能都不一样。
第三层,是量子力学里多世界解释那种,每次选择就分叉出去的平行世界。
到了第四层,干脆连物理定律都不一样了,每一个自洽的数学结构,都是一个独立的宇宙,我们这副定律只是其中之一。
为什么我们恰好活在这一个结构里,而不是别的?
答案是人择原理:别的结构里可能根本演化不出能问这个问题的观察者,你能站在这儿问,就已经把答案限定了一大半。
但这里立刻撞上一个硬钉子:哥德尔不完备定理。
如果数学结构里包含足够强的算术,就会存在一些命题,你既证明不了它对,也证明不了它错。一个连"是什么"都没法完全确定的结构,怎么能当作一个完整、确定的宇宙?
泰格马克的应对办法,是又加了一个更严格的假设,叫"可计算宇宙假说"。
它说,构成我们这个现实的数学结构,不是随便什么结构,而是由"可计算函数"定义的结构。
说白了,就是结构里所有的关系,都能被一台图灵机在有限步骤内算出来,而且保证能停下来、给出结果。
这样一来,那些不可判定的麻烦就被挡在门外了,宇宙也变得"可数"、干净。
这当然是个收紧了的版本,代价是它把一大批数学结构排除了。而且它本身依然是个假设,没有被证明。
这么狂的假说,挨骂是免不了的。我得把反对意见也给你摆出来,不然这篇文章就成单方面布道了。
最核心的一条批评:它没法被证伪。
科学理论得有个本事,就是你能设计一个实验,在原则上把它推翻。
可 MUH 呢?
无论你观察到什么,简单的定律也好,复杂的定律也好,似乎都能被解释成"看,这又是一个数学结构"。
一个什么结果都能兼容的说法,等于什么都没预测。不少人因此说,它更像形而上学,甚至像玄学,而不是物理学。
数学家弗伦克尔的评价相当不客气,直接说这是"科幻和神秘主义",不是科学。
哥伦比亚大学的数学家沃伊特则挖苦说,这是一种"什么都没解释的解释":弦论已经能把任何观测到的定律说成方程的某个解,泰格马克不过是把同样的套路又往上套了一层,用来解释弦论方程本身是哪儿来的。
还有一种批评叫"怎么都行"。论敌说,你要是宣称所有自洽结构都存在,那至少存在一些宇宙,里面天天发生水变酒之类的奇迹。
泰格马克的回应是:MUH 不等于"所有你能想象的东西都存在"。人
能想象的很多东西,在数学上根本没定义清楚,压根不构成结构。而一个命题要成为数学结构,得把所有关系都严格写死,这事儿很难,不是随便一句话就能混过去的。
另外还有学者从概率和"无穷"上挑刺,说他那套平行宇宙的论证,建立在一些关于无穷的、很可疑的概率计算上。
你看,连专业内部都吵成一锅粥,这假说目前的定位,老实说就是个大胆的猜想,离"被接受"差着十万八千里。
聊完物理,咱们往哲学那边靠一靠。
这种"独立于一切具体性质、不依赖主体而自在"的抽象现实,听着很像康德的"物自体"。
康德认为,我们永远只能认识事物呈现给我们的样子,而那个把所有现象都剥掉之后、独立自在的"物自体",人是碰不到的。
表面上确实像。但仔细看,两者不是一回事。
康德的物自体,是一个我们注定无法触及的纯粹客体,它在认识的彼岸。
而泰格马克的数学宇宙,并没有假设一个摸不着的神秘客体。
他说的是:每个人接收到的具体"版本"可以完全不同,但这些版本之间的一一对应关系,是不随主观改变的,是客观的,也就是同构的。
把这种对应关系抽出来,就是数学结构。它不在彼岸,它就是那套可以被严格描述的关系本身。
所以 MUH 不是在说"现实背后藏着个你永远够不到的东西",而是在说"现实,就是这张关系网,仅此而已"。
如果非要给它找个气质相近的老祖宗,泰格马克这副结构,其实更像中国哲学里的"道"。
《易经》里有句话:"形而上者谓之道,形而下者谓之器。"
你品品。
所有具体的、能直接感知的东西,是"器";那些虽然不具象、但仍要靠某种符号系统才能表达的,比如五线谱、公式、语言,说到底也还是"器",因为它们都有具体的形式。
而 MUH 里那个贯穿所有载体、不依赖任何形式的抽象结构,才是"形而上"的那个,是"道"。
那个终极现实里,没有任何你能直观理解的东西,全是抽象的关系。
这就很有点"道可道,非常道"的味道,能被说出来、被命名的,就已经不是那个最根本的道了。
不过,浪漫归浪漫,这里有个绕不过去的坎。
数学结构再抽象,最后还是得靠某种符号系统写出来,而这套系统,依然是人类的概念。
往最根上追,我们手里也就这几样:集合,代表"有什么";映射,代表"东西之间怎么连";再加上形式逻辑,代表我们推理时必须遵守的规矩。
可集合也好,映射也好,逻辑也好,本身都是"可名之名",是人类能理解、能表达的东西,依然属于"可道之道"。
再往上,那个不依赖任何数学体系、连逻辑都不依赖的"结构",我们只能靠想象去意会。
因为人的思维根本没法脱离自己的逻辑系统去思考,一开口、一动脑,就已经掉回概念里了。
而在很多务实的数学家看来,这种玄之又玄、无法验证的境界,毫无用处。
这就是这一脉思想最深的尴尬。
物理是建立在实证上的,可一旦涉及实证,你就绕不开具体的实体概念,没法只谈纯粹抽象。数学是建立在逻辑上的,可你又想设想一个超越逻辑的终极现实。
于是那个最彻底的、连逻辑都脱离了的现实,可能真的只能永远待在彼岸。
绕了这么大一圈,最后竟和康德那个"够不到的物自体",悄悄握手了。
现在,我们可以回答开篇那个问题了。
把全世界的唱片、硬盘、乐谱、乐器全砸光,音乐死了吗?
如果你认同结构主义这条思路,那么答案是:没有。
会死的,全是"器",塑料做的碟片、磁粉做的带子、纸张做的谱子。它们是音乐穿过的一件件衣服,衣服可以毁,身体不在衣服里。
真正的音乐,是那副不依赖任何介质的关系结构。只要它还能在某个地方、以某种方式被重新一一对应地实现出来,它就活着。
泰格马克把这个念头推到了极致:不只是音乐,整个世界的终极现实,都是这样一副数学结构。我们以为最实在的桌椅板凳、粒子星辰,反倒是这副结构穿在身上的"表象";而那副看不见、摸不着、却严格自洽的数学图样,才是唯一真正"在"的东西。
当然,我必须再强调一遍:这不是定论,而是一个至今争议巨大、甚至可能根本无法用实验检验的猜想。信它的人看到了一种惊人的统一,不信的人觉得它是披着数学外衣的玄学。
至于它到底是真理还是漂亮的幻想,老实说,现在没人知道。
但我觉得,能问出"音乐到底住在哪"这种问题,本身就已经挺值了。
因为你顺着它往下想的每一步,其实都是在重新打量:这个世界,以及你自己的意识,到底是怎么一回事。