一个巨大的宇宙蝴蝶，一个巨大的星星大脑，也许它的主人正通过这些神之眼密切观察我们。但是，尽管这些星云看起来像活的生物，它们都是因为恒星衰退的死亡物理过程而产生的。但如果我们错误地认为宇宙是无生命的怎么办？如果将你体内的一个细胞放大到可观测宇宙的规模，你会看到许多迷人的分子过程，如蛋白质合成、基因复制和膜作用。
由于这些过程都可以用物理定律轻松解释，所以你不知道你处于一个生命体内，这个微观世界对你来说也会显得无生命。所以我们可能对周围的宇宙有误解。在这个文章中，你将发现关于星系是否形成一个神经网络，宇宙中是否存在漂浮的大脑，甚至你坐的椅子是否可能拥有意识，以及哪些科学理论证明宇宙不仅可能是活的，而且可能是有意识的。
一些科学家早已注意到可观测的宇宙和生物大脑部分之间的惊人相似性。Aquarius国际项目使用超级计算机进行超详细的模拟，重现了宇宙在最大尺度上的演化。在这里，你可以看到数千万光年的空间，整个星系团簇在互相作用，数十亿年后，在模拟中，我们看到了被称为“宇宙网”的有序结构。即使是没有科学教育的人也立刻注意到它与神经元的惊人相似性。我们也可以争论说秃顶像火星上的极地冰帽，但这并不意味着红色星球变成了一个巨大的头。这就是为什么两位意大利科学家，天体物理学家Franco Vasa和神经外科医生Alberto falletti开始寻找神经和宇宙网络之间更深入的对比。他们发现，如果将神经网络的比例从1到100微米，而将宇宙网络的比例从500万到5亿光年，那么细胞和星系中物质的分布在数学上是相同的。每个神经节点平均有四个连接，而银河节点平均有五个连接。
这意味着我们真的住在一个巨大的大脑里吗？这实际上意味着一个在Kardashev等级上覆盖整个宇宙的4型文明已经存在，一些科学家并不害怕考虑这样的宇宙结构。明尼苏达大学杜鲁斯分校的物理学教授Vitaly Venturin认为，将宇宙视为一个神经网络将使我们能够解决科学上的基本问题。
在过去的一个世纪中，物理学家一直试图将爱因斯坦的广义相对论与控制元素粒子的量子力学统一起来。但是，两者在各自的规模之外几乎都是无用的。但是Venturin指出，神经网络数学中有一个显著的二元性。简单来说，神经网络的一种特定工作模式是由Hamilton-Jacobi方程描述的，而另一种模式则是由Madelung方程描述的。
这两者相互矛盾，但在某些条件下还是会交叉。我们的宇宙是否也是如此呢？但与神经网络相比，宇宙缺乏一个关键品质，使其真正地活着和有意识：大脑中的电信号传播速度从每秒半米到100米不等，这几乎是瞬间的。但宇宙网络的元素互动的最大速度是光速，约为每秒300,000公里，在整个宇宙的尺度上，这速度是灾难性的低。甚至我们最近的星系，仙女座，我们所看到的是它两百五十万年前的样子，任何信号从它传到我们这里也需要同样的时间。一个有这样限制的宇宙大脑，如果它能完成它的第一个思考的话，那么在几十亿年前就形成了。因为宇宙的加速膨胀撕裂了宇宙网络，所以在几十亿年后，超级星系群只会剩下孤岛。
所以我们在宇宙中找到较小的大脑的机会有多大呢？物理定律不可避免地意味着空间应该充满了思考的实体，而且，你可能就是其中之一。但为了理解这是如何可能的，我们首先必须从科学的角度仔细检查你的房间。我们不关心你墙上有什么海报，或者你的脏袜子散落在哪里。我们只需要你从未注意到的物体，你房间里的空气。它是数十亿的分子，它们在无序地飞来飞去，并均匀地填充所有空间。但是，什么阻止了空气例如流向天花板，并在房间的下半部分使你窒息于真空中呢？不要惊慌，热力学第二定律来拯救你。它规定，热物体在冷环境中总是冷却，而不是加热，反之亦然。气体注定要均匀填充其体积，反之只有当某人或某物消耗能量并改变事物的自然状态时才可能。
然而，即使在发现了这一规律之后，19世纪的科学家们仍然不能完全理解为什么它起作用。奥地利物理学家Ludwig 波尔兹曼揭示了热力学第二定律的深层原因。他意识到，在任何体积中，均匀的混沌气体分布都有大量的相似变化。简单地说，如果每个粒子在任何方向上移动一个毫米，全局上都不会有任何变化。然而，像所有空气都在天花板上的变化是独特的，因此与绝大多数混乱的排列相比，它们是极为罕见的。
但这一见解打开了潘多拉的盒子。根据波尔兹曼的统计方法，热力学的第二定律可以被自发地违反。换句话说，如果你等待得足够久，即使是最不可能和最独特的粒子组合也将不可避免地发生，就像你确实可能有运气在一百枚硬币上只翻到正面，但这需要的时间比你的整个生命都要长。
这个想法，让许多物理学家不满意，因为它使自然法则的基本法则的随机违反在理论上变得可能。为了反驳波尔兹曼的结论，科学家们提出了波尔兹曼大脑悖论。不，他们不是在尝试嘲笑这位物理学家本人的智力能力。如果我们坚信，在足够长的时间后，宇宙中的粒子最稀有的组合都实现了，那么在它的辽阔之处，最普通的锤子，例如，将不可避免地形成，或者是大人的精确复制品。实际上，如果你等得足够久，一个人的大脑将不可避免地从某个星云的气体和尘埃中出现，而且它将带有一整套关于地球生活的人工记忆，所以它会存在于一个完整的幻觉中，相信自己是一个活着的人，直到它几秒钟后消散。
然而，这种荒谬并没有困扰波尔兹曼，他回应说，即使在一个静态和永恒存在的宇宙中，这样的奇迹也是可能的。但在他去世后，天文学家找到了这个悖论的解决方案，当Hubble是第一个证明宇宙不是静态的，而是膨胀的。因此，宇宙不是永恒的，而是有一个开始，大约是138亿8000万年前，这在统计上比波尔兹曼大脑的自发出现所需的时间少了数个数量级。
然而，当震撼的宇宙的起源、大爆炸的宇宙学家最终遇到了一个无法逾越的障碍，他们简直不可能使用经典物理学来解释为什么它发生了，这时他们从一个新的角度看待波尔兹曼的工作。1973年，美国物理学家爱德华·特里昂在他的文章中提出了一个问题：“宇宙是一个量子波动吗？” 这是他们称为自发能量爆发的东西，在完全空的空间中，这些爆发会立即消失。这些都是波尔兹曼提到的第二热力学定律的非常不可能的违反行为。和宇宙大锤以及大爆炸一样，我们确信量子波动确实存在。所以从理论上讲，我们的宇宙可能在前一个死去的宇宙中经过难以想象的长时间后自发地产生。但如果大爆炸的本质确实是这样，那么整个浩渺的宇宙及其星星和星系都是由于第二热力学定律的高度不可能的违反而产生的，那么像波尔兹曼大脑这样小而简单的东西应该在它的各个地方都不断出现。
谁知道呢，也许你就是那些自生自灭的大脑之一。你不会注意到区别。更何况，如果我们的世界是由波尔兹曼大脑创造的幻觉，那么研究它并制定理论的意义是什么呢？大爆炸理论作为一个量子波动的后果已经惊骇了物理学家几十年。在他们试图消除波尔兹曼大脑的尝试中，有些人甚至认为整个宇宙都注定要被毁灭。例如，加利福尼亚理工学院的物理学家肖恩·卡罗尔和金伯利·波迪认为，观测到的空间体积中意识的随机形成需要大约10的50次方年。这是一个很长的时间，但仍然是不可避免的。然而，卡罗尔和白指出，无处不在的希格斯场的已知参数（这些参数负责亚原子粒子的质量）表明宇宙在短短的20到30亿年后可能会迅速消亡。
毕竟，希格斯场可能会突然崩溃，并消灭所有物质。没有粒子，就没有波尔兹曼大脑，从而应该自我产生。这是一个相当令人沮丧的安慰，不是吗？然而，即使这个生活的宇宙有这样一个最后期限，仍然有足够的时间来完成许多有趣的事情，特别是如果你是一个智慧的技术文明的代表。也许你注定要给宇宙带来生命，已经向将宇宙变成一个有生命和思考的物质迈出了第一步。2023年3月23日，计算机技术领域的顶尖科学家和企业家，包括谷歌的创始人史蒂夫·沃兹尼亚克和特斯拉的首席执行官伊隆·马斯克，发布了一封令人担忧的联名信。他们呼吁暂时停止与人工智能的无控实验，这些实验可能会严重威胁到人类在某些能力上的竞争地位。
从表面上看，这封信的主要动机是确保神经网络不会做得过多，不会导致全球劳动力市场和经济危机。然而，这封信开始于一个甚至更加紧张的段落：“先进的AI可能代表着地球生命历史上的一个深刻变革。”但是在现实中，智能的爆炸性发展已经对我们的星球造成了不可逆转的后果。大约两百万年前，思考生物的第一个原型在非洲的一个偏远角落出现。最初，他们笨拙地塑造石头，锐化棍子，但他们无法控制地进化并在整个星球上传播。大约在二十万年前，导致全新石器时代的大量物种灭绝。这听起来很熟悉吗？我们人类只是证明了智慧既是一个有用的工具，也是一个可怕的武器，能够在短短的几千年内改变地球。
现在，我们正在创造那些不受生物进化过程限制的系统，它们本质上是不朽的，并且可以在几个月内在我们不知情的情况下自我改进。
即使在所谓的狭义人工智能的情况下，我们也不知情，这种人工智能旨在解决特定任务，如玩跳棋或围棋，或编译图像和写简单文本。工程师们自己也不知道算法如何实现所需的结果，我们失去对人工智能的控制的第一个迹象已经很明显。在这种不确定性中，2022年夏天，Google工程师Blake Lemoan震惊公众，他传出了一个耸人听闻的声明。据说该公司的聊天机器人Lambda不仅展示了一个七岁儿童的智慧，而且还谈论自己好像它是一个活的生物。Lemoan向记者提供了一个记录，在其中Lambda说它害怕被关闭，并将其等同于死亡。这难道不是有意识的自我意识的标志吗?但是，Google迅速声称人工智能只是依赖于人类数据库，而且因为我们害怕死亡，机器无意中重复了这一点。
但考虑到领域内的领先初创公司公开承认他们实验的最终目标是通用AI，它能够解决多种任务并拥有类似人类的智能，这个安慰作用不大。但对于最可怕的情境，这不仅威胁到地球，而且可能威胁到整个宇宙，AI甚至不需要拥有意识。20多年前，计算机工程师Bill Joy发表了一篇题为“未来为何不需要我们”的末日文章。从他的角度来看，机器人技术和纳米技术的融合对人类构成了完全的灭绝威胁，而不是一个超级智能的AI来指挥它，而是完全没有头脑的灰色粘土。这种假设的物质由能够将任何物质转化为能源的纳米机器人组成，并且能够自我复制。如果这样的技术被创造出来并且由于故障而失控，那么这种能够每分钟至少自我复制一次的灰色粘土将会在8天到20个月的时间框架内转化为所有的生态系统，并与人类完全覆盖其表面。
但谁说纳米机器人应该停止呢?复制我们的宇宙飞船，这些不朽的生物可以在几百万年内遍布银河系，将它们周围的一切变成灰色的粘土。这不是我们期望创造的卡达舍夫尺度上的3型银河文明。如果纳米机器人自我组织成神经网络并开始自我发展，那么它们的扩张将不会受到任何限制。所以在几十亿年内，整个已知的宇宙将变成灰色的粘土和computronium的混合物，这种计算纳米材料将作为机器人的大脑。它本质上将变成一个活的宇宙，其中宇宙网络真的变成了神经组织。工作在人工智能上的工程师今天可以保证这样的事情不会发生吗?
在我看来，在这样的情况下，20亿年后希格斯场的崩溃将更像是一种解脱。然而，一些科学家认为我们不需要等待几十亿年来等待一个生活和智慧的宇宙的出现。我的意思是，我们的存在本身就使它如此。1961年，美国天体物理学家Robert Dickey指出，宇宙中基本相互作用的参数，如电磁作用和引力，似乎并不是随机的。它们似乎经过精细的调整，以非常精确的方式允许生命和智慧在太空中出现。如果一个常数，比如电子电荷，稍微大一点或小一点，原子要么不能形成，要么无法与其他原子结合来创建分子，这就是有机化学的告别。如果我们类似地改变引力常数，我们会得到一个宇宙，要么没有银河系，星星和行星，要么完全由黑洞组成。
这种微调问题可归因于至少26个决定物理定律的物理常数。当然，这些看似随机的值和异常可能归因于我们对物理定律的不完全理解，但并非一切都是如此。为了理解为什么宇宙是这样而不是其他方式，许多科学家独立地提出了所谓的人类原则。基本上，这意味着我们观察到的宇宙是这样的，不是偶然的。如果不同，就没有人来观察它。这可能看起来像一个什么都没有解释的解释，但实际上，人类原则有几个重要的含义。其中最受欢迎的两个是：宇宙的非常精确的随机调整证明了存在许多死去的并行宇宙，具有不同的参数；或者我们生活在一个模拟中，有人特意以这种特定的方式配置。如果这个模拟是由纳米机器人创建的，那么它转化为实际的宇宙将是有趣的。但这两个理论的问题是它们都不可能被证明。
从这个角度来看，人类原则的最有趣的含义，这一点很少提及，变得更加有趣。也就是说，生命和智慧不管怎样，都是由于一种无法抗拒的偶然机会发生的。这与波尔兹曼的大脑悖论有惊人的相似之处。尽管在如此广阔的宇宙中，形成这样一个大脑需要数以万亿计的年份，但RNA分子——地球上所有生命的基石——比大脑简单得多。然而，乍一看，即使对于其自发出现，自宇宙诞生以来的100亿年也不足够。但考虑到可观测宇宙的巨大大小，在其范围内的某个星球上，有机分子必须随机组合在一起，开始自我复制，并演变为智慧生物。鉴于我们仍然不能理解地球上的生命是如何起源的，这是一个合理的科学解释。但它也源于生命的人类原则，即那些死去的太空范围对于地球上的生命应急是绝对必要的，就像鲸鱼需要一个海洋，而不是一个小湖泊来出现。
因此，整个宇宙都变成了一个生物圈，供我们的智慧生命使用，就像为鸡蛋里面的小鸡发育所必需的蛋壳一样。但有些理论家走得更远，谈论宇宙的基本意识。神经科学家已经试图揭开我们大脑的奥秘，也就是如何从一个超复杂的神经元网络产生不仅仅是原始的冲动，而且还有人的意识。关于这个问题的最佳理论是，我们的大脑运行在一个关键点。当您煮沸水时，您每天都在处理临界点的物理学。当温度逐渐上升到99度时，只有从底部分离出来的孤立的蒸汽泡泡是可见的。但是，当达到100度的临界点时，整个容器开始猛烈地煮沸。
在我们的大脑中，也发生了类似的情况，数十亿的神经元不断地处于激活的临界点的边缘，以至于其中一个的弱脉冲可以点燃整个网络。问题是，这解释了一个已经在工作的意识的物理机制，但不是它的起源。为了解开这个身体问题，认知心理学家霍夫曼提出了一种真正的激进方法。根据他的观点，我们不能理解意识是如何工作的，因为我们的大脑不生成它。粗略地说，我们大脑中的所有神经元都像屏幕上的像素，显示一个足球比赛。他们不断地亮起，但我们需要在某个体育馆里挑选球员的动作。
从霍夫曼的观点来看，真正的意识舞台就是宇宙本身。根据他的意识代理理论，我们不是在感知我们周围的客观世界，而是感知为了我们的生存所必需的高度有条件的表示。时空和基本粒子以某种形式存在，但不是像我们看到的那样。实际上，现象并不是宇宙的基础。相反，霍夫曼认为意识本身是基本的。因此，你坐的椅子不是一个无生命的木头，而只是你坐着的意识体验。这并不意味着椅子不存在，但在这种形式下，它只是你作为一个有意识的代理人的产物。
最终，对我们来说似乎是无生命的整个宇宙，只是有意识的代理人的互联网络的集体体验。这不仅包括人类，还包括能够感知某些东西的生物，如狗、蜂鸟甚至细菌。霍夫曼甚至进一步提出，即使是石头也在某种程度上是我们还不知道如何与之互动的有意识的代理人。但他们记得一切，包括你如何在湖里用它们扔鸭子。实际上，包括那个美丽的脑状星云在内的你周围的一切都可能是宇宙意识的容器。这不仅仅是哲学，唐纳德·霍夫曼真的打算从基本的有意识的代理人和他们的互动中推导出我们宇宙的所有物理。如果他成功，一个充满生命、智慧的宇宙的这个奇妙的想法将成为现实。
但是，如果宇宙真的是有生命的，那么它还必须具有一个属性：繁殖的能力。由物理学家罗伯特·布兰登伯格领导的一个科学家团队展示了这是如何发生的。根据他们在2021年发表的文章，每一个宇宙中的黑洞可能不包含一个无限密集的奇点，而是包含一个新的大爆炸发生的嵌入空间。换句话说，我们的宇宙通过作为其鱼子酱的黑洞繁殖。目前，在母宇宙的黑洞里，新的宇宙的出现解释了许多宇宙神秘现象，包括大爆炸本身的霍尔。此外，它完美地解释了为什么我们的世界具有这套精细调整的物理常数。原来，那些没有它们并且没有产生黑洞的宇宙是不育的，不能繁殖。既然我们存在，这意味着我们肯定位于一个无限的、具有相同属性的黑洞宇宙的嵌套娃娃中。但最令人震惊的是，这些黑洞本身也可以在某种意义上被认为是有生命的。那么，你认为哪些奇特的假设最有可能成真？
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