我是谁?我的存在有什么意义呢?

我是谁?我为什么在这里?我是否只身一人?几个世纪以来,历史上最伟大的科学家和思想家在追求知识和了解世界方面取得了惊人的科学突破。

在新系列《霍金的天才实验室》中,国家地理频道将与史蒂夫·霍金教授一起,用普通人也能理解的方式,解释人类最伟大的科学飞跃是如何实现的。

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有些人相信,神创造我们是有目的的。还有人觉得,人生只是一系列随机事件的组合,没有任何意义。我们能否用科学的角度看待这一问题?

霍金招募了三个普通人,以实验的形式,解答“我们的存在意义”这一终极问题

他们将会面临一系列的难题和挑战,并利用所提供的装置和提示,辅助过关。那么,让我们开始吧!

宇宙是有规律的吗?

要想知道我们存在的意义,有一个大的前提,即宇宙是由规律支配的。一旦我们发现了科学规律,就能了解宇宙,进而推断出我们存在的原因。

那么,宇宙的规律是恒定不变的吗?

听起来很抽象对吧?让我们用一个实验说明一下吧!

志愿者们进入了一个小房间,房间里摆了一张桌子,桌子上有一杯马丁尼。

但是那并不是一杯完整的马丁尼,橄榄仍在杯上。他们的挑战就是在不用手碰的情况下,让橄榄掉入酒杯中。

他们要用到的是房间里的另一个装置,将铁球拉到一定高度,然后松手,让橄榄被撞进杯中。问题就在于,铁球的高度以及推动铁球的力度

一开始,三个人轮番上阵,但力度不是太大(撞碎酒杯),就是太小(碰不到橄榄)。这种随机的尝试显然不是正确方法

这时,有一个细心的志愿者发现在单摆旁边有个架子,架子上有一列不同高度且带有编号的小孔。只要将每个高度都测试一遍,就能发现最合适的高度。

经过数次测试,他们发现了最完美的高度——“14号”小孔,在三次连续成功撞落橄榄后,他们顺利通关。

这个实验告诉我们什么了呢?

无论做多少次的实验,只要遵循规律,就等得到同样的结果。也就是说,如果能知道宇宙的规律,我们就能预知未来。

我们的命运早已注定?

如果整个宇宙严格按照自然法则运行,那么未来早已由过去决定。也就是说,或许我们人类以及个人的命运都是定局

这个令人不安的理念始于1814年,提出者是法国的皮埃尔·西蒙·拉普拉斯侯爵,他是一位哲学家、数学家和物理学家。

拉普拉斯认为,如果你知道有关现今宇宙的一切,所有事物过去的位置,所有的物理定律,你就能知道宇宙的未来。这个理念就是我们现在熟知的决定论

我们的人生是随机选择?

所以你的人生,就像那杯鸡尾酒一样,是已经被决定的呢?还是可以自由选择的呢?

为此,我们必须研究决定宇宙中大规模事物的定律是否对小规模事物适用

欢迎来到量子物理学

一开始,人类能观测到的最小物质叫原子。后来,我们发现了更小的电子。电子不停地在原子的外围旋转,被电子环绕的中央核心叫原子核。

原子核由两种次原子粒子组成,分别是质子和中子。质子和中子又是由名为夸克的更小粒子构成。

这些原子成分并不遵循牛顿运动定律,“一切早已决定”的观念开始遇到问题。因为科学家们发现,在极小规模的事物中,同一套定律是不适用的。

听起来是不是有点复杂?为什么我们无法预测电子的行动轨迹?让我们用一个简单实验模拟一下吧!

在志愿者的下一项挑战中,他们的挑战就是精确定位网格上的“电子”(以气球模拟)。

电子非常小,无法直接观察到,就像蒙着眼睛找东西,所以我们的志愿者也蒙上了眼睛,寻找房间内的气球“电子”。

随着他们不停走动摸索,电子也在到处移动。你一碰,气球就跑到别的地方;你不碰,就无法定位气球。

这个实验告诉我们什么呢?

物质的质量越小,就越难被固定住,因为它很容易受到干扰。因此,这一切都是随机的。

1927年,维尔纳·海森堡提出了不确定性原理。次原子粒子的行为确实有点难以捉摸,这意味着整个宇宙的核心带有随机性

宇宙的未来似乎早已决定好,但同时又有选择,很像大路上的岔路。用大白话来讲,人都是会死的,关键是怎么活!

是我们主动选择了这些结果,还是人类的行为早已注定?答案就在一个被称为多世界理论的观念之中。所有的可能都会发生,我们的无数次选择会产生许多不同的平行世界。

在某种程度上,我们应当对现在的自己持有敬畏,因为是我们自己无数次选择的结果。

《霍金的天才实验室》中,我们还将看到对许多人类终极问题的解答,比如“我”是什么、宇宙从何而来等!

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