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人類大腦和宇宙看起來非常像,宇宙有沒有可能是一個巨人的大腦?

【撰稿:秋菡月;編輯:徐德文。轉載請勿刪除此信息】

一位好奇的小朋友提出了這樣一個問題。

看看這些照片,人類大腦的神經系統和宇宙大尺度結構竟然如此相似,它們是不是有什麼聯繫呢?宇宙是不是真的是長在一個巨大身體上的巨腦,就像美國動畫片《頭腦特工隊》里那樣呢?

當然不能這樣簡單類比,實際上宇宙結構和大腦細胞看起來如此相似,是因為它們都由相同的物理規律支配。

在人類歷史的發展長河中,科學家們通過研究物質和能量在宇宙中的行為來學習物理定律。從最小的原子到最大的星系,宇宙中的一切都遵循著這些物理定律。但遵循同樣的定律,並不是說這一切就都是一模一樣的。就像飛機和鳥,飛機是根據鳥的飛行原理被發明和設計出來的,但能說飛機就是鳥嗎? 當然不一樣啦。

當我們觀察宇宙大尺度結構時,我們看到的形狀是由引力、不可見的暗物質和暴力事件(如恆星發生超新星爆炸)引起的變化造成的。但我們的大腦絕對不是由大的宇宙事件引起的,事實上,我們大腦的形態來自數十億年來生命的不斷進化。

我們的大腦之所以進化成這樣,用這樣的形態來存儲信息,是因為可以非常迅速在大腦里傳遞信息,讓我們對生存的環境做出快速反應。只有這樣,我們的祖先才能在遠古時候的惡劣環境下生存下來。想像一下,在那個處處是猛獸的蠻荒時代,我們的祖先碰到了一頭老虎,如果他不能做出迅速反應,只傻呵呵地站著,那肯定很快就進了老虎的肚子化為歷史的肥料!人類很快就會滅亡,也就不可能創造出今天輝煌燦爛的文明。

這些特性一代一代遺傳下來,讓我們可以用它完成更多更複雜的工作,只不過現在我們更可能用它來通過考試,而不是逃離老虎。

當然構成我們大腦的原子和分子仍然與宇宙中其它地方的原子分子沒什麼不同。事實上我們的大腦和宇宙的形狀與一個叫做「分形」的數學函數有關。分形是一種重複的迭代模式,不管彼此之間距離多遠,都可以重複迭代。

許多物理學都依賴於分形的過程,分形也在自然界許多東西里起著作用:從河流到海洋的路徑,到雪花的精細形狀。甚至城市也有著分形的結構:從太空看地球的夜景,你會在城市、鄉村璀璨的光影里看到類似的圖案。宇宙、大腦和地球夜景其實都不是完美的分形,但它們是很接近呢?

那為什麼宇宙在圖片中看起來會與大腦如此相似呢?我們都知道宇宙非常非常的大,即使我們有望遠鏡,所能看到的宇宙也只是九牛一毛。而我們的大腦又是那麼小,通過顯微鏡,也沒辦法把大腦窺視得一清二楚。

科學家們經常會通過計算機模型來向我們展示事物的樣子,以及它們的運動規律。科學家們不需要去觀察微小的腦細胞,或者宇宙的大尺度結構,事實上也沒有辦法觀察,通過計算機模型,他們就可以掌握這些結構的運行規律。

儘管研究大腦的科學家試圖解決的問題與研究宇宙的科學家非常不同,但他們使用的計算機程序非常相似。因此,當這些科學家使用計算機模型創建圖像時,這些圖像看起來就會比較相似,即使它們是完全不同的東西。例如,在宇宙網路和大腦圖像中,那些明亮的亮斑說明有很多活動(如星系團,或神經元),在地球的夜景中,城市是不是也是這樣的呢?那些黑暗的地方,則說明那裡沒有活動。所以這些圖像有時候會讓我們產生錯覺,以為這這些截然不同的東西會有非常緊密的聯繫。

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