物理學家發現，二維宇宙中也可以出現複雜生命

我們居住在三維宇宙中，所以自然地無法想像只有兩個維度的宇宙。但是，根據物理學家的計算，二維宇宙中實際上也可以出現生命。

加利福尼亞大學戴維斯分校的物理學家James Scargill撰寫論文稱，他希望檢驗人擇原理——「如果沒有生命觀察它們，宇宙就不可能存在」的哲學觀點。

特別是，Scargill測試了2+1維生命的概念，其中+1是時間維度。他建議我們跳出既有的3+1維度，重新思考物理學和生物學現象。

「否認在2+1維度中存在生命可能性的兩個主要論點：在2維宇宙中的廣義相對論中缺乏局部引力和牛頓極限，且根據平面拓撲學，即便存在二維生命，它們的結構也過於簡單。」Scargill在論文中寫道。

如果看過兒童科學讀物《平面國》的話，或許還記得裡面的簡單論證：二維宇宙中的生命形式只可能是有口無肛門生物。

正如你所料，Scargill的推導過程相當複雜，但他從理論上表明，標量引力場確實可以僅存在於兩個空間維度中，從而允許在2D宇宙中引力和宇宙學。

然後他繼續討論另一個要點——為了出現生命，需要有一定程度的複雜性。人類高度複雜的大腦存在於3D世界中，我們可能認為無法在兩個維度的宇宙里構建出如此複雜的結構。

但是，Scargill證明，某類的平面二維圖與我們的生物神經網路在功能上等價。這些圖以類似於神經網路模塊化功能的方式組合，甚至表現出所謂的「小世界」屬性(類似於六度隔離理論，複雜網路中任意兩個節點，都可以經有限的幾個步驟連接在一起)。

因此，根據Scargill提出的物理學概念，2D宇宙可以支持生命系統。但這並不意味著它們真的存在。

儘管Scargill的論文尚未經過同行評審，但《麻省理工學院技術評論》評論稱：「這項工作破壞了宇宙學家和哲學家的關於人擇原理的論證，他們需要為現有宇宙的模式尋求另外的解釋。」

譯註：原版的人擇原理其實很複雜，它被用於解釋為什麼我們的宇宙是現在的樣子，而非其他的。根據人擇原理的推論——如若宇若不是現在樣子，就不會有我們這樣的智慧生命來談論它——實際上，是宣告現實宇宙是唯一支持高等生命的宇宙。MIT評論的意思是，既然其它宇宙中也可以存在複雜生命，那問題就回到了原點。但是還有沒那麼絕對的人擇原理，認為我們只是生活在少數中了大獎的宇宙里。

如果您難以想像傳說中的二維宇宙，那就再聽聽理論物理學中相對前衛的全息宇宙理論——假設我們實際上生活在巨大的全息圖中，並自以為是地相信我們存在於三維(+時間)時空之中。

全息宇宙理論，聽起來像是胡扯，但是得到了量子力學和弦論的支持。比如說，被視界包裹的黑洞是個三維的天體，但是其全部信息都存在於二維的視界表面上；同時，弦論學家發現，利用全息宇宙理論就可以解決信息守恆和黑洞特性之間的衝突。

雖說日本大街上跑來跑去的都是二次元穿越器，由於我們沒有穿越到二維宇宙的確鑿無疑的方法，類似研究似乎只能停留在理論層面上，但Scargill的思想確實為未來的研究開闢了有趣的方向——至少為實現用量子計算機模擬2D宇宙提供了靈感。

「尤其有趣的是，確定了被忽視的生命形式存在的可能性，以及繼續尋找對時空維度的非人為解釋。」Scargill寫道。

可以在arXiv.org上閱讀該論文。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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