骗人的宇宙——天文学中的佯谬

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骗人的宇宙——天文学中的佯谬

开篇：

宇宙中的万物井然有序，但在科学家眼中，宇宙很多事情是不可理解甚至自相矛盾的，被称为“佯谬”。在一般人看来，这些纯属科学家在自己找别扭，但这些诡异的佯谬一直以来挑战着的人类认知，也是人类自我反省、进步的的结果。

Box：

从哲学和逻辑概念上，看上去错误而实际正确的命题称为佯谬。佯谬有两种，一种是理论和现实呈现出来的矛盾，例如理论上夜晚也应该是明亮的，而实际上确实黑的；另一种是命题的结论和出发点矛盾，例如罗素佯谬提到的：“理发师仅仅给那些‘不给自己理发的人’理发，那他会不会给自己理发？”天文中的佯谬大多来源于第一种，它主要由理论的不完备引起。 一些佯谬现在已经有了结果，也有的到现在也没有新理论可以解释。

黑色的夜晚，还是白色的夜晚？——奥伯斯“白夜”佯谬

众人：美丽的黑夜啊……

奥伯斯：谁说的？夜晚应该是白色的!

众人：这个人脑子有毛病吧？

奥伯斯：你们想啊，宇宙无穷大，每个方向上看去都有很多星星，就如同天上布满了灯泡，那夜晚不就是白色的吗？

众人：你瞎说……

宇宙无穷无尽，宇宙中的星星几乎到处都是，按理说它们会把夜晚照得和白天一样亮，但为何我们看到的却是茫茫黑夜？当1823年德国天文学家奥伯斯提出这个问题，几乎所有的人都陷入了泥潭，直至今日，这个问题依然没有掰扯清楚：是呀，宇宙中的星光都去了哪儿呢？

对于这个佯谬，可能有几个解释：宇宙并非无穷大，最遥远的星光跑到现在也没有跑到我们的视线中；很多星星在远离我们而去，因此看起来要暗弱一些；此外，宇宙中遍布的尘埃和气体阻碍了星光的穿行……虽然星星很多很多，但有了这一系列“变暗”原因，就意味着我们看到的夜晚永远是黑色的。

宇宙，远不止一个——薛定谔的“猫”佯谬

量子力学信仰者：按照量子理论，原子是否衰变，是个概率问题

薛定谔：是吗？

信仰者：必然的！

薛定谔：那，看看我的小猫吧，他在箱子里，里面有个毒气瓶，这个毒瓶的开关用原子跃迁的能量来控制。好了，十分钟过去啦，你告诉我，小猫近况如何？

信仰者：呃……按照量子理论，小猫死了43%……

天文物理学家喜欢拿动物开涮，比如20世纪的薛定谔，喜欢用猫阐释他对微观世界的理解：跃迁的原子的能量操控着一个装满毒气的瓶子，旁边的一只猫一脸无辜。原子是否发生跃迁，纯属概率事件，倘若不打开箱子，箱子里的猫是否会被毒死的命运完全不可知，只能由上帝掷出的色子判决。而我们只能判断这只猫只死了二分之一，或者百分之八十之类，而余下的部分，猫依然活蹦乱跳。也可以认为，在一个宇宙中，猫已经死了，而在另一个宇宙中，猫还活着。

一旦微观的量子理论运用到宏观，便会出现若干种奇怪的现象，比如汽车有一定概率犹如崂山道士般穿墙而过，而毫发无损。目前有些人觉得事实世界便是如此，多个宇宙并行也是可能的，也有人觉得量子理论还不够完美，必须解决它，否则我们只生活在一个充满概率的世界中。比如明天见面我们可以这样打招呼：你好啊？75%存活在这个宇宙中的同学！

宇宙归于沉寂？——麦克斯韦的“妖魔”佯谬

克劳修斯：我发现了非常牛的定律！

麦克斯韦：说说看?

克劳修斯：如果我们不去堆木头，那么木头永远散乱，如果我们不去盖房子，沙子永远是沙子，即使盖了房子不管它，房子也会变成沙子！也就是说如果不做功，世界上一切事物都是从“有序”到“无序”发展的！

麦克斯韦：妖精！看法宝！

克劳修斯：你太淘气了……

19世纪著名的物理学家克劳修斯说：如果不做功，那么一切都会变得混乱，宇宙的归宿也会是一片混乱。他的同行朋友麦克斯韦不服，设想了这样一个情景：一个屋子中充满了一定温度的气体，也就是说分子的平均速度是固定的，分子平均速度越快，气体温度越高。但是每个气体分子的快慢不一定，于是用一堵墙把屋子一分为二，中间留有一个小孔，一个妖精在那里把守。这个妖精聪明绝顶，可以分辨出分子的速度，如果飞来的分子速度快，就把它放行到屋子另一边；如果飞来的分子速度慢，就留在屋子这边。这样屋子两边的温度就一边高一边低，也就是说屋子里的气体变得有序了，但没有做功。

不过后来人们意识到，小妖精的判断虽然不能称之为做功，但确实为气体分子变得有序贡献了自己的力量，这个力量究竟是什么呢？于是“信息熵”的说法从此冒了出来。

外星人，一定存在却永远找不到——费米“外星人”佯谬

众天文学家：我们在一直寻找外星人，但毫无结果！

费米：地球绝不会特殊，因此外星人一定存在。

众天文学家：那是肯定的。

费米：我们找不到他们也就算了，他们为何不来找我们？

众天文学家：你很无聊啊！

20世纪的物理学家费米提出的这个佯谬实在让人绝望。有人觉得外星人太高等了，不屑于和我们打招呼，类似于我们看到蚂蚁。也有人与霍金的观点类似：外星人觉得我们是危险的，他们不敢和地球人联系！当然也有比较搞笑的观点，譬如所有外星人都忙于游戏不能自拔，于是忘记向外发射无线电信号，更不用说殖民宇宙了。

比较靠谱的一种说法是，外星人存在的时间，和我们存在的时间很难重合，即使重合了，也需要看看这个文明持续的时间是否足以让他们发现我们。就算最最巧合的事情发生：半人马座的比邻星周围真有“阿凡达”，那他们发现我们至少需要8年多。我们还是耐心等待吧。

青春永驻的秘诀——朗之万“双生子”佯谬

爱因斯坦：当物体接近光速运动时，时间就会变慢！

朗之万：是吗？

爱因斯坦：相对论是“自洽”的，也就是能自圆其说，应该没问题。

朗之万：如果一对双胞胎，一个以接近光速去旅游，回来后居然会比自己的同胞兄弟年轻？

爱因斯坦：恩，我要发财了！

让人永葆青春的方法不是雅诗兰黛，不是韩国整容术，而是以接近光的速度跑到天上去转悠，等再落到地面，便会发现比原先的同龄人要年轻。若是换成一对双胞胎，那么其中一位去转悠一圈再回来，就会成为一对年岁不一样的双胞胎——按照爱因斯坦的相对论来说，这是完全可以实现的。而问题在于，因为运动是相对的，双胞胎兄弟总会觉得对方在运动，自己静止，所以都感到对方比自己年轻——可见面一比，只有上天飞行的那个人才是真正的年轻。作为爱因斯坦的挚友，朗之万并不给他面子。

问题出在哪里呢？因为那个上天飞行的人需要回到地球上，所以经历了加速的运动，而正是这个加速的阶段，使得他的年纪变小了。

恒星也装嫩？——大陵五佯谬

天文学家：大的星星老得快，小的星星寿命长

观星者：不一定吧……

天文学家：怎么可能？

观星者：你看大陵五双星，那个快死了的星星个头很小，那个大个子的星星反而年轻，寿命长！

天文学家：你知道的太多了……

两个星星哥俩好，按照恒星演化理论来说，一般个子越大的越富有，拥有的核燃料越多，也就越容易挥霍自己的“财产”，死得也快，反倒是小个子的生活过得节制，把仅有的一点核燃料慢慢烧，活的时间也长。然而当人们观测大陵五这对星星的时候却发现，大个子的星星正值壮年，而小个子的星星已经离死不远，莫非这个大个子星星是个“守财奴”？

人们观测到这个与恒星演化理论相悖的现象后迷惑不解，被称为“大陵五”佯谬。实际上那个小个子星星原本是个更为巨大的星，越膨胀越大，也快要濒临死亡。不过当它看到它旁边的小星时，又忍不住“慷慨解囊”，以至于富了邻居，穷了自己。人们看它个子小，才产生了开始的那种误会。