驚人的旅程：從可觀測宇宙到微觀原子，兩者竟然如此相似

1990年2月14日，旅行者一號在距離地球64億公里遠的地方拍下了太陽系全家福，其中一張照片剛好把地球攝于鏡內(nèi)。

很難想象圖中的暗淡藍點就是人類唯一的家園，地球僅占了整張照片的0.12個像素，然而此時的旅行者一號連太陽系都還沒有飛出，地球就在太空的背景中顯得如此渺小。

越是深入對宇宙的了解，我們就越感到絕望，因為我們深知人類的存在是多么微不足道，那么對于整個宇宙的探索，人類什么時候才能抵達終點？

它是有限的，還是無界的？

每當問到宇宙有多大時，有人會說宇宙是無限大的。這似乎并不符合人類的邏輯，因為世間萬物在人類的認知里都有始有終。事實上當我們順著光向前追溯時，的確標記出了所謂的宇宙邊界，它的直徑是930億光年左右。

但這個所謂的邊界只能稱為“人類的視野邊界”，即人類能夠觀測到的最遠的地方，并不是真實的宇宙邊界。就像古人站在地面上向遠處看，會認為地面和天邊的交界是大地的邊界，于是就得出了天圓地方的結(jié)論。

實際上那只是人類的目光所及罷了。

2018年，《新科學家雜志》發(fā)布了一篇意大利科學家的最新研究成果：一個巨大的超星系團，它打破了以往超星系團壽命和質(zhì)量的記錄，將研究成果刊登在國內(nèi)時，不少媒體把它翻譯成了宇宙墻，甚至說它就是宇宙的邊界。

這種說法顯然是錯誤的。早在上世紀八十年代，科學家就發(fā)現(xiàn)了在宇宙中有一些非常大的宇宙結(jié)構(gòu)，它們的范圍能夠達到數(shù)十億光年，例如史隆長城和拉尼亞凱亞超星系團。因其巨大的跨度，有些人將這些宇宙結(jié)構(gòu)戲稱為“great wall”。

事實上，大部分科學家都認為宇宙是有邊無界的。科學家建立了幾種可能的宇宙幾何模型，其中有呈開放式的馬鞍面型，也有呈閉合狀的甜甜圈形狀，假如宇宙像一個馬鞍面，那么我們從地球出現(xiàn)，一直向前走，總有一天我們會再回到地球。

所以在這種情況下探尋宇宙的邊界，就如同尋找地球的邊界一樣毫無意義，不過我們能夠放大可觀測宇宙的圖像，看看能夠其中發(fā)現(xiàn)什么。

現(xiàn)在這張照片，是10億光年下的宇宙。雖然和可觀測的930億光年直徑比起來還是太小了，但我們能在這里捕捉到一些清晰的圖像，在這個尺度下，宇宙似乎不像我們平時從哈勃望遠鏡中看到的那樣璀璨而擁擠。

要從這張照片中看出星點的特征顯然是有些困難的，于是鎖定星點最密集的地方，把圖像放大到1億光年的位置，在這里原本就密集的區(qū)域變得更為密集了，而周圍黑暗的地方則浮現(xiàn)出了更多的星光。

不過顯然在以億光年為單位時，距離還是太遠了，所以我們進一步放大圖片，在1000萬光年的位置觀察。這時星點的數(shù)量少了很多，但它們的大小有了明顯的變化，可以看到個別明亮且較大的光點。需要注意的是，這些光點并不是某顆恒星，而是一個個龐大的星系。

再繼續(xù)拉近距離，在1000光年的距離下，圖中的星點變得密集起來，有些擁擠的簇擁在一起。當我們繼續(xù)放大到10000億公里時，就能看到我們所處的太陽系了，10億公里時我們看到了地球所處的軌道，定格在10萬公里時，地球的全貌赫然出現(xiàn)在眼前。

我們并不止步于此，繼續(xù)放大穿過云層，直至鎖定到一個人，深入他的皮膚紋路，直達微觀世界。我們看到了人體中的血管，細胞和DNA。

當我們來到1皮米的世界時，令人細思極恐的事出現(xiàn)了，此時的圖像與10億光年之外的圖像相似度極高，假如不做標注，我們很容易把兩張圖混淆，似乎宏觀世界和微觀結(jié)構(gòu)，都是出于同一套系統(tǒng)。

其實早在上世紀，科學家就發(fā)現(xiàn)了極大和極小之間的驚人共性，并提出了分形理論來解釋它。

分形理論認為，客觀事物具有相似的層次結(jié)構(gòu)，例如拉尼亞凱亞超星系團的模樣，和地球的河流以及人體的血管有高度相似性，以此類推星團和星系到天體，本質(zhì)上都按相同的物理規(guī)律分布。

加利福尼亞大學的一個研究小組曾利于超級計算機模擬出了宇宙，加入其它計算后，它們發(fā)現(xiàn)宇宙中有一個描述大尺度時空結(jié)構(gòu)因果關(guān)系的曲線圖，和冪函數(shù)曲線有異曲同工之處，更令人驚訝的是，這個冪函數(shù)曲線和人類的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有學者高度的相似性。

當我們帶著這樣的認知去觀察宇宙和生活，就能發(fā)現(xiàn)更多類似的例子。這時宇宙的邊界已經(jīng)不再重要，重要的是宇宙的本質(zhì)似乎又微妙了一些。