驚人的旅程：從可觀測(cè)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(hào)在距離地球64億公里遠(yuǎn)的地方拍下了太陽(yáng)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(lán)點(diǎn)就是人類(lèi)唯一的家園，地球僅占了整張照片的0.12個(gè)像素，然而此時(shí)的旅行者一號(hào)連太陽(yáng)系都還沒(méi)有飛出，地球就在太空的背景中顯得如此渺小。

越是深入對(duì)宇宙的了解，我們就越感到絕望，因?yàn)槲覀兩钪�人�?lèi)的存在是多么微不足道，那么對(duì)于整個(gè)宇宙的探索，人類(lèi)什么時(shí)候才能抵達(dá)終點(diǎn)？

它是有限的，還是無(wú)界的？

每當(dāng)問(wèn)到宇宙有多大時(shí)，有人會(huì)說(shuō)宇宙是無(wú)限大的。這似乎并不符合人類(lèi)的邏輯，因?yàn)槭篱g萬(wàn)物在人類(lèi)的認(rèn)知里都有始有終。事實(shí)上當(dāng)我們順著光向前追溯時(shí)，的確標(biāo)記出了所謂的宇宙邊界，它的直徑是930億光年左右。

但這個(gè)所謂的邊界只能稱(chēng)為“人類(lèi)的視野邊界”，即人類(lèi)能夠觀測(cè)到的最遠(yuǎn)的地方，并不是真實(shí)的宇宙邊界。就像古人站在地面上向遠(yuǎn)處看，會(huì)認(rèn)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(shí)際上那只是人類(lèi)的目光所及罷了。

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

這種說(shuō)法顯然是錯(cuò)誤的。早在上世紀(jì)八十年代，科學(xué)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(dá)到數(shù)十億光年，例如史隆長(zhǎng)城和拉尼亞凱亞超星系團(tuán)。因其巨大的跨度，有些人將這些宇宙結(jié)構(gòu)戲稱(chēng)為“great wall”。

事實(shí)上，大部分科學(xué)家都認(rèn)為宇宙是有邊無(wú)界的�？茖W(xué)家建立了幾種可能的宇宙幾何模型，其中有呈開(kāi)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(gè)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(huì)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(wú)意義，不過(guò)我們能夠放大可觀測(cè)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(cè)的930億光年直徑比起來(lái)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(gè)尺度下，宇宙似乎不像我們平時(shí)從哈勃望遠(yuǎn)鏡中看到的那樣璀璨而擁擠。

要從這張照片中看出星點(diǎn)的特征顯然是有些困難的，于是鎖定星點(diǎn)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?chē)�黑暗的地方則浮現(xiàn)出了更多的星光。

不過(guò)顯然在以?xún)|光年為單位時(shí)，距離還是太遠(yuǎn)了，所以我們進(jìn)一步放大圖片，在1000萬(wàn)光年的位置觀察。這時(shí)星點(diǎn)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(gè)別明亮且較大的光點(diǎn)。需要注意的是，這些光點(diǎn)并不是某顆恒星，而是一個(gè)個(gè)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(diǎn)變得密集起來(lái)，有些擁擠的簇?fù)碓谝黄稹．?dāng)我們繼續(xù)放大到10000億公里時(shí)，就能看到我們所處的太陽(yáng)系了，10億公里時(shí)我們看到了地球所處的軌道，定格在10萬(wàn)公里時(shí)，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(guò)云層，直至鎖定到一個(gè)人，深入他的皮膚紋路，直達(dá)微觀世界。我們看到了人體中的血管，細(xì)胞和DNA。

當(dāng)我們來(lái)到1皮米的世界時(shí)，令人細(xì)思極恐的事出現(xiàn)了，此時(shí)的圖像與10億光年之外的圖像相似度極高，假如不做標(biāo)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(shí)早在上世紀(jì)，科學(xué)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(lái)解釋它。

分形理論認(rèn)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(tuán)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(lèi)推星團(tuán)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(xué)的一個(gè)研究小組曾利于超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬出了宇宙，加入其它計(jì)算后，它們發(fā)現(xiàn)宇宙中有一個(gè)描述大尺度時(shí)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(gè)冪函數(shù)曲線和人類(lèi)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有學(xué)者高度的相似性。

當(dāng)我們帶著這樣的認(rèn)知去觀察宇宙和生活，就能發(fā)現(xiàn)更多類(lèi)似的例子。這時(shí)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。