无理数的奇妙之处,子子孙孙,无穷尽也

成为襄子特别读者
点击上方「襄子的箱子」→右上角菜单栏→设为星标
这是【伴点襄思】第 017 篇文章

▲ 音频建议用1.5倍速听

第一次感受到数学的神奇,还是在初中刚接触无理数的时候。

无理数正如其名,是一个很不讲道理的数。

无理数还引发了第一次数学史危机,这和古希腊哲人毕达哥拉斯有关。老毕认为这个世界的本质是数,而且还是由整数构成的,就算是小数,也等价于两个整数之比。只不过,老毕失算了,因为那时候还没有无理数的概念,全都是有理数。

正当老毕沉醉于自己所创造的“数”的世界的时候,他的一位学生希帕索斯提出了一个疑问。众所周知,“毕氏定理”是毕达哥拉斯的得意之作,在中国被称为勾股定理。一个边长为1的正方形,它的斜边长是多少?

什么数乘以它自己等于二呢?

这就像是一枚炸弹,破坏了毕氏世界的完美,后来,希帕索斯被扔进了海里淹死。

然而,希帕索斯的死并没有停止人们继续追问这个疑问,这也就引发了第一次数学危机,即这个世界上还有那么一些数,是之前的人们所没有认识到的。

现在我们都知道,2的平方根是根号2,是一个无理数,无限不循环小数。

难道你不觉得很神奇吗?

两个无限不循环小数相乘,最终的答案竟然是一个完整的2!

自从学了无理数之后,我第一次感受到数学世界背后的神奇,就像变魔术一样,完全超乎人的一般常识,就好像,无限乘以无限,最终的答案是有限。

再后来,慢慢体验到了这个宇宙的神奇,其实,在自然界,就有两个天然的无理数,它们是π和e。

有些人认为,这个宇宙说不定就是高智能生物所创造出来的一台计算机,在这个宇宙中所发生的一切都是一串高级代码。可是,这根本不可能,因为这个宇宙中有无理数的存在。

假设,我们人类现在的技术达到了一定的高度,可以去创造一个和我们宇宙一模一样的微型世界,当我们要在这个微型宇宙中引入无理数的时候,就碰到了一个天然的困难。无理数是没有尽头的,比如我们要算一下π,我们只能算到第几位,哪怕是小数点后几十亿位,也和其本身相差甚远。

换句话讲,就算我们用尽宇宙中所有的能量,也无法穷尽π。

这也就是说,这个宇宙不可能是某些人所想像的超级计算机,因为无理数的存在。

无理数,那真的是子子孙孙,无穷尽也。

前阵子,一些朋友说,以后技术发达了,我们可以把一个人的意识通过技术和代码上传到一个计算机中,然后我们的意识就被代码化了,我们也就永生了。这可能就是“肉身衰亡,但灵魂不灭”的最佳体现。

后来我想了想,觉得“意识不灭”的前提是我们的意识可以被准确地表达出来,而代码,其底层逻辑是数学语言。

万一,我们的意识中含有无理数呢?就像π一样。

既然宇宙中天然就有无理数,我们又有什么理由认为我们最复杂的器官——大脑就是有理的呢?

近几年,我们对大脑的认识虽说有了比以往更多的了解,但依旧收效甚微。我们的思想可以简单理解成大脑中神经元的活动。未来,我们或许可以将“神经元是如何传递信息,以及这些信息代表什么”用一串代码展示出来。假设,如果这个代码中出现了根号2这类无理数呢?

我们当然可以直接用根号2来代替,但不觉得这只是表象而不是本质吗?

如果要获得本质,我们可能得将根号2展开来,但问题也就来了,根号2根本就展不开啊。或者,我们退而求其次,精确到小数点后3位,那么根号2可以写成1.414。

可是,根号2和1.414一样吗?

完全不一样!

如果只是做模糊处理,那么我们上传的意识还是原本的最初意识吗?

如果是一个两个无理数,可能倒也还好,一旦无理数的数量多了之后,我们都将其精确到小数点后三位,那跟真实的情况可能就会“失之毫厘谬以千里”,甚至可能还会引发蝴蝶效应。小数点后的微小差异,其最终的输出结果可能就会有天壤之别。

我们来看下面两组对比:

真实世界   虚拟世界

根号2     1.414

根号3     1.732

π          3.141

…         …

也就是说,我们根本无法创造出一个含有无理数的世界。

我们或许可以将一个人的意识或思想克隆出来,但克隆出来的机器大脑和原先的大脑之间,必然存在着差异,这种差异就像是量子力学中的不确定性原理,是天然存在的,与科学技术和实验仪器精度无关。

这也就意味着,就算我们能上传意识,上传的意识也会出现失真。

一个机器人,或许拥有我的所有记忆,记住我从小到大遇见的每一个人的姓名和脸庞,也知道我做过的所有丢脸事情,可是,它永远不可能是我,我和它之间就是差了那么一点点感觉,这种感觉的差异来自于无理数小数点后面被折叠起来的近似。

这么一想,才发现自己是那么的宝贵,每一个可以思考的人,他的意识无法被复制,他就是整个宇宙中独一无二的自己。

再想想,很多时候,我们会遇到这样的情况,即明知道自己怎么想的,就是不知道怎么说,或不知道怎么表达。除了欠缺表达能力之外,可能真正的困难就是思想真的无法被完全展现出来。

思想无限,而语言有限,表达有限。

无理数,你是多么神奇的一个玩意儿,我用有限的中文文字,只能精确到我思想小数点后的第八位。

其实,相比于现代汉语,古文更像是一个无理数,简简单单几个有限的诗词,就能表达出无理数的无穷无尽。正如“问君能有几多愁,恰似一江春水向东流”。

这也愁,那也愁,翩翩一叶扁舟,载不动那许多愁,别问,问就是上青楼。

Zhe ye chou, na ye chou, pian pian yi yepian zhou, zai bu dong na xu duo chou, bie wen, wen jiu shi shang qinglou.

与君共勉

2021年6月14日

▲ 目前玄武群已无法扫码进入,可以先扫码进备用群,然后我再拉你进去。本群已建立一年,交流融洽。注:广告党、营销党、带路党勿扰,如果你无法容忍不同意见,动不动就喷人,请三思。
(0)

相关推荐