5、第 5 章 我们的宇宙 ...
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:: 移植穿越2016-2 --第5章-我们的宇宙
“为了解释 你提出的那些关键点，我需要 先介绍一下 我们的宇宙理论，或者说宇宙模型。 ” 小蓝1C 说。
“好的。 ” 张先生答。
“关于我们这个宇宙 的起源，我们使用的是 [奇点双爆] 理论。
“在这个宇宙 [启动] 之前，这里的 [时间] 和 [空间] 是不存在的。由量子力学 可知，时间和空间都是量子化的，即不连续的，不可无限分割的。最小的时间是普朗克时间，称为一个 [基本单位时间]；最小的空间是普朗克长度，称为一个 [基本单位空间]；任何时间/空间的取值，都只能是其整数倍。所以可以对时间/空间进行整数编号。假设这个宇宙 启动之前时间为 0，那么时间1 表示启动后经过了 1个基本单位时间。以此类推。
“在时间0 时，这个宇宙 启动了。时间1 时，出现了一个 [时空奇点]，大小为 1个基本单位空间。随后这个时空奇点发生了 [爆炸]，其中的 3个空间维度 以光速双向扩展。这个宇宙 的时间/空间就此产生。三维空间呈近似球形，其半径约等于光速乘以这个宇宙 已经存在的时间。由于这个宇宙 的年龄为几百亿年，所以这个宇宙 空间半径的大小约为几百亿光年。
“这个 [奇点] 爆炸成了 [奇面]，即一个近似 球面，包围着 这个宇宙 的空间。奇面处的时空曲率趋近于无穷大，并在奇面内部附近形成了一层类似于黑洞视界的界面。奇面和这个界面，共同构成这个宇宙 的空间边界。
“普通物体无法超过光速，又由于这个宇宙 的边界不断以光速向外扩展，即以光速 [后退]，所以普通物体将永远无法到达这个宇宙 的边界。超光速飞船的基本原理是扭曲时空，然而，奇面的曲率趋近于无穷大，所以超光速飞船虽然可以穿透视界，却无法使弯曲程度 超过奇面。当超光速飞船接近奇面时，其速度 就被迫降低，从而趋近于光速。所以，超光速飞船也无法到达奇面。
“在时空奇点爆炸之后，虽然这个宇宙 的时间/空间出现了，但却空空如也，其中的物质/能量很接近于 0。然而根据量子涨落，仍然会有极少量的能量/基本粒子存在。此时这个宇宙 进入 [空载试运行] 阶段。
“一段时间之后，接近于这个宇宙 空间球心的位置出现了一个 [质能奇点]，其包含了大量的物质/能量，大小仍为 1个基本单位空间。随后这个质能奇点也发生了爆炸。并演化成了现在的星系等。另外，有一种 [宇宙发泡剂] 的东西，使得目前的这个宇宙 加速膨胀。 ”
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“用来描述这个宇宙 的整体架构的理论，我们称之为 [虚拟世界模型]。 ” 小蓝1C 说， “虚拟世界模型 理论的提出，是基于以下 这些事实：首先，像你现在这样，你的灵魂位于一个灵魂虚拟机中运行。而这个虚拟机，只是我的电脑上的一个软件 (程序)。这 只是一个规模比较小，硬件性能比较弱的虚拟机，或者说虚拟系统。如果 有性能更强的更大规模的虚拟系统，就可以把 整个地球放进去运行。即使用虚拟机软件实现 (模拟) 这个宇宙 的各种物理规则。
“以此类推，如果 有一个更大更强的虚拟系统，就可以把 整个这个宇宙 放进去运行。或者我们可以在这个虚拟系统中构建一个和这个宇宙 差不多的宇宙，然后经过一段时间的运行，其中也会出现恒星，行星，星系等。也会出现各种生命，各种智慧/文明。甚至会出现和地球人类差不多的生物。总之，我们在虚拟系统中构建的这个新宇宙，除了不是这个宇宙 之外，其它方面，都可以达到这个宇宙 的程度。如果 你愿意的话，新宇宙 可以和这个宇宙 一模一样，以至于不分真假。
“另外，你们地球人也做过类似的但是比较简单的实验：在电脑上 构建一个规则简单的小型 虚拟系统，然后在其中放入 (运行) 一个很简单的会自我复制/出错/变异的电子生命。这个小程序最初 只有几十条指令，但是在这个虚拟系统运行一段时间之后，出现了数百万种不同的物种，甚至还出现了寄生现象，并最终出现了社会现象。
“这 也就是说，可以通过虚拟系统在我们这个宇宙 中构建新的宇宙，用虚拟世界模型 的术语来说，就是构建 [当前宇宙] 的 [内层] 宇宙。并且 内层宇宙 中的 '人类' 也可以在那个宇宙 中构建更加内层的宇宙。
“既然 [内层] 宇宙 可以存在，那么 [外层] 宇宙 呢？我们这个宇宙，是否 也在外层宇宙 的某个虚拟系统中运行呢？由此引出了虚拟世界模型 的 [基本假设]：我们这个宇宙，也是一个设计优良的虚拟系统。
“根据虚拟世界模型，这个宇宙 的基本性质可用 3个词描述：规则，有限，随机。规则，就是说这个虚拟系统是用一些规则 构建的，体现为这个宇宙 的各种物理规律。有限，是说这个虚拟系统的资源是有限的，体现为这个宇宙 的时间/空间是有限的。同时，有限的资源要求这个虚拟系统要 [简单]，包括规则 的简单。这 体现为各种物理规律 的简洁 优美。同时许多 [守恒] 规律 的存在，也是为了 [简单]。因为守恒比 不守恒在规则 和实现上，都要 简单。随机，体现为量子力学 中的 [测不准原理]，以及 只能确定 [概率]。 [真.随机] 在这个宇宙 中是存在的，也就是说，对于任何事情，人们只能得知或者改变其概率，而不能知道它是否 真的会发生，因为这 是由这个宇宙，即这个虚拟系统本身决定的。同时，随机导致了 [熵增] 和 [扩散]。 ”
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“虚拟世界模型 可以用来解释 这个宇宙 的许多性质/设计，也能用来解释 许多物理规律/现象。 ” 小蓝1C 继续说， “这个虚拟系统的 [基本运行方式] 为：使用当前状态 的数据，加上 [随机数生成器] 的随机数据，通过设定好的一套规则，计算出下一个状态。数学 表达式为： Y = f(X, R). 其中 X 是 [当前状态]， R 是一堆 [随机数]， f 是计算规则， Y 是新的状态。
“这个宇宙 的 [有限] 体现为：时间有限，这个宇宙 的年龄为几百亿年；空间有限，这个宇宙 的半径为几百亿光年。这是 [大] 的有限， [小] 同样体现出有限。量子力学 表明，物理量在较小时，体现出明显的 [量子化]，即不连续，不可无限分割。比如电荷量，表现为元电荷的整数倍。时间/空间表现为普朗克时间，普朗克长度。
“根据这个虚拟系统的基本运行方式，在新/旧状态 之间不存在 [中间状态]，即虚拟系统从一个状态 [跳变] 至另一个状态，这 表现为时间的量子化。由于这个虚拟系统的资源有限，特别是其 [存储空间] 有限，所以空间必须是有限的。如果 空间可以无限分割，将会带来无限多的数据量，而这个虚拟系统将无法储存。
“另外，还有 [精度有限]。因为这个虚拟系统的计算/存储资源有限，所以其使用的数值 必须为 [有限] 精度。就好像地球人电脑中使用的 [双精度浮点数] 一样。而数值 的有限精度，必然导致物理量的 [不连续] 性和 [量子化]。
“这个虚拟系统的随机数是 [按需生成] 的，也就是说，需要 多少随机数，就生成多少。这 也是由这个宇宙 的 [有限] 特性所 决定的。而这 导致了量子力学 中的 [叠加态]，就像 [薛定谔 的猫] 那样，只有在 [观测] 时，微观粒子才在若干可能的状态中随机选择一个，也就是 [现场生成] 一个状态。这 正是因为此时才需要 [使用] (消耗) 随机数。
“这个宇宙 的一个很奇特的特性，就是 [相似 而又不同]。这是因为这个宇宙 的状态 总是介于 [完全随机] 和完全 [非随机] 之间。这 也是由这个虚拟系统的基本运行方式所 决定的。因为在计算下一个状态 时，使用了 [当前状态] 的数据，所以不能是 [完全随机]；而同时又使用了一堆 [随机数]，所以也不能是完全 [非随机]。
“因为这个虚拟系统使用 [有限精度] 的数值，所以必然会产生 [计算误差]。而 [随机] 特性正好可以淹没 (掩盖) 此种误差。另外，随机导致 [熵增]，而熵增正是这个宇宙 发展的根本动力。生物进化 [从简单至复杂] 的过程，其本身就是一种 [宏观熵增] 的过程。而生命的本质，就是能够 [克服熵增]。还有，在不知道一个问题的解的情况下， [随机尝试] 是最 [简单] 粗暴的方式。而 [自然选择] 就是这么干的。
“总之， [随机] 是这个宇宙 最好的设计，没有之一。 ”
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张先生听得入迷了，不忍打断小蓝1C 。
“同样，光速作为这个宇宙 通常情况下 的最大速度，也是因为虚拟系统的 [有限] 特性。设置 [光速限制]，可以大大降低虚拟系统所需 的计算量，因为这 将问题局限在了一个小区域内，即光锥内的部分。如果 没有 [光速限制]，计算一个物体的状态 时，将涉及 整个空间中的所有物体，而这么大的计算量，是这个虚拟系统无法承受的。
“光速有限正是相对论的基础。超光速飞船的基本原理是弯曲时空，我们根据此原理制造的曲率引擎，可以成功达到光速以下 的高速飞行。然而在尝试超过光速时，却遇到了几乎不可逾越 的障碍。
“当时有许多种超光速飞船的设计，绝大多数都失败了。而成功实现超光速飞行的飞船，无一例外的都考虑了这个虚拟系统的计算量问题。设置光速限制正是因为计算能力有限，那么要 超过光速就要 设法减少原来所需 的计算量。在我们成功找到减少计算量的方式之后，我们的飞船不但实现了超光速，还能达到极高的速度。比如我这个普通民用飞船，其全曲速将近 3000亿倍光速。而我们的军用飞船，可以轻松达到万亿倍级别的光速。
“其实我们的超光速飞船，相当于利用了这个宇宙 (虚拟系统) 的一个 BUG。尽管如此，超光速飞船的研制成功，基本上 证明了虚拟世界模型 的正确性。
“同时，我们也使用类似的方式，研制成了超光速 [即时] 通讯技术，建成了 [超低延迟全宇宙 量子通信网络]。其中就有著名的 [高盟全宇宙大一统网络]。
“其中民用网络，可以实现 1秒以下 的全宇宙 任意节点至节点延迟，而军用网络 可以低至 1毫秒。每隔 大约 10亿光年， 1亿光年， 0.1亿光年， 100万光年， 10万光年， 1万光年， 1000光年， 100光年， 10光年， 1光年， 0.1光年， 1光天， 1光时，分别建有 9级， 8级， 7级， 6级， 5级， 4级， 3级， 2级， 1级， 0级， -1级， -2级， -3级，等不同级别的通讯节点。这些节点在这个宇宙 空间中宏观上 呈均匀 分布。但不同区域的节点密度 也可有较大差异。
“许多节点都能进行很好的隐藏。比如你们地球内部，即地壳之下 的某处，就有一个我们几万年前安装的 -3级通讯节点。 ”
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“感觉怎么样？能听懂吗？ ” 小蓝1C 停下来问。
“嗯，感觉很好。 ” 张先生答。
“好，那我就继续了。
“根据虚拟世界模型，这个宇宙 是一个虚拟系统，就好像一个虚拟机。于是，我们可以基于虚拟系统 (虚拟机) 来讨论一些有趣的事情，比如穿越时空的实现方法。
“首先，虚拟系统具有暂停/继续运行功能，并且 此功能对于虚拟系统内部是 [透明] 的，也就是说虚拟系统内部不会感觉到暂停/恢复。当虚拟系统暂停 时，虚拟系统的状态 就不再改变，即处于一种静态 状态。此时对虚拟系统中的数据进行操作，就很方便。比如，虚拟系统具有 [快照] 功能，即将当前 [暂停] 状态 的数据 (虚拟系统内部状态) 保存下来，存储为一个快照。当然，可以从虚拟系统的当前状态 [生成快照]，就也具有快照 [载入] 功能，即将其数据输入虚拟系统，使得虚拟系统的当前状态 恢复成快照的状态，即当时生成快照的状态。快照/载入功能，已经算是你们地球人电脑上的虚拟机软件的标配功能，所以非常容易理解。
“一旦 获取了一个虚拟系统的 root 权限，就可以对此虚拟系统进行任意操作，就能对其数据为所欲为。除了快照等这种简单的操作，还能修改/操作 其中的任意一组或者一点数据。像一个地球，或者一个人这样的物体，在这个宇宙 对应 的虚拟系统中，就对应于一团数据。
“知道了这些基础 知识之后，我们就可以来分析一个简单却有趣的小例子：把 一个地球人从公元 2000年穿越 到地球上的公元 1000年或者公元3000年。
“首先，当这个宇宙，即虚拟系统，运行到公元1000年时，我们来做一个快照，称为 [快照1000]。然后，当虚拟系统运行到公元2000年时，我们暂停 这个虚拟系统。为了以后能够回来，在进行进一步的操作 之前，我们再做个快照，即 [快照2000]。然后，我们找到要 穿越 的这个人所 对应 的那一堆数据，将其从虚拟系统中拿出来，暂时保存到其它某个地方。然后，将这个虚拟系统 [恢复] 至 [快照1000] 的状态，即 [载入] 快照1000。再将这个人的那一堆数据放回去。最后虚拟系统退出暂停 状态，恢复继续运行。
“然后会发生什么？啊，这个人就会惊奇的发现，自己 [瞬间] 从公元2000年 [穿越] 到了公元1000年 ！
“然后，如果 想让时间回到公元2000年，我们至少可以有这 2种方式：其一 是，让虚拟系统继续自然运行，然后就会再次从公元1000年到达公元2000年。然而因为普遍存在的 [随机] 特性，历史极有可能变得面目全非，和之前的 [快照2000] 有很大差异。比如某个重要的历史人物没有被生出来啦，某人因为侥幸没死然而这次死了，等等，都很有可能发生。另一种方法是，把 这个穿越 的人再次拿出来 -- 当然，如果 你乐意的话，也可以不管它 -- 然后虚拟系统载入 [快照2000]，并把 这个人放回去。这样这个人就又 [穿越] 回来了。除了这个人衰老了一些，多了一段记忆之外，这个公元2000年和穿越之前的公元2000年一模一样。这样的整个穿越 过程，和 git 版本控制系统有很多相似 之处。相信作为小码农 的你可以很容易理解。
“类似的，也可以把 这个人穿越到公元3000年。当虚拟系统在公元2000年时，把 这个人拿出来。然后虚拟系统继续正常运行。在到达公元3000年时，把 这个人放进去。这样对这个人来说，就会感觉到瞬间从公元2000年穿越 到了公元3000年。
“同样，我们也可以在虚拟世界模型 下 讨论 [聚宝盆] 这种设定。我非常喜欢这个故事，因为其中对于物体，特别是人体的 [完全复制]，实在是太有先见之明了 ！
“我们可以把 一个人所 对应的那一团数据，在虚拟系统中完全复制一份。由于此复制是在虚拟系统 [暂停] 状态 下 进行的，所以对于虚拟系统内部来说，这个复制过程 不需要 时间，是瞬间完成的，并且 没有 [数据同步] 问题，也没有复制精度 问题，可以达到绝对精确，并且 不受量子力学 的测不准原理的限制。这 是对这个人的软/硬件的完全复制。 ”
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“这 只是使用 [虚拟世界模型] 进行的最简单的讨论。当然，如果 愿意的话，也可以进行更加奇妙，更加有趣的讨论 ！ ” 小蓝1C 补充道， “事实上， [灵魂移植] 系列实验的提出和设计，正是受到了 [虚拟世界模型] 的引导 和启发。 ”
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作者有话说
第5章 第 5 章 我们的宇宙
