科學家終于發現了宇宙的形狀?科學是否存在“盡頭”？愛因斯坦認為，或許存在一個“大一統理論”， 用一段公式就可以解釋和預測宇宙中的每件事情這個理論，甚至可以解釋宇宙的四大基本力，強合力、弱合力、電磁力和引力之間的相互作用，這樣的理論也被稱為“萬物之理”，我來為大家講解一下關于科學家終于發現了宇宙的形狀?跟着小編一起來看一看吧!

科學家終于發現了宇宙的形狀

科學是否存在“盡頭”？愛因斯坦認為，或許存在一個“大一統理論”， 用一段公式就可以解釋和預測宇宙中的每件事情。這個理論，甚至可以解釋宇宙的四大基本力，強合力、弱合力、電磁力和引力之間的相互作用，這樣的理論也被稱為“萬物之理”。

可惜的是直到去世，愛因斯坦都沒有找到這樣的理論。那麼宇宙真的是被設計好的嗎？一段公式真的就能解釋整個宇宙嗎？

世界充滿謎團 偶爾會有答案，大家好我是喱頭哥，今天我們聊号稱“上帝指紋”的曼德伯集合，點點關注，我們馬上開始。

從曆史的角度來看，世界上有太多的不約而同，比如各國的神話傳說，都不約而同地認為人類的生存周期大約是1萬年；古埃及金字塔上的人類終結期預言，和古印第安人傳說中的末日預言，不約而同地相似等等。

從宇宙的視角來看，随着文明在不斷地發展，人類對地球和宇宙之間的關系，有了越來越深入的了解。科學家們發現，宇宙運行的規律非常精妙，絕對不是一句簡單的“自然形成”就可以解釋的。

人類對宇宙的了解十分有限，依然無法回答一些終極之問，比如說人類從何而來，宇宙中有多少個星球、邊界又在哪裡，在浩瀚的星空之中，有沒有和人類一樣的文明存在。這些終極問題，想不到竟然從一幅美麗的幾何圖案中，找到了答案。

20世紀初，英國數學家劉易斯·弗萊·理德查森，漫步在英國的一種海灘時，突然發現了一件有趣的事：不論是海岸線本身還是海岸線上礁石的邊緣，随意截取其中一小部分并且放大的話，看起來都和整體沒什麼區别，而且分得越精細，其周長越大。

類似的情況有很多，1904年是瑞典數學家科赫提出，假設有一個三角形，以它每個邊的兩個三等分點作為邊，作出一個新的等邊三角形，可以無限分下去，這就是著名的科赫三角形。類似的形狀有很多，比如謝爾賓斯基三角形、康托爾集等。

直到1973年，法裔美國數學家伯努瓦·曼德博(Benoit Mandelbrot)，給類似的現象起了個名字，叫做分形幾何，他也由此被稱為分形之父。

那麼，什麼是分形幾何呢？簡單來說分形幾何，就是一種幾何學，研究的是無限複雜的幾何圖形。這些複雜的幾何圖形在一定的定義下，圖形都是自我相似的。

所謂自我相似呢？就是一個物體的本身，和它一部分完全、或者是幾乎完全相似，比如說羅馬花椰菜。

羅馬花椰菜非常漂亮，花球表面是由許多螺旋形的小花組成，小花以花球中心為對稱軸，成對排列，神奇的是它的外形，是以一種特定的指數式螺旋結構生長的，而且所有部位都是相似體，掰開一段花菜，這一小段花菜，竟然和本體是一模一樣的。

這樣的例子，在自然界和現實世界中非常之多，例如珊瑚、樹枝、雪花等等。

如果用電腦生成一副分形圖形，就會看到同樣的基本圖形會重複出現，而且圖樣的尺寸，會無止境地不斷縮小。

那麼對我們人類來說，分形幾何有什麼意義呢？它的意義就在于，如果客觀事物具有自我相似的層次結構，那麼局部與整體，在形态、功能、信息、時間、空間等方面，就會具有統計意義的相似性。也就是說，我們可以從一種極端的混沌中，發現一種極端有序的存在。

換句話說，分形就是既高度複雜、又特别簡單，本來看似十分複雜的事物，實際上大多數，是可以用非常簡單的公式來描述的。但是這種簡單卻并不簡單，其中又蘊含着極端的複雜性。

來看一組奇妙的圖形變換，大家發現了嗎？當圖形被無限放大的時候，我們可以看到一個奇妙的現象，那就是無論圖形，被分解到何等的微觀，最微觀的圖形和最初始的圖形，是完全自我相似的。

這個圖形也是數學家曼德博發現的，它是解釋混沌理論的數學模型，也是數學領域最複雜的概念之一，這就是著名的“曼德博集合”。

曼德博是最早使用計算機圖形，來創建和顯示分形幾何圖像的人之一。1980年，曼德博用計算機發現了這個奇妙的、從簡單規則圖形中，創建出來的複雜的視覺圖形，他發現那些被認為“粗糙”、“雜亂”或“混亂”的事物，實際上都是具有高度的、有序度(Degree of order)的性質的，例如雲層或海岸線。

從數學的角度來講，曼德博在複平面中，對一個簡單的公式進行了叠代，于是就生成了我們看到的那麼複雜的圖形。

實際上這個公式和叠代運算，都非常的簡單，但是産生的圖形竟然是如此的結構精細、豐富多樣，令人難以置信，十分不可思議。在傳統幾何學中，很難發現在如此簡單的規律中，竟然蘊藏着如此複雜而生動的例子。

曼德博集合告訴我們，自然界中簡單的行為，可以導緻極為複雜的結果。曼德博集合的出現就像一道閃電，讓研究宇宙學的科學家們腦洞大開，他們就想人類社會、乃至宇宙，是不是也可以用曼德博集合這樣簡單的模型，或者程序去描繪呢？

曼德博又提出了分形宇宙的說法，他認為如果在我們的地球上分形無處不在，那我們有什麼理由不認為宇宙就是一個分形呢？

實際上在很久以前，科學家們就已經開始思考這個問題，來試圖破解宇宙的規律，甚至還由此産生了一門學問，被稱為宇宙學原理。

人們認為，任何客觀存在的物質，都有屬于它們自己的規律，宇宙也不例外。牛頓找到了其中一個特征，那就是萬有引力；而曼德博則是從分形的角度，來思考宇宙所具備的性質。

從宇宙的視角來看，無論是地球還是太空，都有着一種近乎完美的平衡狀态。我們通過物理學上的能量守恒，和質量守恒定律，就可以看到這種平衡。

從100年前，天文學家哈勃确定河外星系存在後，人們開始意識到銀河系代表不了整個宇宙，根據目前的研究結果，可觀測宇宙中大約有兩萬億個大大小小、形形色色的星系。

科學家們觀測這些星系時，發現宇宙的确可能是一個分形結構，從宇宙中的任何方向和角度來看，似乎都是一樣的，這就是宇宙學原理中比較流行的一種理論：宇宙的各向同性。

如果單純地看太陽系甚至是銀河系，你會發現宇宙并不完全對稱。這裡有太陽，那裡沒有，木星在這一側，土星在另一側……

但是将尺度放大到2億光年、3億光年甚至更多，就會發現宇宙在各個方向上，幾乎完全是一樣的。這裡有星系，那裡也有，這裡有這麼多，那裡也有這麼多。如此看來，宇宙的确具有各向同性，而且類似于一種分形結構。

如果說這種平衡是一種巧合，那麼宇宙的誕生和人類的誕生，就像是曼德博集合圖形的一種掩飾，恰恰诠釋了這種巧合中，所含有的内在必然。也就是說沒有偶然，隻有必然，所有的偶然都是必然。

科學家們還發現，宇宙正是由強合力、弱合力、電磁力、引力，這四大基本力之間的相互作用，而穩定有序的。

如果其中的一個力，比如引力稍微強一點，那麼宇宙中恒星的燃料就會很快耗盡，宇宙中将不會有任何一顆發光發熱的恒星，而變得黑暗冰冷。如果稍微弱一點，恒星就無法發生核聚變反應，宇宙同樣不會存在閃閃發光的恒星。

另外科學家還發現，宇宙在剛誕生時的膨脹速度，剛好可以形成運行穩定的星系，如果膨脹的速度快一點或慢一點，我們的宇宙就會亂成一鍋粥。

那麼類似這樣的恰到好處，充滿了一種強烈的設計感，而這樣的設計感，在宇宙中卻是數不勝數。

比如說地球能夠誕生出生命，是因為和太陽的距離不遠不近，又恰好有木星和月球的保護，還恰好存在着氧氣、液态水、大氣層、磁場、臭氧層等等，生命誕生需要的條件。隻要其中任何一點出錯，哪怕是一點點的差錯，人類将不複存在。

如此精準的恰到好處，就算是人類最頂尖、最高級的設計師，也難以設計的如此精準，可見其精确程度，并非自然可以形成的。

所以人們稱曼德伯集合是上帝的指紋，因為他用簡單的叠代分型，就非常精準的描述出了、物質的簡單與複雜、混沌與有序之間的關系和延展性，從微觀粒子到宏觀宇宙，莫不如此。

那麼問題就來了，宇宙的一切，真的有可能就是被上帝精心設計出來的嗎？如果用曼德博集合的分形幾何來計算，不是無限放大、而是無限縮小宇宙的話，有沒有一種可能，我們真的會看到一幅宇宙的原始圖形呢？而我們地球人類有沒有可能，是上帝自我相似的複制版呢？歡迎在留言區裡寫下你的想法，我們一起讨論。世界充滿謎團 偶爾會有答案，我是喱頭哥，今天的内容就到裡了，喜歡我的視頻，點贊關注和留言是對我最大的支持，我們下期再見。

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