宇宙是个巨大生物体 不同尺度宇宙共享资源

不知道你是不是有过这样的联想：原子和太阳系的结构是不是很相似?宇宙的大尺度结构像不像神经网络?如果你对数字敏感的话还会发现，银河系恒星和生物细胞中原子的数量、宇宙中星系和生物体细胞的数量竟然都十分接近(都在1011和101⁴之间)。换句话说，就是我们的宇宙，会不会是一个巨大的生物体?

　　▲脑神经网络结构(左)和超级计算机模拟的室女座星系团宇宙大尺度结构(右)。Mark Miller /布兰代斯大学

　　这种想法其实已经存在了很久了。但要从科学的角度来回答并不太容易。原因很多，首先最基本的是，我们连意识和知觉是什么，都没有完全搞清楚。不过我们可以运用部分已知的物理知识，来尽可能多的给出答案。

　　我们可以先提几个基本的问题。比如：宇宙的年龄有多大?在不同的天体间进行信号传递需要多久?引力所能产生的最大结构体有多大?在各类结构体之间交换信息需要传递多少信号?

　　假如我们能够算出这些结果，然后与最简单的生物大脑进行比较，就应该能得出尽可能接近真相的答案。

　　宇宙诞生已有138亿年，且在加速膨胀。如果我们把“通讯”定义为进行一次信息单向传输和接收所需的时间，那么由于光速是恒定的，我们就可以算出在这个膨胀的宇宙内，两个天体间在138亿年内中所能完成的“通讯”次数及其范围。

　　▲不同尺度的宇宙。维基共享资源

　　1次，469亿光年，大约就是整个可观测宇宙;

　　10次，20亿光年，占整个宇宙的0.001%，大约就是最近的1000万个星系;

　　100次，3亿光年，大致相当于到后发座星系团的距离，包含10万个左右的星系;

　　1000次，4400万光年，大致相当于室女座星系团的边缘，包含约400个星系;

　　10万次，13.8万光年，大致相当于银河系的范围;

　　10亿次，14光年，仅包含最近的约35颗恒星和褐矮星;(由于恒星在运动，因此这个数字会发生变化。)

　　我们所在的本星系群是由引力束缚在一起的，它包括了银河系、仙女座星系、三角座星系以及其它50几个小型矮星系。这些星系最终会融合成一个单一的巨型椭圆星系。其实大部分星系群和星系团的命运都是如此。这样的椭圆星系寿命是很长的，大致可以存在101⁵年以上。

　　但是由于暗能量的存在，这些星系群彼此间正在加速离开!它们没有机会相互接近和“通讯”。举例来说，如果我们现在从地球发出一道光线，它只能到达今天可观测宇宙中3%的星系。所以，我们只能把希望寄托在单一的星系群或星系团，比如我们所在的本星系群身上。这些较“小”的天体结构至少可以容纳1万亿(1012)以上的恒星，规模大的可达1000万亿(101⁵)。

　　▲邻近巨型星系团阿贝尔2667的局部。NASA / ESA

　　与此同时，如果我们希望找到一种有“自我意识”的东西，那么最好把它和人脑进行比较。人脑拥有1千亿(1011)左右的神经细胞，和至少100万亿(101⁴)的神经连接。这些神经细胞中的每一个，都会以每秒200次的速度发出神经信号，并在人的一生时间内(平均20亿至30亿秒)持续运作。这相当于在直径100万光年的宇宙空间内装进1万亿颗相互连接的恒星并维持1000万亿(101⁵)年时间。如果只看这些数字，我们可以发现一个成人大脑和一个成熟的大星系确实很相似。

　　但是关键的一点是，大脑中的细胞是相互连接在一起的，有非常明确的结构，而星系或星系群中的恒星处于不停的运动中，它们会在星系内其它恒星或质量的影响下时而接近，时而远离。

　　按照通常的认识，在这样的无序运动中，一切连贯的结构化信号都难以形成。但也说不好。根据我们当前的认识(特别在人脑方面的认识)，仅有在不同实体间往返的连贯信息，似乎还不足以产生意识。而在星系级别和恒星寿命时间尺度上所能产生的信号交换总量的确非常有意思，似乎保留了某种能够和所谓自我意识相比较的可能。不过必须指出的是，即便是这样，银河系的“智商”也只相当于一个出生仅6小时的娃娃。现在的它什么都不懂。

　　那么整个宇宙是不是一种生物体呢?这样的概念过于宏大了。当今最强大的超级计算机也模拟不出这样的结果。在大尺度智慧生命形态和我们联络的那一天到来之前，我们只能等待。