研究发现：宇宙与人脑高度相似，我们可能只是宇宙的一场梦

https://flv3.bn.netease.com/88432d847a68c0d545250ae9ff70a8b3ec622be7d8456c79d7382bfef05c0f0ba9a00d57cf10b5c99d5d011f5ad9f5470cb02db8d1db1a8c8aebcc99677d96eb9f42c9a54aece35c18ca302aa0519cd3cd67ab8c385f1c00225ee889343335c134b7850e624ddef88880282c691e744c8867741515016d26.mp4

这个宇宙有时候真的让我们觉得很神秘。

大自然千姿百态，却在很多方面惊人的相似。尤其是一些巨大的物体与手边的小物体甚至微观世界之间的相似性，更是让人摸不着头脑。例如，著名的斐波那契螺线与宇宙中的螺旋星系和海洋中的甲壳类动物呈现出相似的形状，或者动物体内的静脉分形与闪电和树枝的形状高度相似。

即使我们观察最大的宇宙结构，我们也能在自然界中找到相似的对应物。许多人开玩笑说我们的宇宙可能是某种巨大生物的大脑，因为两者的形状非常相似。下图是人脑神经元和宇宙结构的对比图，相信很多人在网上都看过-

最近真的有科学家认真思考这个问题，一位来自大学的天体物理学家意大利博洛尼亚的FrancoVazza和意大利维罗纳大学神经外科医生AlbertoFeletti的跨学科团队合作解开了这个谜团，提供了他们的看法。

其实很多人说两人高度相似，其实是来自于长相的相似，只是最起码的相似。两位科学家想知道：大脑神经元和宇宙结构是否存在任何“精神相似性”或功能相似性？

（图片说明：Laniakea超星系团，红色为银河系所在位置）

早在2017年，他们就在《鹦鹉螺季刊》上发表了相关文章，指出：“星系可以组合成大质量结构（如星系星团、超星团或细丝）延伸数亿光年，这些结构与附近被称为宇宙空洞的浩瀚太空虚空之间的边界极为复杂。这些边界处的物质将被加速到数千公里每秒在引力作用下，在星际气体之间形成冲击波和湍流。我们曾经认为空丝结构是宇宙中最难以捉摸的结构之一，需要大量的能量，这也让我们深思：它比大脑更复杂吗？”

从尺度上看，大脑和宇宙至少相差27个数量级，也就是1000亿亿倍。但令人惊讶的是，这与我们大脑惊人的复杂性无关，大脑的结构可与数亿光年的宇宙结构相媲美。两人的研究甚至表明：虽然驱动宇宙和人脑结构的机制大相径庭，但两者之间的复杂性和自组织性却惊人地一致。

（图片说明：宇宙大尺度丝状结构）

首先，两人列出了人脑与宇宙的相似点：

1. 人类的小脑有690亿个神经元，而可观测的宇宙网络还包含多达1000亿个星系，两者差不多；

2. 真正起到积极作用的物质只占一小部分，人脑中77%是水，能起到决定性支持作用的不是指令的来源；72%的宇宙网络结构是暗物质，暗物质是看不见的，但提供引力将这些结构束缚在一起；人脑中的节点是神经元，宇宙结构中的节点是星系，节点通过丝状结构连接在一起；

3. 和小；

4. 节点之间的能量和信息交换仅占整个系统能量/质量的1/4左右；看到这么多相似之处，相信很多人都忍不住惊呼：尼尔真像啊！

   罗列了这些惊人的相似点后，他们进行了进一步的定量分析，将大脑切片放大40倍，并与宇宙网络结构的模拟图像进行对比。结果发现：两者的物质密度分布在不同尺度上也表现出惊人的重合。

   Vazza说：“我们计算了两个系统的谱密度。这种技术在宇宙学中经常使用，可以用来研究星系在太空中的分布。我们的结果表明，小脑神经元元中的数量-网络分布在1微米到0.1毫米的尺度上。这又与宇宙网络结构中物质的分布不谋而合，当然后者的尺度更大，从500万光年到5亿光年都在光年。”

   

   （图片说明：左侧放大40倍的小脑切片，右侧模拟300光年规模的宇宙网络结构）

   接下来的研究还将带来更多惊人的发现。

   他们还分析了连接到每个节点的细丝数量。对于宇宙网络结构中的星系，每个样本中总共有3800-4700个星系。平均每个星系被3.8-4.1条丝线包围；另一方面，对于人脑来说，以1800-2700个神经元为样本进行分析，每个神经元的平均连接数约为4.6-5.4个，也非常接近。

   甚至，最近的研究表明，大约2.5PB的信息可以存储在人脑中。而Vazza在另一项研究中也表明：如果要存储宇宙的复杂性，需要大约4.3PB的存储空间。考虑到两者在规模上的巨大差异，这个数据相差不大。

   

   因此，他们在2017年的报告中也指出：“粗略地说，这种记忆存储空间的近似表明，人脑中存储的所有信息（比如他生活中的所有经历）也可以通过宇宙。星系在宇宙中的分布是用来编码的。”

   当然说了这么多，不能粗略地认为宇宙就是人脑，或者说宇宙有自己的意识。但从这些研究中，我们确实发现，至少在增长规律上，宇宙的大尺度结构与人脑非常相似。仅从这一点来看，就足以让人惊叹。

   在此之前，2012年的一份研究报告也指出，在这个加速宇宙中，代表时空大尺度结构的因果网络具有与人脑非常相似的幂律度数分布。而这一次，Vazza和Feletti的研究对这一理论更有帮助。

   

   Feletti告诉我们：“结构参数再次证明了这种意想不到的相似程度，或许，这两个网络的演化遵循着相似的物理规律，尽管两者内部的物理规律有着明显的巨大差异。”

   我们的宇宙浩瀚壮阔，我们的视野只能看到其中的一小部分。也许，当我们走得足够远时，一些答案可能就在身边。谁能解释这个宇宙的幻想？