哥白尼原理的是非-读《如果，哥白尼错了》
机器学习中的最大熵原则，在科学界有一个类似的描述，叫做哥白尼原理，在阅读这本书之前，我对其很是推崇，曾在公众号写过相关的文，例如从不拒绝自命不凡，说到柏林墙的终结，介绍相关的应用。但在读了湛庐新出的《如果，哥白尼错了》（原标题The Copernicus Complex）这本书之后，觉得有必要对这个话题重新说说。
这本书的作者是哥伦比亚大学的天体生物学系主任，天体生物学就是寻找外星人的学科，或者说解释为何还没有找到外星人的学科。这个问题更为人熟知的名字是费米悖论，而其中的一个解释叫人择原理。具体来说，天体物理学家发现，这个宇宙的很多基本常数，哪怕发生一点点的改变，那么不要说人类这样的高等生物，那怕是原子这种基本结构，都会不复存在的。仿佛这个宇宙是被精准的调节到一个恰好的状态，使得生命得以存活。与之相对的哥白尼原理则指出，人，作为观测者，没有道理处在一个最特殊的位置上。
在无法对多重宇宙进行观测之前，无论是哥白尼原理还是人择原理，都是不可证伪的。俩者各自都可以拿出诸多证据。The Copernicus Complex这本书原文的副标题是“在一个充满行星和概率的宇宙中找到在宇宙中的意义”。这里点出了这本书的俩个核心词，本文先逐个展开简述，再来说说自己对这个问题的看法。
寻找地外生物，主流的方法还是按图索骥，根据地球上生命所需的环境，找地外星系中和地球环境类似的行星，然而根据人类的观察，哥白尼原理似乎不适合了，我们的太阳系和其他恒星系统比起来很特殊，按照哥白尼原理，太阳的寿命，应该在所有恒星中属于中间值，地球的大小，距离恒星的距离的也没错，都是属于中间的。但若是合起来看，那太阳系就很特殊了。但生命的诞生，需要的是太多复杂的巧合，而不是一次次的，从可能孕育生命的恒星系中减去一长串数字背后的0（例如电影“超时空接触”中所演的）。天体物理学的发现，让我们发现大部分恒星系都不是类似太阳系的，但这不应该成为反驳哥白尼原理的证据，单个属性来看，我们所在的位置并不特殊，但若是按照复杂系统的视角，同时考虑系统的演化路径，那么生命就是独一无二的，或者说，生命存活在所有看上去很怪异的地方。
生命的演化是一个需要大量时间的过程，而这其中就涉及到概率问题。三体问题不可解，这看似和太阳系无关。但将哪怕一个初始的不那么大的物体，由于蝴蝶效应的影响，在概率的层面上，也可以看成是三体问题，例如下图所示的，大部分球都会往同一个方向反弹，但不时有一个例外会使球弹向别处。这本书中讲到用计算机模拟行星间的引力相互作用，结果显示，在多次模拟中，类地行星的轨道是不稳定的。
也就是说，太阳系初始时即使只多出一粒尘埃，理论上，地球也会因此而掉入太阳。书中讲到，根据对未来太阳系的模拟，有1%的概率，太阳系中水星在未来33亿年之后掉入太阳，下图展示的对太阳系模拟的多种可能的轨迹。这个例子的关键信息是用当下的情况来推断未来时，并没有机械化的可预测性，而是令人不安的数学可能性与不确定性。而这应和本书副标题中的概率。虽然通往最终状态的路径不可预测，但并不意味着最终状态不可预测。
综合上述的俩点，在省略了一长串的论证之后，(自己看书去)本书最终的结论是：生命的状态是一种突发性现象，生命产生于一系列不断变化的物理环境的边界处。而人在宇宙中的地位即是特殊但非别有深意的，是独特但非异常的。哥白尼定理即是正确的，也是错误的。
关于这个不怎么好理解的结论，我是认同的，用其类比人的一生，小孩时你觉得自己是世界的中心，所有人都围着你转，长大后遇见越来越多各种各样的人，发现自己很普通，就如同哥白尼原理所说的，而若你取得了成功后回首往事，会发觉哪怕环境只要有一点变化，就无法让自己成为了当下的样子，而这正是人择原理。但再成熟一些，就会发现真正让自己特殊的正是偶然性带来的轨迹。童话“小王子”中遇到了五千颗玫瑰之后的落寞，对应着人类一步步发现自己所在的行星不过是万千宇宙中很平常的一颗，而意识到复杂性带来的路径依赖和混沌现象中的不可预测性之后，人类意识到我们存在于一个对人类很特殊的地方，而正是生命几十亿年对地球的改造，使得地球变得对人类如此特殊。
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那样的话，我们就会在宇宙中真正获得家的感觉-读《生命与新物理学》
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lz_c1372019-10-02 10:46:21
热力学上物质的自组织与局部熵减是一种常见现象，很容易的能够构建出生命诞生的过程，生命在宇宙中如果是罕见的才不正常
作者
这就是本书的意思
Janus Lu2019-09-28 09:18:21
地球的公转自转类比人类的一生，多么独到见解！
施飞2019-09-28 12:16:33
宇宙萬物是否是有一種奇異的相關性和規律，一直很好奇