你可能經(jīng)常聽(tīng)到這樣的說(shuō)法，宇宙就是一個(gè)生命體，星系就是這個(gè)生命體的細(xì)胞，恒星行星就是宇宙細(xì)胞最基本的粒子。雖然這個(gè)猜想沒(méi)有任何科學(xué)依據(jù)，不過(guò)最近科學(xué)家們將人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和宇宙星系網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了定量對(duì)比，還真發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)相差了10^27倍的系統(tǒng)之間存在大量令人震驚的相似之處。

這項(xiàng)研究來(lái)自博洛尼亞大學(xué)天體物理學(xué)家佛朗哥·瓦扎（Franco Vazza）和維羅納大學(xué)神經(jīng)外科醫(yī)生阿爾貝托·費(fèi)萊蒂（Alberto Feletti），他們對(duì)這兩個(gè)在規(guī)模上相差了27個(gè)數(shù)量級(jí)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了定量分析。結(jié)果表明，盡管調(diào)節(jié)宇宙星系和人腦神經(jīng)元的物理力量之間有著顯著而明顯的差異，但這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的連通性是按照相似的物理原理演化的，不同物理過(guò)程可以構(gòu)建具有相似復(fù)雜度和自組織性的結(jié)構(gòu)。

這是什么意思呢？看看下面這些比較，相信你也可能大吃一驚。

人腦是由近1000億個(gè)神經(jīng)元組成的復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這些神經(jīng)元通過(guò)突觸形成了100萬(wàn)億個(gè)神經(jīng)連接，塑造了人類(lèi)的思想、感覺(jué)和情感；而可觀測(cè)宇宙由大約1000億個(gè)星系形成細(xì)絲，并在相交處形成星系團(tuán)，最終形成了類(lèi)似于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的大尺度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

在人腦中，神經(jīng)元占了大約25%的質(zhì)量，剩下的75%是水——作用似乎只是承載這些作為關(guān)鍵物質(zhì)的神經(jīng)元；宇宙網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)約30%質(zhì)量的物質(zhì)和暗物質(zhì)同樣是關(guān)鍵，它們組成星系恒星，形成了我們所有可見(jiàn)的物質(zhì)世界，而剩余的70%是暗能量，似乎只是通過(guò)排斥性的引力維持著宇宙的動(dòng)態(tài)平衡。

由于這兩個(gè)系統(tǒng)具有如此驚人的相似特征，研究人員將大腦皮層及小腦的部分，與模擬的宇宙星系網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了對(duì)比，測(cè)量了這兩個(gè)系統(tǒng)中微小物質(zhì)波動(dòng)的強(qiáng)度，計(jì)算了兩個(gè)系統(tǒng)的功率譜密度。結(jié)果表明，大腦在1微米到0.1毫米的尺度上，與宇宙在500萬(wàn)光年到5億光年尺度上的物質(zhì)波動(dòng)是相似的。

驚訝于這兩個(gè)系統(tǒng)的功率譜如此匹配，科學(xué)家們又比較了其它復(fù)雜系統(tǒng)的功率譜，比如樹(shù)的分枝、云層及水中的湍流，結(jié)果都和神經(jīng)元及宇宙的功率譜完全不相吻合。然而功率譜并不能暗示系統(tǒng)的復(fù)雜性，研究人員因而又比較了兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的平均連接數(shù)，以及它們是如何形成節(jié)點(diǎn)的，雖然作用于大腦和宇宙的物理力量差異如此之大，但兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的連通性卻按照相似的物理原理在演化，它們的結(jié)構(gòu)參數(shù)竟然出乎意料的一致！

當(dāng)然，雖然我們的大腦和宇宙有如此眾多的相似之處，神經(jīng)元和星系連接的方式和演化看起來(lái)也差不多，但我們并不能簡(jiǎn)單地將單個(gè)神經(jīng)元和單個(gè)星系、恒星簡(jiǎn)單地聯(lián)系起來(lái)，只有在兩個(gè)系統(tǒng)的特定規(guī)模上，才會(huì)出現(xiàn)這些相似性。

所以你要是簡(jiǎn)單地得出一個(gè)結(jié)論，宇宙就是某個(gè)巨大生物體的大腦，甚至宇宙本身就是一個(gè)生物體，這是根本沒(méi)有什么意義的。人類(lèi)的認(rèn)知有一個(gè)視界，對(duì)于超過(guò)所有人認(rèn)知視界范圍的事物，如果你能通過(guò)某種大家都能接受的科學(xué)方法將其連接到我們的認(rèn)知視界內(nèi)，那么你就取得了重大的科學(xué)突破，比如愛(ài)因斯坦的相對(duì)論以及量子力學(xué)理論；而如果只是你自己在那兒空想、遐想，沒(méi)有任何科學(xué)方法能將它和人類(lèi)的認(rèn)知視界聯(lián)系起來(lái)，那么它要么是受人喜愛(ài)和尊重的科幻——前提是你明確自己是在寫(xiě)小說(shuō)，要么它就是臆想——你非要用一堆獨(dú)創(chuàng)的連自己都不懂的貌似科學(xué)的術(shù)語(yǔ)堆砌出所謂的研究，又到處叫嚷自己搞出了宇宙級(jí)的研究成果的話(huà)。

這項(xiàng)研究發(fā)表在11月16日《物理學(xué)前沿》上。

論文：

Frontiers in Physics：The Quantitative Comparison Between the Neuronal Network and the Cosmic Web，2020年11月16日