大揭秘！刘慈欣宇宙中的“第一性原理”
大揭秘！刘慈欣宇宙中的“第一性原理”
在刘慈欣的科幻世界里，从《三体》中的智子到《球状闪电》中的量子玫瑰，每一个令人惊叹的设定背后，都蕴含着深刻的科学原理。本文将带你走进刘慈欣宇宙中的"第一性原理"，探索科幻与科学之间的奇妙联系。
无知
如果你读过《三体》，你一定或多或少对故事中那些肉眼不可见的"主角"感到过好奇，例如《地球往事》中无处不在的智子，《黑暗森林》中希恩斯计划中的思想钢印，以及《死神永生》中维德领导研发的反物质子弹……
事实上，这些谜团仅是故事中的冰山一角，而在《三体》系列之外，乃至刘慈欣的作品之外，乃至科幻小说之外。
无边无际科学之海上，我们像起航的泰坦尼克号般，面临着一道道冰山与暗礁，横亘在航道上，阻挠我们前进——那是无知。
知识如同卡夫卡口中"那把劈开人心中冰封大海的斧头"，帮我们扫清障碍，步步迈入更深的海域。但受限于客观因素，世上总有初学者，总有一无所知的阶段，那么，我们对科学认知的第一课，该从哪里开始呢？
原理
《第一性原理：21堂科学通识课》
[英]马库斯·乔恩 著
中国科学技术出版社
本书是《奇怪的知识增加了》作者马库斯·乔恩的全新力作。马库斯·乔恩是 BBC 科学栏目常驻嘉宾、《新科学家》杂志宇宙学顾问以及《泰晤士报》年度科学图书奖作家，他所撰写的作品曾多次入围英国皇家科学院年度图书奖决选。
独特的选题角度，完备的知识体系。以第一性原理作为核心，对物理学、化学、生物学、地球科学等多个自然科学领域的基础知识进行了系统梳理，从而形成一个完整且连贯的科学知识体系。从跨学科的视角助力读者打破知识壁垒，拓展认知边界，培养出全面且立体的科学世界观。
什么是"第一性原理"？
在书的开篇，作者是这样定义的：所谓第一性原理，就是由它可以引出其他所有相关的知识。如果说科学对许多人来说是一团乱麻，那我们要做的，不是解开它，而是追本溯源，找到开端。
譬如前文所提到的智子、思想钢印、反物质子弹，其所扎根的科学原理在《第一性原理》中的原子（第8章）、脑科学（第11章）、反物质（第19章）部分均得以解释。
除了占据中国科幻小说畅销版的《三体》系列，刘慈欣的其他作品中又有哪些与《第一性原理》紧密相关的桥段或设定呢？
《球状闪电》& 量子理论
"我猛地睁开双眼，就在书桌上的紫水晶花瓶上，出现了一朵蓝色的玫瑰，但玫瑰在我看到它的瞬间就消失了，只剩空花瓶静静地立在那里。"
《球状闪电》结束之时，萦绕在读者眼前久久难忘的，一定是林云留给陈博士的那朵"量子玫瑰"。
那么什么是"量子玫瑰"，为什么我一看到它就"消失了"？其实原文摘录这段就简明扼要地描述出了量子力学的一大谜团：观察者效应。
《第一性原理》解释道，一旦我们观察到事物，那必然是因为我们的眼睛接收到反弹的光子。而对物体本身而言，光子的反弹意味着量子性的外泄，使得量子原本的叠加态坍缩，不确定变为确定。
就像薛定谔放在镭元素旁的那只猫，一旦我们打开箱子，镭元素再也无法处于衰变与未衰变的叠加状态，而猫也再也无法处于既死又活的状态。
《诗云》& 量子计算机
"这就是量子存贮器，人类历史上产生的全部文字信息，也只能占它们每一片存贮器的几亿分之一。诗云就是由 10 的 40 次幂片这样的存贮器组成的，它们存贮了终极吟诗的全部结果。"
《诗云》向我们呈现了一个颇具浪漫色彩的末日：来自外星系的掠夺者吞食帝国耗尽整个太阳系的物质量，也无法写出超越李白的诗。他们像当前的AI一样，只能对字词进行简单的排列，而难以创作。
在故事中，为了超越李白，吞食帝国计划用量子计算机写出所有的诗，并用量子储存器将其存储。
到底什么是量子计算器，能排列并储存所有的诗？
《第一性原理》中这样介绍：量子计算机由量子比特构成，那么按照量子理论，每个量子比特可以同时以0和1的状态叠加存在。因此，在二进制的运算中，每一个新增的量子比特都能为计算机带来翻倍的算力，这种指数级的增长方式令当下任何一台超级计算机都望尘莫及。
《镜子》& 宇宙大爆炸
"所以，虽然这个宇宙中的一切过程早在大爆炸发生时就已经决定，但未来对我们来说仍是未知的，对讨厌由因果链而产生的决定论的人来说，这也是一个安慰。"
在《镜子》中，天才白冰研发出了一个模拟软件，可以从大爆炸奇点开始模拟，通过调整参数，模拟不同的宇宙——而其中一个，就是当今地球。
如果我们已对达尔文进化论和人类演化略知一二，那么，什么是宇宙大爆炸？
《第一性原理》在最后一章这样阐释：此时此刻宇宙正在膨胀，正是因为所有的物质、能量、空间与时间都是从约百亿年一个极高密度且极高温度的状态中迸裂而出的，而这一理论即为当今科学家最为支持的"宇宙大爆炸"模型。
彗星
刘慈欣曾在访谈中说："科学对想象力不是限制，它恰恰是想象力的一双翅膀，给科幻小说提供的不是限制而是自由。"
正如引力本身的定义所言：每一个物体与其他物体之间都存在着相互吸引的力。当我们为科幻小说中瑰丽绚烂的幻想世界心醉神迷时，也不由自主地被其所扎根的第一性原理土壤吸引。
没有科学的火种，就没有想象力的爆发。伴随刘慈欣，我们翻开《第一性原理》；伴随《第一性原理》，我们翻开这个世界。
正如著名科幻电影《彗星来的那一夜》中所说："我们本不应该知道这一切。"
但此刻，我们却知道了。