《Ｔ恤上的宇宙》萬有理論的追尋之美

本文與 研華科技 合作，泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言，總能牽動整個 AI 產業的神經。然而，我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線，那如果哪天「網路斷了」，會發生什麼事？

想像你正在自駕車打個盹，系統突然警示：「網路連線中斷」，車輛開始偏離路線，而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭，開始暴走跳舞，甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎？當然不是！也因為如此，「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端，AI 就能在現場即時反應，不只更安全、低延遲，還能讓數據當場變現，不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ？

邊緣 AI，乍聽之下，好像是「孤單站在角落的人工智慧」，但事實上，它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前，像是企業、醫院、學校內部的伺服器，個人電腦，甚至手機等裝置，都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算，稱為邊緣運算；而在邊緣節點上運行 AI ，就被稱為邊緣 AI。簡單來說，就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力，「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

那麼，為什麼需要這樣做？資料放在雲端，集中管理不是更方便嗎？對，就是不好。

第一個不好是物理限制：「延遲」。
即使光速已經非常快，數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房，再把分析結果傳回來，中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回，就算只是幾十毫秒的延遲，對於需要「即刻反應」的 AI 應用，比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時，每一毫秒都攸關安全與精度，這點延遲都是無法接受的！這是物理距離與網路架構先天上的限制，無法繞過去。

第二個挑戰，是資訊科學跟工程上的考量：「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送，湧入的資料數據量就像超級大的水流，一下子就把水管塞爆！要避免流量爆炸，你就要一直擴充水管，也就是擴增頻寬，然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理，把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端，是不是就能減輕頻寬負擔，也能節省大量費用呢？

第三個挑戰：系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時，一旦網路不穩、甚至斷線，那怎麼辦？很多關鍵應用，像是公共安全監控或是重要設備的預警系統，可不能這樣「看天吃飯」啊！邊緣處理讓系統更獨立，就算暫時斷線，本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應，這在工程上是非常重要的考量。

所以你看，邊緣運算不是科學家們沒事找事做，它是順應數據特性和實際應用需求，一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇，是我們想要抓住即時數據價值，非走不可的一條路！

邊緣 AI 的實戰魅力：從工廠到倉儲，再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了，接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢？它強就強在能夠做到「深度感知（Deep Perception）」！

所謂深度感知，並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減，而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型，從原始數據裡面，去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

以研華科技為例，旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例，利用物件偵測模型，快速將工業產品中的瑕疵挑出來，而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測，因此品管上能達到一致性，減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中，檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品，替工廠節省大量人力，同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

此外，在智慧倉儲場域，研華與威剛合作，研華與威剛聯手合作，在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台，打造倉儲系統的 AMR（Autonomous Mobile Robot） 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣，AMR 不需要事先規劃好路線，靠著感測器偵測，就能輕鬆避開障礙物，識別路線，並且將貨物載到指定地點存放。

當然，還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning )，除了可以做備忘錄跟排程規劃以外，還能將實務上碰到的問題記錄下來，等到之後碰到類似的問題時，就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問，那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了？其實，對許多企業來說，內部資料往往具有高度機密性與商業價值，有些場域甚至連手機都禁止員工帶入，自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安，又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言，自行部署大型語言模型（self-hosted LLM）才是理想選擇。而這樣的應用，並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器，體積僅如後背包大小，卻能輕鬆支援語言模型的運作，實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現：要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型，會不會太吃資源？這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一：如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」，又不減智慧。接下來，我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

語言模型瘦身術之一：量化（Quantization）—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限，大模型卻越來越龐大，「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像：有些畫面細節我們肉眼根本看不出來，刪掉也不影響整體感覺，卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此，只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示，什麼是浮點數？其實就是你我都熟知的小數。舉例來說，圓周率是個無窮不循環小數，唸下去就會是3.141592653…但實際運算時，我們常常用 3.14 或甚至直接用 3，也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思！ 

然而，量化並不是那麼容易的事情。而且實際上，降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時，工程師會精密調整，確保效能在可接受範圍內，達成「瘦身不減智」的目標。

模型剪枝（Model Pruning）—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型，其實就是在搭建一整套類神經網路系統，並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而，在這麼多參數中，總會有一些參數明明佔了一個位置，卻對整體模型沒有貢獻。既然如此，不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候，總會雜草叢生，但這些雜草並不是我們想要的作物，這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在，而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術，就稱為 AI 模型的模型剪枝（Model Pruning）。

模型剪枝的效果，大概能把100變成70這樣的程度，說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助，但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型，僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手，採取更治本的方法：一開始就打造一個很小的模型，並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」，是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾（Knowledge Distillation）—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下，一位經驗豐富、見多識廣的老師傅，就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在，他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案，老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」，例如「為什麼我會這樣想？」、「其他選項的可能性有多少？」。這樣一來，小小的學徒模型，用它有限的「腦容量」，也能學到老師傅的「智慧精髓」，表現就能大幅提升！這是一種很高級的訓練技巧，跟遷移學習有關。

舉個例子，當大型語言模型在收到「晚餐：鳳梨」這組輸入時，它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯：50%，蝦球：30%，披薩：15%，汁：5%」。在知識蒸餾的過程中，它可以把這套機率表一起教給小語言模型，讓小語言模型不必透過自己訓練，也能輕鬆得到這個推理過程。如今，許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成，讓我們得以在資源有限的邊緣設備上，也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是！即使模型經過了這些科學方法的優化，變得比較「苗條」了，要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料，並且高速、即時、穩定地運作，仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說，要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型，真正放到邊緣的現場去發揮作用，就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

邊緣 AI 的強心臟：SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器，就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色！那麼，它到底厲害在哪？

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要？因為 GPU 的設計，天生就擅長做「平行計算」，這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的！

你想想看，那麼多數據要同時處理，就像要請一大堆人同時算數學一樣，GPU 就是那個最有效率的工具人！而且，有多張 GPU，代表可以同時跑更多不同的 AI 任務，或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果，在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎！

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房，有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計，體積相對緊湊，散熱空間也比較好（這對高功耗的 GPU 很重要！），部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算，進行「工程化」，讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格，背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場，系統穩定壓倒一切！你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧？這些設計確保了部署在現場的 AI 系統，能夠長時間、穩定地運作，把實驗室裡的科學成果，可靠地轉化成實際的應用價值。

台灣製造 × 在地智慧：打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能，能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署，及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析，還是其他 AI 相關的服務，都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務，讓企業在啟動 AI 專案前，大幅降低前期投入門檻，靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構，從精密製造、城市交通管理，到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全，都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是，這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示，這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果，往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI，不只是一項技術創新，更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場，就能被有效的「理解」與「利用」，是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石！

👉 更多研華Edge AI解決方案
👉 立即申請Server租借

文／白水

哲學是如何鍊成的？　

仁者見仁，智者見智，什麼人總看出什麼東西來。有人看《鋼之鍊金術師》看出了科學，又有人看出了神學，而我卻看出了哲學。

人類到底是什麼？究竟何謂真理？還有世界和事物又應怎樣理解？這些傳統的哲學課題都在故事中重覆又重覆。鍊金術可以鍊金，但又豈止於鍊金？鍊金可以同時鍊出哲學來，那到底哲學是如何鍊成？

鍊金術豈止鍊金

到底什麼是鍊金術？它可以說是一種理解世界的方式。

主角愛德華．艾力克就曾經說過，鍊金術其實是一種科學，要把握事物的原理，並且要探索世間的真理，當中最基本的原理就是「理解」、「分解」和「再構築」。雖然在故事中，鍊金術的三個原理很多時是用於構造物質之上，把握了事物的構成部分之後，將之分解然後再構築其他事物。但你會發現，這三個基本的原理其實亦相通於哲學反省事物的法門。

在故事中，焰之上校羅伊．馬斯坦古曾幾何時相信鍊金術是為了人類的福祉而服務。這可說是一種對世界的初步理解，就好像我們都曾經都擁有過很多未經反省的初步信念一樣。愛國是天經地義的、同性戀必然是錯、人往上流無可厚非。這些想法不必然錯，只不過未經反省，所以亦未必經得考驗，可能遇上幾番質問就會受到懷疑。

就好像上校後來就發現原來自己作為鍊金術師，其實不過是活人兵器。鍊金術並不是真的用來為人類帶來幸福，而只是被當成武器為人類帶來災難。被稱為戰爭英雄就是對他最大的諷刺。羅伊．馬斯坦古心目中的戰爭英雄理應拯救世人，可是他卻是因為瞬間燒死大量敵人而成了戰爭英雄。英雄的定義原來不過是殺人兵器，他手中的火焰彷彿是對自身的嘲笑。火焰不只燒死了敵人，也燒光了他天真的想法。

分解可以是分析，將之前的想法拆件，分析思考對象的定義、構成、本質或是結構。分解亦可以是否定，因為分析之後你可能就會發現之前的想法是如何的錯，就好像上校對鍊金術或者英雄的定義是如何膚淺，那就會推翻先前既有的想法。

如果思考只得否定，那就會帶來無盡的虛無，因為否定之後什麼就都不剩。但如果否定不是純粹的否定，而是可以重新鍊成，那思考的運動就會向前邁進一步。

上校後來就明白，如果自己沒有權力，那他就只能身不由己地被當權者利用他的能力，如此鍊金術只可以是一種武器。但如果他掌權便可將自己的能力用在好的地方，那鍊金術就可以是救世良器。所以鍊金術其實沒有一定的目的，只視乎權力怎樣界定它。這就是上校由最原初的想法，再經過分析否定，再構築出的答案，思考正是如此。

兩種真理觀：

一、父親大人與真理

如果鍊金術最終想獲得的是世界的真理，那到底真理是什麼？也許我們會認為真理就是相當於整個世界的知識，而有關整個世界的知識乃恆常不變的。掌握真理，亦即是掌握了世界穩定的一切，從此無所欠缺。

故事中的父親大人就是這樣理解真理。父親大人原本是一個人造生命體。他能夠說話，能夠思考，可是卻沒有身體，只能委身於一個小瓶之中。後來他就利用大型人體鍊成陣，犧牲了很多生命而獲得了身體。可是他得一又想二，妄想再次透過大型人體鍊成陣把握真理，成為「完全」的存在，成為神。他的鍊成陣就是象徵了要把神拉到地上吞掉。陣中畫了一頭雙頭龍，而其上就是倒轉了上下寫成神的名字，意思是人神關係倒轉。

可是人就是有限的存在，人造人也不例外。有限就是有所不行，受一定的限制。而人的限制可以見於原始的七原罪。人有強大的「慾望」，既想得此又想要彼，貪得無厭。我們又「傲慢」，自以為可以勝過一切。這一切都是人的限制，我們不得不如此，根本無所逃遁。

父親大人以為知道世上的一切等於突破所有限制。以往沒有肉身嗎？那只要知道怎樣擁有一副就可以了吧。從前不能凌空飛行？那就掌控飛行的能力吧。這看似再無限制，但其實不過是由從前的限制，跳到另一種限制。縱然之後父親大人懂得怎樣製造微型太陽，那還不過是一個小太陽，那可以超越真正的太陽嗎？這果真窮盡了世界的一切嗎？

當我們把世界理解成某個模樣，並且以為這就是世界的全象，其實我們是在為世界劃下界限，說世界是如此如此，與這般那般區分開來。但你又怎能夠說世界不過是你眼中所見？既然你可以為世界劃一個界限，那自然你也可以劃過另一種界限。你怎麼知道界限之外不會有另外一個世界？

父親大人曾說過：「給予和願望相對應的絕望就是所謂的真理。」這句話是他對別人講的，但其實也是對自己說的。父親大人在獲得肉身之後就把七種原罪抽出，製成獨立於他之外的人造人。可是諷刺的是，七種原罪根本從未離他而去。他一直帶有強慾，妄想成神；他又自高自大，企圖成為完全的存在。其實由頭到尾他都沒有逃離過限制，這就是他的絕望。

二、愛德華與真理

父親大人所走的路只會帶來絕望，主角愛德華所走的路就揭示了另一種可能。愛德華由始至終都希望為弟弟找回當年在人體鍊成失去的身體。他一直信奉等價交換的道理，相信要獲得什麼，就要付出相同價值的什麼。所以在旅程上他一直尋找強大的賢者之石，希望以它的力量換回弟弟的身體。在最後他們與父親大人激戰一役，弟弟以自己為代價，令愛德華重拾當年同樣在人體鍊成時失去的手臂，得以戰勝父親大人。愛德華為了救回弟弟，於是再次去到真理面前，向它討回弟弟。

問題就在於：到底怎樣的代價才能換回一個人呢？賢者之石由人命製成，也許運用它可能真的可以換回弟弟，但這只是其中一個答案。愛德華選擇了另一個答案。他身為鍊金術師放棄了鍊金術，選擇以它為代價贖回弟弟。而真理就恭喜愛德華，告訴他已經戰勝自己。這看起來十分吊詭。鍊金術目的是獲得真理，但要獲得真理卻要放棄鍊金術，這到底是什麼緣由？

愛德華自言：「我一開始便是個普通人啊。是一個被變成合成獸的小女孩也救不了的渺小人物。恃着自己看過真理的東西便過分的自信、不斷失敗……受盡擺佈啊。」當人擁有了一定的智慧就會自以為是，自以為擁有小小見識等於所有，誰不知這一孔的見解一方面既開啟了人類把握世界的大門，但同時亦封限了世界 ── 世界就是你眼中大門的那般廣大。假如能夠放下前見，反而能夠獲得更多。

如果真理就等於世界的一切知識，那真正的「一切」並不是指一成不變的理解，而是不斷越限的理解。人始終是人，人始終要受限制。

無限不可能是全無限制全無邊界 ── 人太渺少了，理解事物往往需要為不同事物劃界，如此才能區分你我彼此，世界的模樣才得以形成。無邊無界的世界根本無法想像。所以人的無限只能是在限制中不斷超越，不斷去理解事物、分解之後又再構築，由一個限制走向另一個更深更廣的限制，那你才可以令自己看到的世界越來越豐富和深刻。而這就需要你不再固步自封，不斷去思考世界的可能性。古希臘德爾斐（Delphi）神廟刻了三句著名的箴言，其中一句是「認識你自己（γνῶθι σεαυτόν）」，還有一句常常最被忘記的是「凡事勿過度（μηδεν αγαν）」。自傲自大會困於自身，認識自己的有限和渺小，反而走得更遠。

鍊金術的世界不只得鍊金術，還有鍊丹術。以為鍊金術就是全部，那不過是一孔之見。愛德華就是不局限於有限的鍊金術，那才能戰勝真理。在故事的結局中，愛德華和弟弟就一個向東一個向西，到世界各地遊歷，要學習天下間的知識。世界如此廣闊，知識又豈會小於你的眼界？在有限中見無限，這才是真理。

一即全、全即一、我即你       

故事經常提到真理就是「一即全、全即一、我即你」。愛德華小時侯到一個荒島修練。極度飢餓下，他吃螞蟻果腹，由此明白到世間萬事萬物是一個循環。假如他沒有吃螞蟻，那他死後就會被螞蟻分解，而螞蟻又會被其他動物吃掉，萬事萬物互相滋養，所以在這個意義下，一即全、全即一、我即你。

但這只是其中一種解讀。也許，有一個世界獨立於人的理解之外，但不要緊，有限的人只能從自己的理解去把握世界。在這意義下，我的一己見解等於我見到的世界，這是一即全，全又是一，我就是你，我這小小的一，眼中亦是全個世界，主體的我與作為對像的世界就是我即你。

故事中常出現一句話，就是：

不要着急，不要停止思考，不要放棄活下去的念頭。

一旦停止思考，鍊金術師就會死去。或者這就是真理最好的表現，停止思考停止探索，世界就會停頓，只有不斷理解，分解，再構築，世界才會新而又新，一與全就在思考中擴展。

• 二千多年前，曾經有個叫蘇格拉底的人，因為荼毒青年而被判死，最終他把毒藥一飲而盡。好青年荼毒室中是一群對於哲學中毒已深的人，希望更多人開始領略、追問這世界的一切事物。在他們的帶領下，我們可能會發現我們習慣的一切不是這麼理所當然，從這一刻起接受好青年荼毒室的哲學荼毒吧！

本文轉載自好青年荼毒室（哲學部），鋼之鍊金術師 ── 真理是如何鍊成？

安德烈．林德(Andrei Linde)，史丹福大學物理系教授；永恆混沌暴脹之父。

「這個世界最不可理解之處，就是它竟然是可以理解的。」愛因斯坦這麼說過。尤金．維格納（Eugene Wigner）也指出類似的問題，他說數學不合理的有效性是「一個我們既不了解也不配擁有的美好禮物」。

為什麼我們生活在一個易於理解的宇宙中，且有些規則可以有效地預測我們的未來？

當然，常有一種回應是「就這樣啊」也就是上帝創造了宇宙，並使其足夠簡單便於我們理解。應該這麼輕易就放棄嗎？讓我們考慮其他幾個類似的問題。為什麼我們的宇宙如此之大？為什麼平行線不相交？為什麼宇宙的不同部分看起來如此相似？長期以來，這些問題似乎過於形而上而不被認真思考。然而現在暴脹宇宙為上述所有問題提供了一個可能的答案。

要了解這個議題，我們來看一下不可理解宇宙的案例，其中數學是無效的。假設宇宙處於所謂普朗克密度（Planck density）狀態： r~10⁹⁴ g/ cm³ 時，大於水密度的九十四次方。根據量子重力理論，這時空中的量子波動是如此大，所有的測量尺會以混亂且不可預知的方式快速彎曲、收縮、擴展，快到你量不出它們的距離，快到你來不及測到任何時鐘的時間。所有先前事件的紀錄都被消除，這樣就不可能記得、也不能記錄任何事情並預測未來。對生活在那裡的人（如果生命可以存在的話）來說，宇宙是難以理解的，數學定律也無法有效運用。

龐大密度的例子看起來有點極端，但其實並非如此。宇宙有三種基本類型：封閉型、開放型、平坦型。在炙熱的大霹靂中創造的典型封閉型宇宙，除非開始時有個巨大的規模，否則會在 10^-43 秒時崩塌為普朗克密度狀態。在大爆炸創造的典型開放型宇宙則會增長太快，以至於不可能產生星系，而我們的身體（如果我們幸運出生）將被立刻撕裂。在上述的任何一種宇宙中，沒有人可以居住其中，更不用說去理解。我們可以在一個平坦型或幾乎平坦型的宇宙享受生命（就是我們現在做的），除非有某些特殊事情（暴脹，見下文）發生，然後在大爆炸的瞬間，以難以置信的 10^-60 精確度，進行精細的初始條件微調。

萬有理論（Theory of Everything）的最熱門人選――弦理論的最新發展，顯示一個有更廣泛可能性但不可理解的宇宙。如果認為我們的宇宙是弦理論所描述的那樣，是否意味著我們能了解一切周遭的世界呢？考慮一個非常簡單的例子：水可以是液態、固態和氣態的。從化學上來看是同一物質，但是海豚只有被液態水環繞時，才能以自己的方式理解並活在這個宇宙當中。在這個例子中，我們只有三種選擇：液體，冰或蒸汽。

根據弦理論最新發展，環繞我們的世界大約有 10500 種（或以上）選擇。所有選擇都遵循同樣的基本理論。然而，每個選擇的宇宙卻像由不同的物理定律所支配；它們共同的根源則被隱藏起來。由於有太多不同的選擇，人們希望其中某些選擇能描述我們生存的宇宙。但多數選擇都會產生一個我們不能住、不能打造測量設備、不能記錄事件，也不能有效運用數學和物理來預測未來的宇宙。

當愛因斯坦和維格納嘗試理解為什麼我們的宇宙可以理解，而數學可以如此有效時，人們都假定這個宇宙是獨特且均勻，且物理定律沒有一處不同。這個假設稱作宇宙學原理。我們不知道為什麼宇宙無處不同，我們只覺得理所當然，認為愛因斯坦和魏格納所描述的問題應該能適用於整個宇宙。在此脈絡下，近期發展只會讓問題更加激化：如果一個典型的宇宙如我們所知的對生命充滿敵意，那我們能偶然活在一個生命可存在且能夠理解的宇宙，實在是幸運無比。看起來這的確像個奇蹟，就像「一個我們既不了解也不配擁有的美好禮物」。我們有辦法比依靠奇蹟再高明一點嗎？

在過去的三十年中，我們思考世界起源與世界整體結構的方式發生了深刻變化。首先是我們發現暴脹，早期宇宙指數型的快速擴張使得宇宙平坦，從而具備適於生活的潛力。此外，宇宙快速擴張使我們住的地方非常同質；因此我們為我們觀測到的宇宙均勻性找到了解釋。但是我們也發現，在非常非常大尺度（遠遠超出了約1010 光年）之下，因為空間爆炸性擴張所放大的量子效應，宇宙變得百分之百的不均勻。

在弦理論與暴脹宇宙學相結合的脈絡中，我們的世界與其說像個不斷擴大的對稱球體，更像是一個多重宇宙――指數成長的大泡泡的超大量集合。其中每個氣泡看起來都像一個宇宙，而現在我們所說的「宇宙」，是形容前面那個大集合中，巨大而局部均勻的各個小部分。在這源自弦理論之低能量物理的 10500 種不同定律中，每一種定律都在各自的宇宙中運作。

在這些宇宙中，有一些的量子波動是如此巨大，導致任何計算都不可能；在那裡數學是無效的，因為預測無法被記憶和使用。有一些宇宙的壽命太短；其他宇宙長壽但空蕩，它們的物理定律不允許任何實體的壽命長到足以學習物理和數學。

幸運的是，在眾多可能的多重宇宙中，有一些宇宙可能有我們所知的生命。但那必要的條件是，多重宇宙中我們所在的那部分，運行的物理定律要能形成穩定且長壽的結構，而讓計算得以進行，我們的生命才有可能存在。這意味著，要有能用來做長期預測的數學關係。人類的快速發展之所以能存在，只是因為在多重宇宙中我們生存的那一個地方，長期預測如此有用有效，才讓我們能在充滿敵意的環境中存活，並在與其他物種的競爭中獲勝。

總而言之（概括而論），暴脹的宇宙包含了無數個「宇宙」，有著各種可能的物理數學定律在其中運行。我們只能活在物理定律允許我們存在的宇宙，因為要存活，就要做出可靠的預測。換句話說，數學家和物理學家也只能活在可理解且數學法則有效的宇宙裡。

你可以不理會我上面寫的，就當做是胡亂猜測吧。但有趣的是，過去三十年來發展的新宇宙典範脈絡中，我們或許第一次能處理那困擾了20 世紀兩大科學家的那個最複雜而神秘的問題。

1 譯注：永恆混沌暴脹（eternal chaotic inflation）其中的「永恆暴脹理論」認為宇宙的暴脹會無止盡持續；而「混沌暴脹理論」認為暴脹所需的條件實際上非常普遍。

本文摘自《世界是這樣運作的：150位引領時代思潮的一流科學家與思想家，革新你對這世界的看法》，由夏日出版社出版。