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张大妈

古戈尔齿轮:为何宇宙能量也无法转动它?

源自新浪微博:我的昵称不记得了

02-27 12:51

有一台百齿齿轮机器,让第一个齿轮转完一圈所需的能量,竟超过了整个宇宙的总和。这件艺术品并非为了完成工作,而是将一个抽象到极致的数学概念——古戈尔,转化为可感知的物理现实。它用一种震撼的方式,揭示了指数增长的恐怖与人类认知的边界,迫使我们重新思考“大”的定义。

古戈尔齿轮:为何宇宙能量也无法转动它?智能速览

  • 这台机器由100个齿轮串联,每一级减速10倍。

  • 让最后一个齿轮转一圈,第一个需要转动古戈尔(10的100次方)圈。

  • 古戈尔比可观测宇宙中的所有原子总数还多一万亿亿倍。

  • 理论上,转动最后一个齿轮会迫使第一个齿轮超光速运动,违背物理定律。

  • 它将抽象的数学概念,转化为了可看可听的物理装置

古戈尔齿轮:为何宇宙能量也无法转动它?精华内容

这台看似简单的齿轮装置,其背后隐藏的数学规模却足以颠覆常识。它如何运作?又将我们对“大”的理解推向了何种极致?

无法完成的机器

荷兰艺术家Daniel de Bruin为庆祝自己活够10亿秒,花费三个月制造了这台机器。其原理极为简单:100个齿轮串联,每个齿轮的转速都是前一个的十分之一。这意味着,要带动最后一级齿轮转动一圈,第一个齿轮需要转动的圈数是1后面跟着100个零,这个数字就是“古戈尔”(10^100)。

这台机器的设计初衷,就是为了将这个抽象到无法想象的数学概念,变成一个物理上存在的、可观察的实体。

古戈尔的尺度

古戈尔(10^100)到底有多大?科学家估算,整个可观测宇宙中的所有原子总数大约是10的80次方。古戈尔比这个数字还要多一万亿亿倍。

因此,即使将全宇宙的物质按照爱因斯坦质能方程(E=mc²)完全转化为能量,也无法提供足够的能量让第一个齿轮完成古戈尔次的转动。这就是为什么说“全宇宙的能量都喂不饱这台机器”。

运动与静止

尽管能量需求无限,但机器确实在运转。电机驱动下,第一个齿轮每分钟转速高达数千。然而,从第十个齿轮开始,转动已慢到肉眼无法察觉。Daniel de Bruin坦言,他此生最多能看到前十个齿轮在动。

而第一百个齿轮虽然在物理上“正在”转动,其每次转动的角度却比原子核还要小75个数量级,在物理意义上等同于绝对静止。这种极致的运动与极致的静止并存,呼应了其前身——美国艺术家Arthur Ganson的“混凝土机器”,后者将一个两万亿年才转一圈的齿轮浇筑在了水泥中。

认知的天花板

这台机器的价值在于,它将人类大脑无法直观理解的指数增长,具象化为一场视觉与听觉的盛宴。人类大脑为处理线性问题而进化,面对指数级的增长时会天然失灵,这解释了为何我们对复利、病毒传播等现象常常感到意外。

古戈尔齿轮就像一面镜子,映照出人类认知能力的边界。宇宙虽大,终有边界;而数学构建的世界,却可以无限延伸。这或许是人类思想超越物理局限最浪漫的证明。

这台古戈尔齿轮机器的意义,远不止是一件机械艺术。它是一座桥梁,连接了抽象数学与物理现实,让我们直面认知的局限。它提醒我们,在宇宙的宏大叙事之外,还存在着一个无垠的数学世界,等待着人类用想象力去探索。下一个颠覆我们常识的,又会是哪个数字?

精选参考来源

【探秘猎奇的作品】全宇宙的能量都喂不饱这台机器,100个齿轮,转完一圈需要的能量比整个宇宙还多#古戈尔齿轮##涨姿势#有个荷兰人花了三个月,造了一台永远无法完成工作的机器。不是因为它坏了,而是要让它转完一圈,需要的能量比整个宇宙还多。你没听错,把太阳烧光,把银河系炸了,把所有黑洞榨干,都不够让这台机器完成一次运转。更离谱的是,这台机器现在正在转,而且每一个零件都运行完美。它到底是什么原理?为什么全宇宙的能量都喂不饱它?往下看,这玩意能彻底颠覆你对“大”这个字的理解。 造这台机器的人叫Daniel de Bruin。2020年3月1日下午两点五十二分,他算了一下自己活了多久,发现正好10亿秒,差不多31年零8个月。一般人过生日按年来算,这哥们非要按秒算,算完还想搞点大事情庆祝一下,于是他造了这么一台让人头皮发麻的机器:100个齿轮排成一排,用电机带着转。原理特别简单,简单到你一听就懂。 第一个齿轮转10圈,才能带动第二个齿轮转1圈;第二个转10圈,第三个才转1圈……就这么一级一级减速下去,一共100级。听起来也没什么了不起的对吧?那你猜猜看,要让最后那个齿轮转完整的一圈,第一个齿轮得转多少圈?答案是1后面跟100个零那么多圈,这个数有个专门的名字,叫古戈尔(Googol)。 古戈尔这名字的来历挺逗的。1938年有个美国数学家叫爱德华·卡斯纳,他想给这个巨大的数起个名,自己想破脑袋也想不出来,就随口问了自己9岁的外甥。小孩正看漫画呢,头也不抬说了句“able googol”,就这么定了。数学史上最大的数之一,名字是个9岁小孩随口瞎编的。 后来那个著名的搜索引擎也想用这名字,结果创始人注册域名的时候手一抖给拼错了,变成了Google。所以严格来说,谷歌这名字是个笔误,歪打正着。 回到正题,古戈尔到底有多大?我换几个说法你感受一下。科学家估算过,咱们整个可观测宇宙里所有的原子加起来,大概是10的80次方个。注意啊,是原子,组成物质的最小微粒,不是星星,不是沙子,不是分子,是原子。把930亿光年直径的宇宙拆碎了一个一个数,也就这么多。 而古戈尔是10的100次方,比宇宙里所有原子还多多少?一万亿亿倍。所以这台机器要完成一次工作循环,第一个齿轮转的圈数得比宇宙里的原子还多。这能量从哪来?你把整个宇宙的所有物质全部转化成纯能量,按爱因斯坦那个E等于mc²算,都不够用。这就是开头说的,为什么全宇宙的能量都喂不饱这台机器。 有人说,那这机器到底能不能动啊?能动,当然能动。Daniel给它接了电机,第一个齿轮转得飞快,一小时能转几千圈。但你顺着往后看,第二个齿轮明显慢了,第三个更慢,第四个、第五个越来越慢,到第十个左右,肉眼就完全看不出它在动了。 Daniel说过一句话特别有意思,他说他这辈子顶天了也就能亲眼看见十个齿轮在转动。至于最后那个第一百个齿轮呢?它当然也在“转”,物理定律告诉我们它必须在转。但这个转动小到什么程度?比一个原子核还小75个数量级。 原子核已经小到人类任何仪器都没法直接看到了,而这个转动角度比原子核还要小一亿亿亿亿亿亿亿倍,在任何物理意义上,它压根就没动过。 说到这我得提一下这玩意的祖师爷。1992年,有个美国动力雕塑艺术家叫Arthur Ganson,在MIT当过驻校艺术家。他做了一台类似的东西叫“混凝土机器”。12对蜗轮蜗杆,每级减速50倍,电机转速每分钟200转。算下来最后一个齿轮转完一圈要多久?两万亿年。 两万亿年什么概念?宇宙从大爆炸到现在才138亿年,太阳再烧100亿年就该熄火了,两万亿年够宇宙毁灭好几轮的。所以这哥们干脆把最后那个齿轮浇进了一块混凝土里。他的逻辑是:反正它这辈子下辈子下下辈子都不可能转,让它踏踏实实待着吧。 你想象一下那个画面:一头电机嗡嗡响,齿轮飞速旋转,充满了机械的力量感;另一头是一块灰扑扑的水泥疙瘩,里面埋着一个永远静止的齿轮,安静得像座坟。剧烈的运动和绝对的静止,就这么通过一串金属齿轮连在一起。 而Daniel把这个概念推到了极致,他用100个齿轮,做出了古戈尔比1的减速比。这时候咱们来做个思想实验:如果反过来,我去转最后那个齿轮让它带动前面的,会发生什么? 理论上你转最后那个一圈,第一个就得转古戈尔圈。只要最后那个齿轮稍微动那么一丢丢,第一个齿轮边缘的线速度就得超过光速。但爱因斯坦告诉我们,任何有质量的物体都不可能达到光速。所以实际结果是:你根本转不动它。不是齿轮卡住了,不是机械故障,是整个宇宙的物理定律不允许你转它。 来做几个对比,让你更直观感受一下古戈尔有多离谱。假设从宇宙大爆炸那一刻起你就坐那儿数数,一秒数一个,数到今天138亿年过去了,你数了多少?大概4乘以10的17次方。听着挺吓人?离古戈尔还差83个零呢。 再换个算法,让全世界80亿人一起数,从宇宙诞生数到现在,每人每秒数一个,所有人数过的数字加一块大概是10的27次方,离古戈尔还差73个数量级。 我再打个比方你就彻底明白了:一粒沙子和整个可观测宇宙比大小,差多少倍?大概差27个数量级,也就是一千亿亿亿倍,已经是人脑能想象的极限了。而我们全人类数了138亿年数出来的数和古戈尔之间的差距是70多个数量级。换句话说,我们离古戈尔的距离,比一粒沙子到宇宙边缘的距离还要远得多得多。 这台机器牛就牛在这儿,它把一个写在纸上毫无感觉的数学概念,变成了一个你能看、能摸、能听见声音的物理装置。你站在它面前,看着那一百个齿轮一字排开,第一个疯狂旋转嗡嗡作响,最后一个纹丝不动仿佛时间凝固,你就能真切地体会到什么叫“大到失去意义”。 我们人类的脑子是几百万年进化出来的,进化的目的是对付日常生活,打猎、采集、躲避猛兽。几个、几十个、几百个,这些数我们能理解,但指数增长这东西一上来我们就彻底傻眼了。这就是为什么复利投资、病毒传播、AI的发展速度这些事总是让人措手不及,因为我们的大脑天生就不是为理解指数而设计的。 古戈尔齿轮就像一面镜子,照出了人类认知的天花板在哪。我们能轻轻松松写下“10的100次方”这几个字,但我们永远没办法真正搞明白它到底意味着什么。 有句话我特别想说:宇宙很大,但数学更大。宇宙有边界,数学没有。我们这辈子可能走不出太阳系,但我们的思维可以触碰到宇宙都装不下的数字,这大概就是人类最浪漫的地方吧。#全网热点共创计划##微博中长视频扶持计划##三分钟视频助燃计划# 我的昵称不记得了的微博视频
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【探秘猎奇的作品】全宇宙的能量都喂不饱这台机器,100个齿轮,转完一圈需要的能量比整个宇宙还多#古戈尔齿轮##涨姿势#有个荷兰人花了三个月,造了一台永远无法完成工作的机器。不是因为它坏了,而是要让它转完一圈,需要的能量比整个宇宙还多。你没听错,把太阳烧光,把银河系炸了,把所有黑洞榨干,都不够让这台机器完成一次运转。更离谱的是,这台机器现在正在转,而且每一个零件都运行完美。它到底是什么原理?为什么全宇宙的能量都喂不饱它?往下看,这玩意能彻底颠覆你对“大”这个字的理解。 造这台机器的人叫Daniel de Bruin。2020年3月1日下午两点五十二分,他算了一下自己活了多久,发现正好10亿秒,差不多31年零8个月。一般人过生日按年来算,这哥们非要按秒算,算完还想搞点大事情庆祝一下,于是他造了这么一台让人头皮发麻的机器:100个齿轮排成一排,用电机带着转。原理特别简单,简单到你一听就懂。 第一个齿轮转10圈,才能带动第二个齿轮转1圈;第二个转10圈,第三个才转1圈……就这么一级一级减速下去,一共100级。听起来也没什么了不起的对吧?那你猜猜看,要让最后那个齿轮转完整的一圈,第一个齿轮得转多少圈?答案是1后面跟100个零那么多圈,这个数有个专门的名字,叫古戈尔(Googol)。 古戈尔这名字的来历挺逗的。1938年有个美国数学家叫爱德华·卡斯纳,他想给这个巨大的数起个名,自己想破脑袋也想不出来,就随口问了自己9岁的外甥。小孩正看漫画呢,头也不抬说了句“able googol”,就这么定了。数学史上最大的数之一,名字是个9岁小孩随口瞎编的。 后来那个著名的搜索引擎也想用这名字,结果创始人注册域名的时候手一抖给拼错了,变成了Google。所以严格来说,谷歌这名字是个笔误,歪打正着。 回到正题,古戈尔到底有多大?我换几个说法你感受一下。科学家估算过,咱们整个可观测宇宙里所有的原子加起来,大概是10的80次方个。注意啊,是原子,组成物质的最小微粒,不是星星,不是沙子,不是分子,是原子。把930亿光年直径的宇宙拆碎了一个一个数,也就这么多。 而古戈尔是10的100次方,比宇宙里所有原子还多多少?一万亿亿倍。所以这台机器要完成一次工作循环,第一个齿轮转的圈数得比宇宙里的原子还多。这能量从哪来?你把整个宇宙的所有物质全部转化成纯能量,按爱因斯坦那个E等于mc²算,都不够用。这就是开头说的,为什么全宇宙的能量都喂不饱这台机器。 有人说,那这机器到底能不能动啊?能动,当然能动。Daniel给它接了电机,第一个齿轮转得飞快,一小时能转几千圈。但你顺着往后看,第二个齿轮明显慢了,第三个更慢,第四个、第五个越来越慢,到第十个左右,肉眼就完全看不出它在动了。 Daniel说过一句话特别有意思,他说他这辈子顶天了也就能亲眼看见十个齿轮在转动。至于最后那个第一百个齿轮呢?它当然也在“转”,物理定律告诉我们它必须在转。但这个转动小到什么程度?比一个原子核还小75个数量级。 原子核已经小到人类任何仪器都没法直接看到了,而这个转动角度比原子核还要小一亿亿亿亿亿亿亿倍,在任何物理意义上,它压根就没动过。 说到这我得提一下这玩意的祖师爷。1992年,有个美国动力雕塑艺术家叫Arthur Ganson,在MIT当过驻校艺术家。他做了一台类似的东西叫“混凝土机器”。12对蜗轮蜗杆,每级减速50倍,电机转速每分钟200转。算下来最后一个齿轮转完一圈要多久?两万亿年。 两万亿年什么概念?宇宙从大爆炸到现在才138亿年,太阳再烧100亿年就该熄火了,两万亿年够宇宙毁灭好几轮的。所以这哥们干脆把最后那个齿轮浇进了一块混凝土里。他的逻辑是:反正它这辈子下辈子下下辈子都不可能转,让它踏踏实实待着吧。 你想象一下那个画面:一头电机嗡嗡响,齿轮飞速旋转,充满了机械的力量感;另一头是一块灰扑扑的水泥疙瘩,里面埋着一个永远静止的齿轮,安静得像座坟。剧烈的运动和绝对的静止,就这么通过一串金属齿轮连在一起。 而Daniel把这个概念推到了极致,他用100个齿轮,做出了古戈尔比1的减速比。这时候咱们来做个思想实验:如果反过来,我去转最后那个齿轮让它带动前面的,会发生什么? 理论上你转最后那个一圈,第一个就得转古戈尔圈。只要最后那个齿轮稍微动那么一丢丢,第一个齿轮边缘的线速度就得超过光速。但爱因斯坦告诉我们,任何有质量的物体都不可能达到光速。所以实际结果是:你根本转不动它。不是齿轮卡住了,不是机械故障,是整个宇宙的物理定律不允许你转它。 来做几个对比,让你更直观感受一下古戈尔有多离谱。假设从宇宙大爆炸那一刻起你就坐那儿数数,一秒数一个,数到今天138亿年过去了,你数了多少?大概4乘以10的17次方。听着挺吓人?离古戈尔还差83个零呢。 再换个算法,让全世界80亿人一起数,从宇宙诞生数到现在,每人每秒数一个,所有人数过的数字加一块大概是10的27次方,离古戈尔还差73个数量级。 我再打个比方你就彻底明白了:一粒沙子和整个可观测宇宙比大小,差多少倍?大概差27个数量级,也就是一千亿亿亿倍,已经是人脑能想象的极限了。而我们全人类数了138亿年数出来的数和古戈尔之间的差距是70多个数量级。换句话说,我们离古戈尔的距离,比一粒沙子到宇宙边缘的距离还要远得多得多。 这台机器牛就牛在这儿,它把一个写在纸上毫无感觉的数学概念,变成了一个你能看、能摸、能听见声音的物理装置。你站在它面前,看着那一百个齿轮一字排开,第一个疯狂旋转嗡嗡作响,最后一个纹丝不动仿佛时间凝固,你就能真切地体会到什么叫“大到失去意义”。 我们人类的脑子是几百万年进化出来的,进化的目的是对付日常生活,打猎、采集、躲避猛兽。几个、几十个、几百个,这些数我们能理解,但指数增长这东西一上来我们就彻底傻眼了。这就是为什么复利投资、病毒传播、AI的发展速度这些事总是让人措手不及,因为我们的大脑天生就不是为理解指数而设计的。 古戈尔齿轮就像一面镜子,照出了人类认知的天花板在哪。我们能轻轻松松写下“10的100次方”这几个字,但我们永远没办法真正搞明白它到底意味着什么。 有句话我特别想说:宇宙很大,但数学更大。宇宙有边界,数学没有。我们这辈子可能走不出太阳系,但我们的思维可以触碰到宇宙都装不下的数字,这大概就是人类最浪漫的地方吧。#全网热点共创计划##微博中长视频扶持计划##三分钟视频助燃计划# 我的昵称不记得了的微博视频

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