脑洞大开，宇宙与大脑竟然有很多相似之处( 二 )
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E. Zunarelli医生，摩德纳大学医院（右）：宇宙模拟的一部分，每边延展3亿光年。（Vazza et al. 2019 A&A）
根据切片维度不同，结构上的相似度并不总是很明显。但是在40倍放大倍数下的脑组织，研究者开始发现结构上的相似性。40倍放大代表着大脑中0.01-1.6mm大小和宇宙中1-100百万秒差距。现在，神经网络表现出与星系簇的相似性。更进一步来说，这种相似性可以通过两种工具客观地测量和比较。第一种是“网络中心度”，这种方法通过测量给定网络的连接长度和联系等级。某个神经的核心或者中心的半径比轴突和树突的长度小很多。类似的，星系群的半径比连接网长度小很多。为了客观对比这两种网络的第二种方法是“杂波系数”，用来衡量到每个连接节点（神经元或者星系群）的相邻结构的数量，并且在网络中以随机水平对比这些结构。这种比较对比了两个网络中的组织性和随机性。
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瓦兹和费雷蒂（2020) Figure 3: “顶板：顶部面板:放大我们示例中的三个网络示例的节点间重建连接的细节(蓝色线条，叠加在密度对比图上)。底部面板:各片的杂波系数和网络中心分布”
“这个宇宙有多大”– 弗雷泽凯恩
今日宇宙运用这些维度的技术，瓦兹和费雷蒂发现了大脑和宇宙“显著的”相似之处。他们还发现，与其他生物和物理结构(包括树的枝干，云的形成动力学或水的湍流)相比，这些网络更像对方。这些其他生物和物理结构分散在大自然中。分形模式是自我重复的，并且无论你观察它们的维度如何，它们看起来都是一样的。相比之下，宇宙在小维度和大维度下看起来完全不同。星系和太阳系和它们所创造的宇宙网看起来并不相似。同理，在不同维度下观察，大脑也并不像神经网络。就如何组织自身而言，维度本身可能对这些结构的建造很重要。
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这些图片中一个是大脑一个是宇宙，你能告诉我分别是哪一个吗？
研究人员总结他们的发现“暗示了一个事实，即尽管在空间纬度上存在巨大差异的两个系统，但可以从完全不同的物理过程的相互作用中产生相似的网络结构，从而引起相似水平程度的复杂性和自组织”。
换句话说，像大脑和宇宙这样的网络可能共有相似但在大小上完全不同且由不同过程形成（重力vs生物）的结构，但也有可能是某种事物导致了他们以相似的方式进化与成长。
这种“曼德尔布罗特变焦”是一个无论用什么尺度观察看起来都是相似的分形图案，它不像大脑和宇宙那样在不同尺度上呈现出来却十分的不同。研究人员注意到，在大脑和宇宙网络之间还具有两个有趣的相似之处。
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第一个是他们的组成成分比率。大脑77%是水，而类似的，宇宙网络73%是暗能量，水和暗能量并不属于网络本身的一部分，而是被视为被动式材料和被动式能源。被动式材料与能源的存在和比率可能与这些网络如何形成相关。
第二个吸引人的相似之处在于绘制仿真宇宙模型所要求的计算机数据量与理论上人类大脑记忆存储极限量不相上下。模拟可观测宇宙在宇宙网络变得明显的这一尺度上的演化需要1-10拍字节 （1拍字节=1000太字节（TB））之间的数据量。据估计，人脑总体存储容量大约是2.5拍字节。理论上，一个人可以存储相当一部分可观测宇宙结构……在他们的脑子里。或者，甚至更令人叹为观止的是，理论上，宇宙网络可以存储人类一生的经历的数据。
哈勃极端深空视场（XDF）影像展现了有史以来拍摄到的5500个最遥远的星系。——NASA / ESA
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宇宙网络和大脑之间既有相似又有不同。我们在研究大脑时使用的样本是大脑皮层，但是整个大脑的物质并不是均匀分布的。大脑中不同的部分有不同的用途，而宇宙的关键特征是：它在几乎所有方向上具有均一性。大脑中神经元之间可以传递感官信息，而宇宙中则有链接用来传输能量和物质。Vazz和Feletti希望他们的研究能够激励人们，以促进算法的发展，从而发现大脑与宇宙之间的更多相似之处。也许将来我们可以了解到，即使两个网络产生的过程完全不同，有一种情况却可以导致它们变得相似。
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