拉普拉斯妖真實存在嗎?100多年後,牛頓的觀點終於被認可

2021-01-17 朝秦暮楚1

筆者:三體-小遙 


  在很多科幻作品中,人們都發揮了無盡的想像力,曾經有科學家認為,宇宙中或許存在一種智慧生命體,是類似於「惡魔」的存在,它們能夠準確的了解宇宙中每一個原子位置和信息,從而對所有發生和未發生的事件進行演示,對宇宙中的一切了如指掌。

人們為這種想像中的智慧生命體起了一個名字——拉普拉斯妖,聽起來就十分恐怖,科學家們試圖驗證相關觀點。即便人們並不希望拉普拉斯妖真實存在,因為這意味著我們所做的一切都是徒勞的,命運也真實存在。然而宇宙巨大的尺度卻向我們表明,一切皆有可能。

實際上,關於拉普拉斯妖的說法早在1814年就已經出現,並且在當時的科學界引起了巨大的轟動。因為根據牛頓經典力學的相關理論,事物是可逆的,那拉普拉斯妖能夠準確了解原子動態的說法也就有了一定的依據。

隨後有人將想像中的拉普拉斯妖通過繪畫的方式展現出來,一個無頭無尾的特殊生物,與某些宗教中的圖案有很多相似之處。

根據人們對拉普拉斯妖的相關描述,我們可以想像這是一個十分高級的物種,它是智者一般的存在,宇宙萬物在它面前只有來去,並沒有實質性的意義。這無疑支持了宿命論,一旦證實拉普拉斯妖的存在,人們將備受打擊。

但是近年來,有科學家通過量子力學以及相關理論發現,牛頓經典力學並不適用於此。粒子物理以及熱力學理論都向我們證明,萬事萬物都是不可逆的,即便拉普拉斯妖存在,也無法逃避熵增的過程。

也就是說,不可逆、熵增以及熱力學相關定律都否定了拉普拉斯妖的存在,這個概念本身存在漏洞,但是由於當時人們的認知水平有限,無法一一指出。

隨著量子力學的不斷發展,我們漸漸能夠認識到微觀宇宙,電子的位置是不確定的,所以拉普拉斯妖無法準確預知未來,也就失去了存在的意義。

對人類來說,這是十分幸運的事情,宿命論雖然有一定的可取之處,但是仍然有很大一部分人不支持相關說法。未來把握在自己手中,只有盡力爭取,才會讓生命更有意義。

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    拉普拉斯妖,能夠預測宇宙未來的「智者」,是否真的存在什麼是拉普拉斯妖,這位能夠預測宇宙未來的「智者」是否真的存在呢?拉普拉斯妖是一個著名的思想實驗,由法國學者拉普拉斯於1814年首次提出。值得一提的是,在最初的敘述中,拉普拉斯沒有使用「妖」一詞,而是使用了「智者」。基於經典力學,拉普拉斯假設一個智者能夠掌握整個宇宙中每個粒子的瞬時位置和速度。根據牛頓力學定律,他可以預測未來任何時候的粒子狀態,也可以計算過去任何時候的粒子狀態。為什麼會有這樣的決定論?在18世紀,人們沒有研究微觀世界。在日常生活中,牛頓力學是世界聞名的!
  • 宇宙並不是一成不變的,存在的不確定性,消滅了「拉普拉斯妖」
    於是有觀點認為,如果未來出現一種可以預測所有事物發展方向的儀器,是不是就可以認為宇宙是被提前編排好的呢?實際上,早在上個世紀,就已經有科學家提出了類似的觀點,人們還將其命名為「拉普拉斯妖」。據悉,「拉普拉斯妖」的概念其實是在說,宇宙中存在一種妖怪,可以知道萬事萬物的起源和發展方向,它擁有超強的計算能力,遠遠勝過人類的超級計算機,不僅能夠了解宇宙中每個粒子的位置,還可以感知所有能量的流動方向。這完全顛覆了人們的認知,並且是我們很難接受的一種觀念。
  • 拉普拉斯妖:通曉宇宙一切,深知過去未來,最終被量子力學終結!
    聲明:本文一切資料來源於網絡和書籍(若侵則刪),而本人非專業人士,所寫內容僅代表個人觀點,也可能會有錯漏。本意為和大家分享交流,歡迎大家指正和補充,不喜勿噴,謝謝!大家好,我是舒宜昂。今天我們來聊一聊拉普拉斯妖。(文章最後有我個人對文章重點的總結,趕時間的話可以直接跳到最後面看總結。)
  • 拉普拉斯妖,通過牛頓公式推算萬物,最終敗倒在誰的腳下?
    這就是拉普拉斯妖於人腦的碰撞。雖然拉普拉斯妖以失敗告終,但仍不能改變它對物理界的影響。19世紀初,一個想像的生命智慧體拉普拉斯妖誕生於皮艾爾.西蒙.拉普拉斯手中,拉普拉斯妖與其說是神獸還不如說是魔鬼,他神通廣大無所不知,無所不曉。只要他樂意他就可以知道宇宙中的任何一件事情。
  • 拉普拉斯妖:未來早已註定,每個人都是機械宇宙的傀儡
    世界萬物都有其發展規律,愛因斯坦的相對論雖然推翻了牛頓的絕對時空觀,卻仍保留了嚴格的因果性和決定論。牛頓去世後,經典力學在描述世界上產生了巨大的成功,人們逐漸的相信世界是可以用物理定律機械地描述的。比較極端地就是拉普拉斯,他在牛頓機械宇宙觀之上,提出了拉普拉斯信條。
  • 物理四神獸——拉普拉斯的妖
    —Pierre Simon Laplace, A Philosophical Essay on Probabilities拉普拉斯假基於經典力學,假設了一個智者,他能掌握全宇宙中每一個粒子的瞬時位置和速度,根據牛頓力學定律,就可以預測出未來任意時刻粒子的狀態,同時也能推算出過去任意時刻粒子的狀態。當然,目前的物理學表明這樣的一位智者是不可能存在的,下面從幾個方面進行討論。
  • 我們的世界究竟是不是被模擬出來的,拉普拉斯妖存在麼?
    這位智者就是拉普拉斯妖,隨著熱力學,量子力學的發展,人們知道僅僅掌握牛頓力學是不足以構建整個宇宙的。 可以預想,拉普拉斯妖或者類似的系統必然會出現,人類或許會建造許多拉普拉斯妖,甚至在拉普拉斯妖的模擬之中,模擬出的智慧生命還會繼續創造拉普拉斯妖。 簡單概括,拉普拉斯妖的世界,可以是並聯的,即同時建造許多個模擬世界,也可以是串聯,模擬世界創造出模擬世界。
  • 科學與假說:拉普拉斯妖
    反過來說,如果具備相應的計算能力,就能測量出未來嗎?按照傳統的觀念,的確是可以測量的!不管粒子數量有多少,只要知道當年粒子的狀態和所有粒子之間的相互作用,那麼就可以推算所有粒子的過去和未來。當此時的樣本數為整個宇宙時,我們做的推算,就是在推算整個宇宙的過去和未來。這麼一看,其實整個未來都是註定的!
  • 人類是程序嗎?測不準原理完勝拉普拉斯妖,一切已註定
    我們是否可以提出這樣一個猜想:如果有這樣的怪物,它具有足夠的計算能力,並且知道宇宙定律中所有物質的運行,知道每個基本粒子的位置和速度,並計算所有能量的流量,那麼這個怪物會理解宇宙的過去和未來嗎?該怪物被稱為「拉普拉斯妖」。
  • 能預知宇宙未來的拉普拉斯妖,真的是量子力學的終結者?
    一位叫做皮埃爾·西蒙·拉普拉斯的數學家,是拿破崙的內政部長,他根據牛頓定律以及概率學,創造了一個名為「拉普拉斯」的妖怪,這個妖怪能夠洞察宇宙中的一切,能夠知曉過去,同時也能夠預知未來,這就意味著「拉普拉斯妖」將會是量子力學的終結者。
  • 宇宙已註定,人類是程序嗎?測不準原理是如何幹掉拉普拉斯妖的?
    假如拉普拉斯妖真的存在,那就意味著宇宙的整個演化史,就是一部早已安排好劇情的電影,宇宙的未來和過去就是固定的,未來和過去都是沒有意義的。拉普拉斯妖是由法國數學家皮埃爾-西蒙·拉普拉斯於1814年提出的一種科學假設,是基於牛頓經典力學的可逆過程而提出的。在經典力學裡,只要我們能夠改變時間參數,就能夠讓一切都倒轉。
  • Oh My God,原來是一個這樣的拉普拉斯,宇宙中的惡魔拉普拉斯妖
    拉普拉斯這裡所說的「智者」即後人所謂的「拉普拉斯妖」或「拉普拉斯的惡魔」。簡單的說,就是此「惡魔」知道宇宙中每個原子確切的位置和動量,能夠使用牛頓定律來展現宇宙事件的整個過程,過去以及未來。因此所有人甚至宇宙的未來是已經被「決定」了的。從科學研究的歷史上看,在量子力學問世之前基本上科學界都是相信決定論的。
  • 數學大師,宇宙中的惡魔拉普拉斯妖
    02 "拉普拉斯妖"說到拉普拉斯,就不得不提到"拉普拉斯妖"。"因此,拉普拉斯妖其實是不能長期精準地預測未來的。也可以從另一個角度解釋:拉普拉斯妖在推演未來的時候要不斷地,幾乎是瞬時地把自己為了推斷世界而付諸的額外行為加入到推演的過程中——也就是說,世界的可預測性,因為拉普拉斯妖試圖推斷世界的這個額外變量的加入被破壞了(比如拉普拉斯妖的大腦因思考而發生改變),因為拉普拉斯妖本身也是這個世界的一部分,因此最終會對世界的運行產生影響。
  • 物理四大神獸之拉普拉斯妖,控制宇宙命脈?看科學界怎麼說
    如果說芝諾的龜和麥克斯韋的妖只是單方面的控制,那接下來的拉普拉斯的妖一定會讓你感到詭異,因為拉普拉斯的妖控制的將會是任何事物的過去和未來,是不是不敢相信?那什麼是拉普拉斯的妖呢?科學界該如何詮釋它?智慧的妖精如何而來?拉普拉斯的妖是數學家拉普拉斯的一種猜想。
  • 「人生難得幾回搏」的誤區&決定論的拉普拉斯妖
    Hu卷首語:本期在Health領域,將給大家介紹一篇關於人體精力消耗存在一個極限的新聞報導,可以給將要高考,考研或者準備來一次「人生難得一回搏」的朋友提供了一個參考。在物理學領域,為大家介紹了非常有名的拉普拉斯妖,它誕生於18世紀。1687年誕生的牛頓力學震撼了歐洲的知識分子。牛頓在歐洲的知識界中的地位像神一樣,法國的哲學家伏爾泰對他就頂禮膜拜。牛頓力學的一個特點就是他的決定論,告訴你了宇宙中所有質點的位置和它的運動狀況(速度,受力狀況)。那麼這個宇宙中將來所有的一切,甚至過去,都是已經確定的。這就是所謂的決定論。
  • 科學界的四大神獸:壓在科學家頭上的拉普拉斯妖是如何被推翻的
    今天我們要和大家聊一聊科學界的四大神獸,拉普拉斯妖。很多人沒聽過這個名字,但是對於它的理論大家應該都或多或少地接觸過,因為它是基於傳統力學,我們理解起來也非常容易。世界萬物一切早已註定拉普拉斯妖其實就是法國數學家拉普拉斯提出的一個假設實驗,拉普拉斯妖引發了很多人的思考,甚至可以說顛覆了一些科學家思想,也是決定論的重要體現。
  • 拉普拉斯妖是個什麼鬼?
    小說中的高斯還向他那笨拙的兒子歐根解釋,偶然根本就是一個測量的問題:當你站得足夠近,你可以發現事物運轉背後的精妙機制;當你站到足夠遠,你能夠看見萬物運行的整體輪廓。而所謂偶然,不過是因為你恰好站在了一個不遠又不近的尷尬位置。沒有證據顯示真實世界裡的高斯講過這番話。但毫無疑問,這就是19世紀智者的心聲。
  • 拉普拉斯的決定論是錯誤的,太陽系本質上是混沌未知的
    太陽系已經存在了50億年,這樣一個龐大的聯合系統為什麼能夠如此穩定而長久地存在呢?科學家們是相當困惑的。早在牛頓的時代,人們就已經發現,木星在緩慢地進行螺旋向內運動,而土星則逐漸向外,照這樣下去,幾萬年之後太陽系就會崩潰。
  • 拉普拉斯的傳奇人生
    1749年3月23日,拉普拉斯生於法國西北部卡爾瓦多斯的博蒙昂諾日。關於他的家庭出身,史料存在爭議,有的說他出身貧寒,需要接濟才能生活;也有的說他父親是農場主,家庭生活富裕;還有的說他父親擔任地方公務員,做蘋果酒貿易生意。反正也不知道誰對誰錯,無可考證。但是,拉普拉斯從小就顯現出數學方面的才華,這是公認的。
  • 宿命真的存在嗎?為什麼連愛因斯坦都認為「一切都是安排好的」?
    決定論這事要從牛頓說起,牛頓被認為是經典物理學的奠基人,他發表的《自然哲學的數學原理》可以說是經典物理學的起點,奠定了科學的範式。在牛頓之前,人們從來沒有想到過利用一個理論來描述世界,並且還可以準確預言各種物理學現象。但牛頓力學和萬有引力定律確實做到了,這刷新當時人們的三觀。