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。
想像一個大箱子,往裡扔一個有彈性的彈珠,那麼這個彈珠會在箱子內不停地彈來彈去,我們隨機選取一個時刻暫停,這個時候開始測量數據,彈珠受到多大的力,力的方向,箱子內壁的摩擦係數,空氣阻力等等所有的數據全部測量好,那這個彈珠的未來你將可以完美預測,它接下來會被彈到哪裡,何時會禁止下來等等,你可以預測未來了。甚至你還可以回顧過去,這個彈珠之前的軌跡在你眼裡也將一覽無遺。這個其實就是拉普拉斯妖的核心。如果一個惡魔可以知曉整個宇宙中每一個粒子的信息,那麼整個宇宙對於它來說都是可以預測和反推的。那我們也得到了一個信息,這個宇宙的未來是註定的,只是人類沒辦法去獲取那麼多信息。只要獲取的信息足夠多,就可以精準地預測未來。
這個理論基於牛頓的經典力學,當時人類利用它已經預測了很多信息,比如太陽系行星的運轉,海王星的發現等等,經典力學讓人們有一種錯覺,這個宇宙中的所有事物,都是可以被精準預測的,而拉普拉斯妖則是這一理論的極限。當「人」我們本身被當作可以預測的以後,很多科學家開始迷茫了,他所學習的科學告訴他,他未來的一切都是註定的,他這一輩子從宇宙大爆炸的那一刻起就被註定了,對於很多人來說,這是沒有辦法接受的事。如果是你,你能接受這樣的事嗎?
熱力學定律
所有人都在奮力反駁自己未來被註定,熱力學第二定律稍微拯救了一下世界。
現在給你一個漏鬥,你在這個漏鬥口上任意位置扔粒沙子,這個沙子最終都會通過漏鬥細長的管道中,而你計算管道中沙子的信息沒有辦法計算出沙子在漏鬥口中經過了怎樣的運動,在這個過程中,信息是會丟失的,或者說這些信息被轉化成了熵。這個結論對於拉普拉斯妖是一個沉重打擊,但並不是絕對性的,熵的產生不可逆,最多只是在推算過去有影響,但是對於未來還是可以預測的。
量子力學它來了
在正義君之前的文章中有詳細的介紹光的雙縫幹涉實驗。我們可以通過它知道,科學家發現在微觀世界中,粒子充滿了不確定性,當同樣的因沒辦法得到同樣的果,再沒有誰敢提精準預測。預測當然還可以,電子哪怕不確定它的位置,但是它還一定在原子的核外空間內,只是預測就真的變成了可能。
拉普拉斯妖作為科學界的四大神獸,在提出的當時成了無數科學家身上的一座山,被壓得喘不過來氣,可又沒辦法去反駁,但這就是科學的魅力,科學是可以證偽的,科學為何強大,因為它每時每刻都在更新,不斷更改錯誤。
雙縫實驗證明未來可以預測?為何科學家很恐懼實驗結果
你相信命運嗎?宿命論居然還有科學依據