我們宇宙的未來是否早已註定,不確定性原理如何推翻拉普拉斯妖

2020-11-26 太空記

我們宇宙的未來是否早已註定，不確定性原理如何推翻拉普拉斯妖

冥冥之中自有定數，其實說的就是未來都是註定的，但這句話肯定是不科學的。我們宇宙的未來是否註定，不確定性原理推翻拉普拉斯妖。

我們之前講過拉普拉斯妖是一個著名的思想實驗，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，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，也就是一切都是註定的。而海森堡提出了著名的「不確定性原理」:這個理論意味著不能同時知道粒子的位置和速度。

粒子位置的不確定性必須大於或等於普朗克常數除以4 π，這表明微觀世界中的粒子行為與宏觀世界中的非常不同。此外，不確定性原則涉及許多深刻的哲學問題。在因果定律中，「如果確切地知道現在，你就能預見未來」，得到的不是結論，而是前提。原則上，我們現在不能知道所有的細節。該原理表明，微粒的某些物理量不能同時具有某些值。一個量越確定，另一個量就越不確定。

對於不同的情況，不確定性的內涵也是不同的。它可以是觀察者缺乏一定量的信息程度，一定量的測量誤差，或綜合相似準備系統的統計擴散值。1927年，維爾納·海森堡發表了一篇關於量子理論運動學和力學物理內涵的論文，對這一原理給出了最初的啟發式闡述，希望能成功地分析和表達簡單量子實驗的物理性質。所以這個原理也被稱為「海森堡測不準原理」。能量與時間、角動量與角度之間也存在類似的不確定性關係。

由於不確定性原理是量子力學的基礎理論，許多一般性實驗經常涉及到一些有關它的問題。一些實驗將專門研究這個原理或類似的原理。例如，在光譜學中，激發態的壽命是有限的。根據能量時間不確定性原理，激發態沒有確定的能量。每次衰變釋放的能量略有不同。也就是說，量子世界的精確性，甚至宇宙的宏觀非線性運動，都不是我們能夠掌握的，不確定性原理是必然事件。

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  • 拉普拉斯妖:未來早已註定,每個人都是機械宇宙的傀儡
    拉普拉斯信條是指假定如果有一個智能生物能確定從最大天體到最輕原子的運動的現時狀態，就能按照力學定律推算出整個宇宙的過去狀態和未來狀態。拉普拉斯信條的誕生放出了物理學界的四大神獸之一——拉普拉斯妖。拉普拉斯指出：我們可以把宇宙現在的狀態視為其過去果以及未來的因。
  • 測不準原理完勝拉普拉斯妖,一切已註定
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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。因為我們幾乎可以看到運動現象，所以定律可以用牛頓力學來解釋。這個猜想的命題無疑令人恐懼。想像一下，如果有一個如此可怕的生物知道一切，包括過去和未來，那麼我們每個人從一開始就註定了，甚至在開始之前，完全是宿命論。幸運的是，在拉普拉斯妖之後，現代量子力學的解釋對拉普拉斯妖的理論基礎提出了質疑。
  • 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。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。
  • 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。
  • 掌控未來的妖怪——拉普拉斯妖
    人類對不可預測的未來總是充滿著無窮的幻想，同時對於掌控未來的欲望也日漸高漲，那麼宇宙中是否真的存在著這樣一個能夠洞悉一切且能夠預知未來的生物呢
  • 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。
  • 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。
  • 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」
    筆者：三體-小遙 隨著科學技術的不斷發展，人們擁有更加先進的儀器支持，我們除了可以預測未來幾天的氣象變化之外，還能夠對天體的運行規律進行測算。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？
  • 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。
  • 科學與假說:拉普拉斯妖
    此時，我們將粒子數量調整四個，這使得計算變的更加複雜了，但是我們仍然可以計算出粒子的過去和未來，此時我們仍然說粒子的過去和未來是註定的。那麼，當粒子增加到無窮多，需要我們計算整個宇宙的粒子變化的時候呢？此時的計算完全超出了人類目前的認知範圍，於是人們說未來不可測。
  • 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
    「拉普拉斯妖」是著名的物理學四大神獸之一，另外三隻分別是：薛丁格的貓、芝諾的烏龜、麥克斯韋的妖精。「我們可以把宇宙現在的狀態視為其過去的果以及未來的因。如果一個智者能知道某一刻所有自然運動的力和所有自然構成的物件的位置，假如他也能夠對這些數據進行分析，那宇宙裡最大的物體到最小的粒子的運動都會包含在一條簡單公式中。對於這智者來說沒有事物會是含糊的，而未來只會像過去般出現在他面前。」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」。
  • 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!
    在研究天體問題的過程中，他創造和發展了許多數學的方法，以他的名字命名的拉普拉斯變換、拉普拉斯定理和拉普拉斯方程，在科學技術的各個領域有著廣泛的應用。其實最初拉普拉斯妖的擬態是一個智者，並非是妖。拉普拉斯提出這個假想的原文是：我們可以把宇宙現在的狀態視為其過去的果以及未來的因。
  • 餵,這裡有一隻拉普拉斯妖!
    拉普拉斯妖的能力是準確知道整個宇宙中所有原子的確切位置和確切動量，如果他能夠由此計算，便可以由此通過經典力學推導出整個宇宙的任意過去和未來。所謂準確，就是誤差無限小（無限趨近於0），而所謂任意過去和未來就是指任意時間點時整個宇宙的狀態（所有原子的確切位置和動量）。
  • 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
    之前我們介紹了物理四大神獸芝諾的龜和麥克斯韋的妖，一個控制時間進入邏輯怪圈，一個控制能量流向。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？
  • 拉普拉斯之妖，主宰人類命運的神祇
    拉普拉斯妖的誕生「我們可以把宇宙現在的狀態看作是它歷史的果，和未來的因。，那麼，在它看來，宇宙中每一個粒子的未來都是可以精確預測的，每一個粒子都有一個註定的命運。既然每個粒子的命運都是註定的，那麼這些粒子所組成的宏觀事物，石頭、山水、飛禽走獸、行星、恆星、星系，等等一切，這些事物的命運也就是註定的 – 既然拉普拉斯之妖可以準確預測出你的每一個組成部分，那麼你作為整體當然也就確定了。那麼，整個宇宙的一切命運全部不言而喻地難逃那個註定的命運。
  • 拉普拉斯妖與薛丁格的貓
    所以這個拉普拉斯妖是什麼？從百度上查看，拉普拉斯提出過，已知存在一個神明，熟知宇宙所有粒子的位置和動量，並通過公式對這些數據進行分析，能夠準確預測一切未來。世人把這個稱之為，拉普拉斯妖。有資料說拉普拉斯妖與量子力學的測不準原理違背，而且這個決定論太扎眼，因此被當成笑話對待了。
  • 關於拉普拉斯妖，你了解多少？
    在了解拉普拉斯妖錢，我們得先了解拉普拉斯。拉普拉斯堅信決定論，他在他的概述論（Essai philosophique sur les probabilités）導論部分寫道：「我們可以把宇宙現在的狀態視為其過去的果以及未來的因
  • 物理四神獸——拉普拉斯的妖
    但是，最開始的時候無論你怎麼滴入這滴墨水，最終都能達到這樣的狀態，或者說，如果已知一個充分混合後的墨水狀態，通過時間反演，我們無法得到最開始的狀態。這個過程也存在信息的損失。以上的結論基於一個經典的宇宙觀，即宇宙是閉合的。而根據目前的觀測，我們的宇宙是一個開放的宇宙，也就是說熵+信息的總量是隨著時間增加的，所以根據現在的信息不能完整的預測未來的信息。