能預知宇宙未來的拉普拉斯妖,真的是量子力學的終結者?

2020-11-26 奇點先驅

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。

對於宇宙恆定論有著最堅定的信心的皮埃爾·西蒙·拉斯拉普在牛頓科學主導的時代,相信若是能夠提前知道宇宙中的原子的運動狀態以及位置的話,那接下來就可以通過一個數學公式推算出宇宙在下一刻的狀態將會是怎樣的。

就比方說,我們在踢球的時候,我們是知道我們的腳的力量有多大,同時,我們也會知道如果我們一腳踢過去,那麼足球接下來的運動狀態就是可預見的了。正因如此,拉普拉斯妖的設定引起了當時很多科學家們的議論。

拉普拉斯妖的問世,也引起了人們的關注,人們的關注點主要集中在拉普拉斯妖能夠預知未來宇宙狀態的能力,拉斯拉普妖與後來出現的量子力學形成了對立面,雙方都對對方造成了威脅。

我們想天空中拋出一個物體,物體在達到一定的高度後就會往回落,我們的力度決定了物體的拋出高度,而物體的高度又決定了物體下落的速度,在這個過程中,我們只需要知道其中的任何一個數據,就能推出其餘的數據,這就是拉普拉斯妖的認知設定。

而量子力學則是站在拉普拉斯妖的對立面的一種認知,量子力學的認知的基礎就是事物的不確定性,在量子力學看來,即使是知道了某些數據,我們也無法推測宇宙中事物的下一刻的狀態會是怎樣的,因為量子力學認為整個宇宙都存在著不確定性,正是這種不確定性,才造就了如今多姿多彩的宇宙。

在很長的一段時間之內,拉斯拉普妖在宇宙天文領域佔據著主導地位。

量子力學與拉普拉斯妖之間的鬥爭一直持續不斷,雖然量子力學在與拉普拉斯妖的對抗中暫時獲得勝利,但是就在最近,天平慢慢向拉普拉斯妖傾斜,拉普拉斯妖作為一個科學家設定出來的「能者」,是否能夠在不久的將來徹底打敗量子力學,還需要我們更加耐心地去等待。

幾百年來,拉普拉斯妖以及量子力學之間的較量一直在持續,兩者不相上下,尤其是在最近,量子力學似乎已經無力維持,量子力學是否會因此而退出歷史的舞臺?抑或是與拉普拉斯妖融合成新的理論體系?

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    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
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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!
  • 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。
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    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。
  • 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?
    最直接的例子就是,我們能很準確地預測未來一段時間內天氣的變化,溫度的大小和颱風的走向。這裡大家可以試著,將我們的科學格局和視野放大到整個宇宙,我們是不是可以提出這樣一個猜想:假如存在著這樣一隻妖怪,它擁有足夠的計算力,它知道這個宇宙所有物質的運轉規律,知道每一個基本粒子的位置和速度,計算出了所有能量的流動,那麼這個妖怪會否能了解宇宙的所有過去和所有未來呢?
  • 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。
  • 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?
  • 拉普拉斯妖真實存在嗎?100多年後,牛頓的觀點終於被認可
    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。
  • 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」。
  • 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
    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。
  • 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。
  • 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)。
  • 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
  • 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。就是著名的「拉普拉斯之妖」的表述。不,20世紀初誕生的量子力學要對拉普拉斯之妖說NO了,命運永遠是未知的。量子力學的崛起震驚了世人。人們發現,微觀世界的粒子,不但不滿足經典物理定律,甚至無法用我們熟知的經典物理概念(比如說速度、位置等)來描述。微觀粒子有一種完全怪誕的行為模式,顛覆了人們的三觀。不但一個「因」不一定引起一個確定的「果」,甚至我們無法談論「確定」本身了。人們開始意識到,微觀的物理定律未必是決定論的。
  • 科學與假說:拉普拉斯妖
    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!
  • 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」。
  • 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
    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。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。
  • Oh My God,原來是這樣的數學大師,宇宙中的惡魔拉普拉斯妖
    1827年3月5日.他一生中碩果纍纍,學術成果有14卷之巨,每卷均不少於700頁.其中1796年發表的《宇宙系統論》一書,把高溫雲狀的物質作為宇宙起源的假說,來說明行星和衛星是怎樣形成的.1799—1825年,又發表了《天體力學》專論5卷.匯集了拉普拉斯在天文、數學方面的研究成果.長達26年的這部大作,被稱為18世紀的傑作.