人类总是对不可预知的未来充满无限幻想,控制未来的欲望也在日益高涨。宇宙中真的存在这样一种可以看到一切,预测未来的生物吗?
法国数学家皮埃尔·西蒙·拉普拉斯在1814年提出了一个科学假说:宇宙中存在这样一个“魔鬼”,它可以清楚地知道宇宙中每个原子的确切位置和动量,可以用牛顿定律展示宇宙事件的整个过程、过去和未来。
拉普拉斯坚信决定论,他在《概述》的导言中写道:“我们可以把宇宙的现在状态看作它过去的结果和未来的原因。如果一个聪明人能知道所有自然运动的力和所有自然物体在某一时刻的位置,如果他还能分析这些数据,那么宇宙中从最大物体到最小粒子的运动就会包含在一个简单的公式中。对于这个聪明人来说,没有什么是模糊的,未来只会像过去一样出现在他面前。”-拉普拉斯。拉普拉斯在这里的“智者”,就是后世所说的拉普拉斯妖。
这个猜想无疑是令人恐惧的。想象一下,如果这样一个可怕的生物真的存在,并且知道一切,包括过去和未来,那么我们每一个人从一开始就注定了,甚至在它开始之前。这简直是宿命论。
好在拉普拉斯之后,量子力学的现代解释使得拉普拉斯妖的理论基础受到质疑。粒子物理学家、神学家约翰·波金霍尔指出,由于电子位置的不确定性,即使在相互作用中只考虑牛顿力学,试图计算一个气态氧分子与其他分子碰撞50次后的位置也是无效的。
化学家罗伯特·乌兰诺维茨在他的著作《成长与发展》中指出,19世纪物理学的不可逆过程、熵和热力学第二定律使拉普拉斯妖变得不可能。拉普拉斯妖的可能性是基于经典力学的可逆过程。但是热力学理论指出,现实中所有的物理过程都是不可逆的。
最近有人对拉普拉斯分析数据的能力提出了限制。这个极限是从宇宙的最大熵,光速,以及通过一个普朗克长度传输信息所需的时间推导出来的,大约是10 ^ 120位。在宇宙开始以来的时间里,不可能处理超过这个数量的数据。
从此拉普拉斯妖在科学假设上宣告证伪,但这种证伪也是人类的幸运。
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