漫谈自然科学中的神兽系列一:由拉普拉斯妖说起

11月 20, 2020 朝夕思汇

物理的尽头是数学,数学的尽头是哲学,哲学的尽头是神学。

想象一下当你坐在电脑前盯着上千只股票,全神贯注的思考着该入手哪一只,你手心微微出汗,无数的信息在脑中盘旋分析,你最终郑重其事的选中其中一只股票按下确定键,然后长舒一口气,默默祈祷着走势上扬。问题来了,你是否相信命中注定在此时此刻你一定会选择这只股票呢?

再想象一下你饿了,你打开美团想点一份外卖,却在烧烤和汉堡王之间犹豫不决,半个小时后你心一横,毫无理由的下单了一份炸鸡。那么假如真的有上帝,他会不会早在创世之初就知道了你今天的选择呢?

拉普拉斯妖(法语:Démon de Laplace),物理学四大神兽之一,是由法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯于1814年提出。拉普拉斯假设了一个万能的妖怪(原文为智者),它能确切的知晓宇宙中每个原子的位置和动量,能够使用牛顿定律来展现宇宙事件的整个过程,那么它是否能清楚的推导出世界上的任何一个事物的从前,走向以及结果呢?

皮埃尔-西蒙·拉普拉斯

如果你觉得这个问题晦涩难懂,那么让我用一种更加简单的方式来阐述这个问题。当今科学界的主流观点是我们的世界来自于138亿年前的宇宙大爆炸,从一个没有空间没有时间的基点开始,我们的宇宙迅速膨胀,所有的基本粒子以及物理定律也是从那一刻定义好的。那么假如你知道宇宙起源时刻的所有信息,你是否就能知晓宇宙万物的发展规律直到宇宙的终结呢?

拉普拉斯妖插画

或者再简单一点,你相信不可改变的命运吗?

拉普拉斯妖的假设诞生于一百多年前,那个时候物理界已经被牛顿定律所统治,人们完全相信因果论,坚定的认为物体由一个状态到另一个状态的转变是可以描述的,所以只要信息足够,我们是可以完整无误的推断出从前及以后。这种描述不禁让人害怕——如果真的是这样,是否说明即便人类有自我意识,也逃不过命运的安排呢?我们之前相信的所谓的自我思考又有何意义?毕竟你的所做所想,不过是依照着宇宙形成最初就写好的剧本罢了。

如果你对佛教有了解,读到这里你可能会想到佛教所论述“因缘业报”。佛法讲究因果关系,业为因,报为果,因和果辗转相生,谓之“因果报应”。这彷佛就是拉普拉斯妖的另一个版本了。只不过佛家讲的这种运作规律的学说中,人的主观思想被单独提出来,作为可以影响后世的因,怎样的修为可以获得怎样的报。而拉普拉斯的那只妖怪是完全建立在科学理论的基础上,如果你能想到我们的思想是出自于大脑中数以亿计的神经元经过一系列极其复杂的化学反应以及生物电传导的结果中,你会不会也会有此疑问:假如我们清楚知晓大脑中每个原子的状态,那么思想的形成是否也能被推导出来?

拉普拉斯这个看似荒诞的设想,实则带给了人类一个非常困扰的问题。小到快递员的一个鬼使神差的行为,大到科学家研究的混沌理论与金融理论社会行为,无一不被这个怪兽蒙上了一层阴影。人们开始想知道,究竟人类大脑产生的想法是遵循客观规律的还是完全无法预测的。所谓的一个蝴蝶扇动翅膀能引发一场大风暴,是真的找不到规律吗?这个世界存在真正的随机数吗,还是所有的一切都是伪随机?

而刚刚你点开这篇文章的举动,是不是所谓命运的注定?

在拉普拉斯妖的双目里,一边写着“可能”,一边写着“必然”。

拉普拉斯妖,由最初的一个数学家的脑洞大开,掀翻了科学界,穿过了哲学,最终坐在了神学那里微笑着,给了人类一个沉重的打击。

(注:本文作者并非科学类专家,故本文仅代表作者自己的理解,请勿做专业解读。)


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