夜航船

拉普拉斯决定论:足够信息似乎可以推出整个宇宙

古典决定论把未知归因于情报和算力不足。只要初始状态足够完整,物理定律就能从当前状态推出过去和未来,连骰子落下后的点数也已经包含在起手条件里。《上帝掷骰子吗》用拉普拉斯妖把这个信念写到了极致。

更重要的是,物理学不仅能够解释过去和现在,它还能预言未来。我们的定律和方程能够毫不含糊地预测一颗炮弹的轨迹以及它降落的地点;我们能预言几千年后的日食,时刻准确到秒;给我一张电路图,多复杂都行,我能够说出它将做些什么;我们制造的机器乖乖地按照我们预先制定好的计划运行。事实上,对于任何一个系统,只要给我足够的初始信息,赋予我足够的运算能力,我能够推算出这个体系的一切历史,从它最初怎样开始运行,一直到它在遥远的未来的命运,一切都不是秘密。是的,一切系统,哪怕骰子也一样。告诉我骰子的大小,质量,质地,初速度,高度,角度,空气阻力,桌子的质地,摩擦系数,告诉我一切所需要的情报,那么,只要我拥有足够的运算能力,我可以毫不迟疑地预先告诉你,这个骰子将会掷出几点来。

物理学统治整个宇宙,它的过去和未来,一切都尽在掌握。这已经成了物理学家心中深深的信仰。19世纪初,法国的大科学家拉普拉斯(Pierre Simon de Laplace)在用牛顿方程计算出了行星轨道后,把它展示给拿破仑看。拿破仑问道:“在你的理论中,上帝在哪儿呢?”拉普拉斯Determinism平静地回答:“陛下,我的理论不需要这个假设。”

是啊,上帝在物理学中能有什么位置呢?一切都是由物理定律来统治的,每一个分子都遵照物理定律来运行,如果说上帝有什么作用的话,他最多是在一开始推动了这个体系一下,让它得以开始运转罢了。在之后的漫长历史中,有没有上帝都是无关紧要的了,上帝被物理学赶出了舞台。 我不需要上帝这个假设。

拉普拉斯站在拿破仑面前说。这可算科学最光辉最荣耀的时刻之一了,它把无边的自豪和骄傲播撒到每一个科学家的心中。不仅不需要上帝,拉普拉斯想象,假如我们有一个妖精,一个大智者,或者任何拥有足够智慧的人物,假如他能够了解在某一刻,这个宇宙所有分子的运动情况的话,那么他就可以从正反两个方向推演,从而得出宇宙在任意时刻的状态。对于这样的智者来说,没有什么过去和未来的分别,一切都历历在目。宇宙从它出生的那一刹那开始,就坠入了一个预定的轨道,它严格地按照物理定律发展,没有任何岔路可以走,一直到遇见它那注定的命运为止。

是的,科学家知道过去;是的,科学家明白现在;是的,科学家了解未来。只要掌握了定律,只要搜集足够多的情报,只要能够处理足够大的运算量,科学家就能如同上帝一般无所不知。整个宇宙只不过是一台精密的机器,它的每个零件都按照定律一丝不苟地运行。这种想法就是古典的,严格的决定论(determinism):宇宙从出生的那一刹那起,就有一个确定的命运。我们现在无法了解它,只是因为我们所知道的信息太少而已。

拉普拉斯妖说的是一种原则上的可知性。它并不要求现实中真有一台能算完整个宇宙的机器,只要求未来由当前状态唯一决定。不可预测有两种来源:量子随机性与混沌敏感性 记录了这个前提后来遇到的两种麻烦。

《What’s Expected of Us》把决定论写成了更直接的小说情境。在小说设定中,自由意志已经被实验推翻,一个人仍然只能做出那个命中注定的选择,参见 Exhalation 呼吸

——收入 书架 · 思维模型