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我們活在設定的「程式」裏?科學界200年爭論不休,人能勝天嗎?

2024-07-17科學

人這一世,是 命由天定,還是人定勝天?

這聽起來像是哲學問題,但在200年前,就有科學家為此展開激烈討論,科學與玄學,在這一刻模糊了界限。

如果告訴你,人從生下來, 整個人生都是設定好的「程式」,一輩子就是按部就班的生活, 你願意接受嗎?

神獸的操控

在物理學中,有 四只似有若無的「神獸」 ,既死又活的薛定諤的貓,能控制分子運動的麥克斯韋妖,永遠也追不上的芝諾的烏龜。

還有一個,就是今天的主角, 拉普拉斯妖

在認識拉普拉斯妖之前,先來看看 拉普拉斯 ,這是一位距今200多年的法國科學家,被稱之為 「法國牛頓」 ,以及 「天體力學之父」

這些都不是虛名,拉普拉斯一生學術成果14卷,其中一本【宇宙系統論】,以獨到的「星雲說」,奠定了太陽系起源的理論基礎,一本【天體力學】,揭開了太陽系力學之謎。

除了在物理學上的非凡成就,拉普拉斯還創造了 限差分法、微分方程式解法 等數學方法,在數學領域也是一位牛人。

可即便「法國牛頓」的名氣再響,終究有個真「牛頓」在前,所以世人談拉普拉斯,說的多是他創造的 拉普拉斯妖

拉普拉斯妖並不是一個妖魔,而是一個智者,這個智者通曉世間每一個粒子的位置、速度、受力情況,能利用簡單的公式, 算出任何事物的過去和未來

拉普拉斯提出這個理論,並不是為了塑造一個強大的智者,而是要傳達一個資訊, 世間一切,都像是設定好的「程式」,未來一切都有跡可循。

就像 多米諾骨牌 ,只要將前一個推倒,後面的也會跟著倒下。哲學上將這個叫做 「決定論」。

換言之,世間萬物都是環環相扣, 只要前因固定,那麽結果就是固定的。

就像愛因斯坦曾在信中說過:「你信仰擲骰子的上帝,我卻信仰完備的定律和秩序。」

根據牛頓所提出的定律,人們也可以 預測出宇宙星體的運動

這些似乎都表明,世間真的是一個現在與未來筆直通道,從踏上這條通道,就只有一個目的地。

但很多科學家並不同意這樣的觀點。

相反觀點

對拉普拉斯妖沖擊最大的,是 海森堡提出的「不確定性」 ,他認為,要知道一個粒子的所有性質,就需要測量,在測量時,粒子的運動速度會被幹擾。

也就是說,一個粒子的運動軌跡並不是一成不變, 一次測量可能會改變它的未來

對此最有力的證明,來自著名的 雙縫幹涉實驗

雙縫幹涉實驗是先設定一個有雙縫隙的屏障,然後將一個粒子發射,讓它穿過其中一個縫隙,到對面的螢幕上生成幹涉圖樣。

因為我們不知道它是從哪個縫隙中穿過的,所以形成的幹涉圖樣,就好像是兩個縫隙都透過一樣。

如果我們放上一個位置檢測裝置,就能清晰地看到它是從哪個縫隙穿過,這時候,所看到的幹涉圖樣與之前完全不一樣。

海森堡的解釋是, 在對粒子進行位置測量時,已經對它造成了隨機的幹擾,幹涉圖樣才會出現變化。

另一個著名觀點,是美國大氣物理學家愛德華·勞侖茲提出的 蝴蝶效應

1961年,勞侖茲利用著老式電腦做好計算,因為計算速度太慢,勞侖茲完成第一次計算後,第二次直接從程式中間開始。

之後勞侖茲下樓喝了咖啡,回來一看,計算結果完全變了,第二次的計算結果0.506127,而打印出來的結果,只有0.506。

兩次計算的誤差不到萬分之一,可結果的差距卻十分驚人。

這讓勞侖茲陷入沈思,由此提出了「混沌理論」,認為對天氣進行精確的預報是不可能的,即便只是十天以後的天氣,也無法進行較精準的預測。

對於預報結果,勞侖茲發現它的時間序列是移動的,並不呈線性分布,看起來更像是一只蝴蝶的形狀。

隨後,勞侖茲用「海鷗效應」來形容這種情況,後來又改成了「蝴蝶效應」。

蝴蝶效應說的是, 一只在南美洲的蝴蝶隨意扇動幾下翅膀,就可能造成美國德克薩斯州的一場龍卷風。

隨著勞侖茲的演講,蝴蝶效應漸漸為人熟知。

到90年代,勞侖茲進一步提出來「決定性混沌」,認為 人的心跳並不規則,無法預測 ,其他生命同樣如此,本身就是一個混沌系統。

以上兩者的觀點,都將拉普拉斯妖抨擊得面目全非。

海森堡從微觀證明,一次隨機的幹擾,會影響到最終結局,勞侖茲從宏觀上說明,一個細小的誤差,會帶來巨大的改變。

總結就是,事物的發展不是從因到果的固定模式, 任何一種改變,都能改變結局走向。

絕對的因果

美國著名的電腦科學家、哲學家,貝葉斯網絡的發明者朱迪亞·珀爾曾分享過一個往事:

上學的時候,珀爾的科學老師給了大家兩個數據,一個是曾死於天花感染的人數,另一個,是因接種天花而死的人數。

死於接種的人,明顯多於死於天花的人 ,按照因果論斷,這說明接種天花是有害的。

但事實並非如此,接種天花的人雖然死了很多,但也有很多因此活了下去。 接種天花會死人,但也能救人。

講完後,老師總結,邏輯就是幫助人們避免受到因果謬誤的影響。

世間一切並非直線的從因到果,而是有多方面的因素影響,要用邏輯去判斷。

其實有關宇宙固有規律的說法,拉普拉斯妖並非首創,老子所說的「道德」中的「道」,指的就是亙古不變的宇宙法則。

「道」之外,還有「德」,將這種固有的法則運用到人身上,為「德」。

用一句通俗話來說, 規矩是死的,人是活的 。即便世界真是編好的程式,也總有人能創造bug。

生來聰慧的人,將來不一定幹大事,愚鈍的人,也不一定平庸一生, 今日的因,未必註定來日的果。