拉普拉斯妖和马粪

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  • 发布时间:2017-11-21 17:10

1814 年,拉普拉斯做出一个很强劲的假设,后来这些假设被称作拉普拉斯的恶魔(也有翻译成“拉普拉斯妖”)——我们可以把宇宙的现状看作其过去已经发生的事情和未来可能发生的事情共同影响的结果。假设我们具备一种理解能力,能在某一个特定时刻认识到使大自然运动的所有力量,能够知晓构成大自然的所有事物的位置。若这种理解能力足够强大,可以对所有这些数据进行分析,就必然能够用一种最简单的公式或准则涵盖这个宇宙中最大的星体和最微小原子的所有运动。有了这种理解能力,就没有什么是不能确定的,未来和过去都能尽收眼底。

指向全知的决定论其实由来已久,但如此这般决绝地以一位数学家的假设出现的却是没有过。对于一切预言家来说,将“拉普拉斯妖”视为图腾也一点也不为过,可惜这座图腾看起来并没有保佑太多的预言家。

比如一个事后看来极其有趣的预言发生在“拉普拉斯妖” 80 年后的 1894 年,当时一位为《伦敦时报》撰写稿件的作家致力于研究街道上的马粪问题,他预测到 20 世纪 40 年代,伦敦每条街道会被厚达 2.7 米的马粪覆盖。显然,他所看到的前景对于伦敦人来说再糟糕不过了,几乎是明着说以后伦敦人只能在“马粪泳池”中游来游去了。似乎很夸张,但相信当时信服这个预言的人并不少。19 世纪末 20 世纪初,许多城市的规划者被马粪所困扰——随着马车的数量日益增加,路上的马粪越积越多,所以 2米多高的马粪层即使显得颇过分,但似乎也不是难以想象的神话。

但后来的事情很清楚,这种糟糕前景并未出现,甚至今天我们想在大都市的马路上要找到一坨马粪都比中彩票更难,因为马粪预言发出大约 10 年后,亨利·福特生产了福特 T 型汽车,而后大量汽车将马车彻底赶出了都市。

对于学术界的人来说,拉普拉斯妖的理论基础过了蛮久才被动摇,慢慢有学者看出拉普拉斯妖的可能性是建立在经典力学可逆过程的基础上的,而热力学理论则指出现实的物理过程都是不可逆的。由此,粒子物理学家、神学家 John Polkinghorne 指出,由于电子位置的不确定性,即使相互作用仅考虑牛顿力学,试图计算一个气态氧气分子在与其他分子碰撞 50 次(约 0.1毫微秒以内)后的位置也是无效的。

而化学家 Robert Ulanowicz 则把拉普拉斯妖撕开更大一道口子,他在《Growthand Development》(1986)一书中指出,19 世纪物理学的不可逆过程、熵、及热力学第二定律已经使得拉普拉斯妖成为不可能。

但这些理论上的诠释——无论拉普拉斯妖的提出还是反驳,对于普通人来说都太过复杂,更形象的还是伦敦街上的马粪。当历史上第一辆都市中的马车驰骋而过时,我们难以想到这种令人艳羡的扬长而去会甩下如此多的马粪。而当马粪多到令人头疼时,我们依旧难以想到福特的玩具会让头疼问题从根本上消失。

创造才是最强力的预言。

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