在现实中,我们不可能达到一个无限的观察精度,我们也不可能有一个绝对无干扰的孤立系统,即使是我们的观察,也会对系统造成不可避免的扰动,因而,我们对系统的把握,总是有那么一丢丢不确定性的,而通过蝴蝶效应的放大,这一丢丢不确定性就迅速变成了完全不确定,因而在现实中(FAPP),未来是不可预测的。
“不可预测”与“不存在”还是有所区别的。原则上,我们不能达到无限的精度,但是我们可以逼近零误差,这样我们的预测就能逼近实际。这是经典物理的决定论方程所决定的。因此经典物理学认定现实中未来不可预测,但是原则上并不否认一个确定的未来。
但是,我们很快发现,这个确定的未来即使是在原则上也是不可知的,这是由于逻辑悖论。
我们必须知道,作为预言者的自己也是宇宙的一部分,而要想预言一个包含了预言者本身在内的宇宙,从逻辑上总是陷入自我引用的悖论。“我”在完成一次预测的同时,不可避免地改变了“我”自己的状态 – 我对宇宙的认知状态。既然“我”是宇宙的一部分,“我”的自我状态就是宇宙状态的一部分。因而,基于宇宙的某一个初始状态A,我们做出预测,而预测这个行为本身,却把宇宙的初始状态改变了,变成了B。我们预测的是一个基于A的宇宙,但是实际上我们得到的是一个基于B的宇宙。A和B的区别在于“我”对宇宙的认知,而这个认知将会极大地改变“我”的行为,进而改变了宇宙的命运。
哥德尔不完备定理正是用一种极其精巧的方式,构造了严格数学意义上的自我引用命题“本命题不可证”,证明了,我们的逻辑中总有一些明明是正确的,但是我们却无法证明的东西。而经典物理学中,确定的未来明明是存在的,但是我们原则上不可知,这是多么相似的结论啊。
而量子力学的出现,更是以它匪夷所思的种种特性,刷新了我们的三观。海森堡的不确定原理说,一个微观粒子的运动,本身就是不确定的,我们甚至无法定义微观粒子确定的位置和动量。因此我们会面临着无处不在而又无处存在的微观粒子 – 量子幽灵。事实上,在量子力学中,我们用波函数来描述微观粒子的运动状态,而波函数是个概率波,它编码了微观粒子所有的运动信息,我们通过量子力学的运算和玻恩规则,就可以获知粒子所有可观测量的概率 – 但是也只能获知概率。
波函数的演化有两个过程,一个是决定论的U过程,另一个是“波函数坍缩”的R过程。R过程的存在是量子力学中最令人疑惑的部分,正是由于它,在量子系统中引入了真正的随机性,量子力学无疑是匪夷所思的,完全违背我们的直觉。到现在为止,似乎没有任何一种诠释可以令人完全满意。很多人采取了“闭嘴计算”的态度,我现在仍然处在迷惑之中,而你的妈妈则明确地讨厌这种态度。但是说到底,科学是一个研究“HOW”而不是“WHY”的学问,想要满足内心深处的好奇,我们必须要对它进行诠释。而后面我们会看到,正是这种诠释,让我们产生了更大的疑惑:这个世界的“实在性”。
前面把拉普拉斯之妖的全部内容做了一个简单的总结。更加浓缩的话,只有三句话:
经典不确定性使我们丧失了对未来预测的可行性;
逻辑不确定性使我们丧失了对未来预测的可能性;
量子不确定性(可能 [5])使我们丧失了确定的未来本身。
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