Deardrops
2019-10-07 09:35:44 +08:00
科学背后的故事 - 物理学四大神兽之二：无所不知的拉普拉斯魔
上回说到，牛顿大神挥剑剁了芝诺的乌龟。
江湖上顿时风声鹤唳，人人不敢养宠物，唯恐做了大神的盘中餐，但心底的冲动却是按捺不住，不让养宠物，养只魔鬼总可以吧。
拉普拉斯
拉普拉斯就养了一个魔鬼，拉普拉斯是法国数学家、物理学家，人称“天体力学之父”是牛顿的第一忠犬，牛顿还抱有对上帝的敬畏，在拉普拉斯的体系中，上帝被放逐了，拉普拉斯之所以如此张狂，就是因为他豢养的“拉普拉斯魔”。“我们可以把宇宙现在的状态视为其过去的果以及未来的因。如果一个智者能知道某一刻所有自然运动的力和所有自然构成的物件的位置，假如他也能够对这些数据进行分析，那宇宙里最大的物体到最小的粒子的运动都会包含在一条简单公式中。对于这智者来说没有事物会是含糊的，而未来只会像过去般出现在他面前。”
这个所谓的智者就是“拉普拉斯魔”，在拉普拉斯看来，世间万物均由万能的牛顿力学决定，只要确定一个目前状态，过去未来均在掌控之中，这是牛顿力学推到极致的狂想，从此后，宇宙都笼罩在拉普拉斯的阴影之中。
第一个对拉普拉斯魔提出挑战的是海森堡，这位量子力学大师提出了“测不准”原理，这个理论是说，你不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度，粒子位置的不确定性，必然
大于或等于普朗克常数除于 4π，这表明微观世界的粒子行为与宏观物质很不一样。用海森堡自己的话说：“在因果律的陈述中，即‘若确切地知道现在，就能预见未来’，所得出的并不是结论，而是前提。我们不能知道现在的所有细节，是一种原则性的事情。”
既然世界已经测不准了，还谈什么掌控未来？
第二个挑战则是混沌学说，混沌学说一个耳熟能详的说法是“蝴蝶效应”，由美国气象学家洛伦兹提出，在动力系统中，初始条件下微小的变化能带动整个系统的长期的巨大的连锁反应。形象点说就是亚马逊雨林一只蝴蝶翅膀偶尔振动，也许两周后就会引起美国得克萨斯州的一场龙卷风。
洛伦兹的蝴蝶
这只蝴蝶就落在拉普拉斯魔的死穴上。
还有人对拉普拉斯魔分析数据的能力提出一个极限，这个极限是由宇宙最大熵、光速、以及将信息传送通过一个普朗克长度所需要的时间得来的，约为 10^120 比特。在宇宙开始以来所经历过的时间以内不可能处理比这个量更多的数据。
虽然拉普拉斯放逐了上帝，但是魔鬼也完不成如此巨大的计算量。
拉普拉斯魔在众人联手下去见了上帝，那么下面还有谁站出来呢？
（分享自知乎网）