拉普拉斯妖
拉普拉斯妖（法语：Démon de Laplace）是由法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯于1814年提出。简单的描述可为：此智者若知道宇宙中每个原子确切的位置和动量，能够使用牛顿定律来展现宇宙事件的整个过程，包括过去以及未来。
原文引述
[编辑]拉普拉斯坚信决定论，他在他的概率论（Essai philosophique sur les probabilités）导论部分说：
| “ | Nous devons donc envisager l'état présent de l'univers, comme l'effet de son état antérieur, et comme la cause de celui qui va suivre. Une intelligence qui pour un instant donné, connaîtrait toutes les forces dont la Nature est animée, et la situation respective des êtres qui la composent, si d'ailleurs elle était assez vaste pour soumettre ces données à l'Analyse, embrasserait dans la même formule, les mouvements des plus grands corps de l'univers et ceux du plus léger atome : rien ne serait incertain pour elle, et l'avenir comme le passé serait présent à ses yeux. | ” |
| ——Laplace，Essai philosophique des probabilités[1] | ||
（翻译）
| “ | 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。假若一位智者会知道在某一时刻所有促使自然运动的力和所有组构自然的物体的位置，假若他也能够对这些数据进行分析，则在宇宙里，从最大的物体到最小的粒子，它们的运动都包含在一条简单公式里。对于这位智者来说，没有任何事物会是含糊的，并且未来只会像过去般出现在他眼前。 | ” |
拉普拉斯这里所说的“智者”（intelligence）便是后人所称的拉普拉斯妖。
近代观点
[编辑]拉普拉斯以后，近代的量子力学诠释使得拉普拉斯妖的理论基础受到质疑。
英国粒子物理学家、神学家约翰·波金霍尔指出，由于电子位置的不确定性，即使在相互作用仅考虑牛顿力学的情况下，试图计算一个气态氧分子（O2）在与其他分子碰撞50次（约0.1ns以内）后的位置也是无效的。[2]
化学家罗伯特·尤兰维奇在他的书中指出（Growth and Development, 1986）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。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，然而热力学理论则指出现实的物理过程都是不可逆的。
而随着计算机理论的发展出现一种观点－即使世界是不包含量子理论的概率论之纯粹决定论的机械世界，似乎也只能计算过去。因为如果预测未来的计算是需要在本宇宙中进行或计算结果在本宇宙中体现的，那么计算活动的物质运动及其预测结果对未来就有影响，且计算中需要使用计算活动本身的物质运动与计算结果的数据，这将造成对计算结果的无限递归，无法得到结果。
近来，有人对拉普拉斯妖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10120比特。[3]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。
参考资料
[编辑]- ^ Laplace, Pierre-Simon. Introduction, Théorie Analytique des Probabilités. De la probabilité. Oeuvres complètes de Laplace VII. Gauthier-Villars. 1820: vi––vii.
- ^ 参见 John Polkinghorne, Quarks, Chaos and Christianity pp. 65–66
- ^ Lloyd, Seth. Computational Capacity of the Universe. Physical Review Letters. May 2002, 88 (23): 237901. doi:10.1103/PhysRevLett.88.237901.
参阅
[编辑]外部链接
[编辑]- Левин Г. Д. Свобода воли. Современный взгляд （页面存档备份，存于互联网档案馆） （俄文）