为什么拉普拉斯决定论是不正确的?

许文娇


人类的理性是有极限的,没有任何一种人类的理论能够精准地描述宇宙的状态。因而讨论理论正确不正确其实没有任何意义,人类永远无法证明一个理论是否正确。比方说,有人说“这个世界是被一只黄鼠狼给操控了”,你肯定会认为这言论很荒谬,想要反驳,可是你怎么证明它是错的?

即便一个理论是科学的,也不代表它是正确的,科学理论是实用主义的,是遵循“奥卡姆剃刀”原则的。科学理论都是足够简练并足够实用的,它是可以被证伪的。所以,我们能讨论的是拉普拉斯决定论是否科学。


17世纪的法国数学家说“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。”

拉普拉斯这里所说的“智者”即后人所谓的拉普拉斯妖。拉普拉斯决定论是经典物理学背景之下产生的思维实验。

可以说它的思考极具震撼力,如果拉普拉斯是对的,那么整个人类的未来不过是过去和现在的变形而已,一切都是注定的,所以决定论很容易产生“宿命论”。

但事实真的是这样吗?1963年美国气象学家爱德华·诺顿·劳伦兹提出混沌理论可以说是终结了人类真实制造拉普拉斯之妖的可行性。混沌理论认为在这个世界是混沌的,初始条件十分微小的变化,经过不断放大,对其未来状态会造成极其巨大的差别。最经典的形容方式就是劳伦兹把它形容成“蝴蝶效应”,南美森林一只蝴蝶扇一下翅膀,最终都可能成为太平洋掀起风暴的一个影响因素。如果想要预测未来,即便人类获得极其精准的初始数据都会在短时间之内让计算数据指数级快速增长,最终变得无法计算。可以说混沌理论让拉普拉斯决定论是否正确的讨论失去了意义,即便拉普拉斯决定论是对的,对我们生活也毫无帮助。

后来我们都知道的,量子力学发现基本粒子是完全随机的,最经典的言论之一就是海森堡的测不准原理,如果组成这个世界的最基本的例子是完全随机的,那么这个世界也应该是充满各种可能性的,而不是被决定的,这基本上终结了拉普拉斯决定论的正确性。


心理蔡中元


拉普拉斯是十八世纪末法国大革命时代的科学家,他是个双重性格的人,在科学研究上坚定不移、几十年如一日,完成了许多重大科学命题和《天体力学》这部鸿篇巨制;在生活中却是个见风使舵、没有原则立场的小人。但经过岁月的过滤和沉淀,他为人处世的劣迹慢慢隐去,而科学贡献却越发突显。所以,后世的人一般并不太关心他的人品如何,只知道他是科学史上的一位杰出人物。除了具体的科学工作之外,拉普拉斯还提出了一个很有意思的命题,即本问题所提出的拉普拉斯决定论。

所谓“拉普拉斯决定论”,也有人将其称为“拉普拉斯妖”。其内容主要有两条,其一是说整个世界遵从严格的因果律并可用数学公式(比如拉普拉斯方程)来描述,其二是说如果(拉普拉斯妖)能够知道世界所有物质在某一时刻的运动状态,则可以利用公式计算出世界的全部过去和未来。当然他这么说并不是指他自己就能直接得到这个结果,而只是提出了一种了解和描述整个世界运行的基本法则。

实际上,拉普拉斯决定论是建立在牛顿力学基础上的机械决定论,十九世纪当热力学第二定律的概率解释提出后,拉普拉斯的机械决定论就基本破产了,而二十世纪的量子力学进一步使拉普拉斯决定论彻底成为不可能。其原因在于,第一,物理世界的实际发展是个不可逆的随机过程;第二,这个不可逆过程具有复杂性,并非一个简单的线性过程,其中充满了难以预知的随机变化。

拉普拉斯自己在临终前不久也这样说过:“我们所知道的是微小的,我们所不知道的是无限的。”这似乎预示着他最终对自己的决定论法则并没有信心,从而也反映了他的矛盾人格。

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国科大科学与人文


理论不是世界的本质,只是理解世界的工具。理论的失败只有一种可能那就是不符合实践。决定论的就是在现代科学取得的惊人成就上出现的,但是后来人们发现越来越多的事实不能用决定论来解释,于是越来越多的人们开始认为决定论是错误的。

科学中有一些问题是整个科学建立的基础,它们就像数学中的公理一样是不需要证明的。就像能量守恒定律否定了第一类永动机的可能,但没有人能证明能量是否真的守恒,我们只能说在人类观察到的所有现象中没有出现不守恒的情况。

对于这些作为前提不需要证明的理论无所谓正确不正确。你可以以决定论为前提去思考问题,也可以以非决定论为前提去思考,谁得到的结论更符合事实就说明谁是正确的。在没有得到确定的结果之前你可以自由选择。


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