量子力學是否已經證明拉普拉斯的決定論是錯誤的?


可以這麼說。

拉普拉斯的決定論是根據經典物理學——主要是牛頓力學得出的結論。經典物理學都是確定性的方程,裡面沒有真正的隨機。包括後來出現的非線性動力學研究的“混沌”,也只是確定系統展現的隨機現象,而不是本質上的隨機系統。

量子力學不同,確定性和隨機性都是根本的。根據馮諾依曼的分類,量子系統首先嚴格按照薛定諤方程確定性地演化,但是當測量發生的時候,確定性地演化馬上停止,量子系統瞬間隨機地變成到其中一個本徵態,哥本哈根詮釋裡稱其為波函數塌縮,多世界詮釋裡稱其為世界的分裂。這個測量的隨機性就是量子力學根的隨機性來源。

但是量子世界的隨機性如何影響到經典世界?量子力學認為是通過一個稱為“退相干”的過程實現的。量子系統的本徵態可以看成能夠存在於經典世界的狀態,一個量子系統的狀態可以是本徵態的任意疊加,當這個疊加態和經典系統(如測量設備)發生相互作用的時候,可以描述為和經典設備糾纏了起來,由於經典系統的粒子數量太大,這個糾纏會導致原有的疊加態失去了相位(dephasing),那麼整體的狀態就變成了一個經典概率組合,這就是相互作用導致的退相干過程(退相干正是阻礙量子計算機難以實現的元兇)。當測量發生時,退相干等於將微觀世界的量子隨機性放大到了宏觀的經典世界,於是我們宏觀世界也到處充滿了隨機性。


九維空間

如果說牛頓是神的話,那麼拉普拉斯就是神的僕人,在拉普拉斯眼中,上帝都比不上牛頓,可謂爵爺門下第一忠犬。

這就是爵爺的忠犬拉普拉斯

不但學術上尊重牛頓,就連為人處世也向爵爺靠攏,爵爺酷愛撕逼,得誰撕誰,拉普拉斯也強不了多少,爵爺位高權重,當過造幣局局長,拉普拉斯當過拿破崙的內政部長,還當過元老院的掌璽大臣,爵爺有爵位,他也有,而且是兩次,有一樣他還超過了爵爺,他有個學生叫拿破崙,這是妥妥的帝師啊。

爵爺說決定論,他說沒錯,怕人們理解不了,乾脆造出一個拉普拉斯魔來闡述決定論。

“我們可以把宇宙現在的狀態視為其過去的果以及未來的因。如果一個智者能知道某一刻所有自然運動的力和所有自然構成的物件的位置,假如他也能夠對這些數據進行分析,那宇宙裡最大的物體到最小的粒子的運動都會包含在一條簡單公式中。對於這智者來說沒有事物會是含糊的,而未來只會像過去般出現在他面前。”

這個智者就是拉普拉斯魔。

狂妄的拉普拉斯魔

在拉普拉斯看來,世間萬物均由萬能的牛頓力學決定,只要確定一個目前狀態,過去未來均在掌控之中,這是牛頓力學推到極致的狂想,從此後,宇宙都籠罩在拉普拉斯的陰影之中。

聽起來,好氣派,好令人神往,不過這是不可能的。

第一個對拉普拉斯魔提出挑戰的是海森堡,這位量子力學大師提出了“測不準”原理,這個理論是說,你不可能同時知道一個粒子的位置和它的速度,粒子位置的不確定性,必然

大於或等於普朗克常數除於4π,這表明微觀世界的粒子行為與宏觀物質很不一樣。用海森堡自己的話說:“在因果律的陳述中,即‘若確切地知道現在,就能預見未來’,所得出的並不是結論,而是前提。我們不能知道現在的所有細節,是一種原則性的事情。”

既然世界已經測不準了,還談什麼掌控未來?

第二個挑戰則是混沌學說,混沌學說一個耳熟能詳的說法是“蝴蝶效應”,由美國氣象學家洛倫茲提出,在動力系統中,初始條件下微小的變化能帶動整個系統的長期的巨大連鎖反應,形象點說就是亞馬遜雨林一隻蝴蝶翅膀偶爾振動,也許兩週後就會引起美國得克薩斯州的一場龍捲風。

蝴蝶效應

這隻蝴蝶就落在拉普拉斯魔的死穴上,只要初始條件的一點偏差就會引起巨大的變化,還怎麼預測未來。

還有人對拉普拉斯魔分析數據的能力提出一個極限,這個極限是由宇宙最大熵、光速、以及將信息傳送通過一個普朗克長度所需要的時間得來的,約為10^120比特。在宇宙開始以來所經歷過的時間以內不可能處理比這個量更多的數據。

拉普拉斯的決定論是那個時代的狂妄,其實每個時代都有著自己的傲慢,劉慈欣不是說過嗎,“弱小和無知不是生存的障礙,傲慢才是”。


閒時亂翻書

拉普拉斯的決定論不是錯誤的。拉普拉斯推斷的定論是宇宙像時鐘那樣運行,某一時刻宇宙的完整信息能夠決定它在未來和過去任意時刻的狀態。

所謂宇宙是指我們存在的四維時空。也就是我們存在的視界。在這個視界決定論的正確性是不容質疑的。

但是物質世界公共空間不僅僅存在四維時空,還存在二維空間,和一維空間。在這些空間就不能用所謂的宇宙來描述。



這些空間和四維時空是相互隔離的,它們的決定論是它們內部個個維度之間的相互關係。量子力學的本質就是描述物質存在的這些內部關係。說明白了,就是量子力學的時間和四維時空的時間就不是同一個時間。



量子力學是物質內部的性質的時空關係,它的決定論是由它們內部的性質決定的。它在四維時空的反應和四維時空的決定論不是一個問題。物質的四維時空是黎曼結構,而量子力學是復辛結構。



所以量子力學的時間映射只是說明該物質內部的時間和四維時空的時間不是同一個東西。所以量子力學不能證明決定論是錯誤的。


科學無止境

量子力學的核心是不確定性。從測不準原理到波函數,都是一個概率性、不確定的結果。但是,任何應用於工程技術的科學依據都必須是具備確定性。工程技術上的結果不能有任何不確定的結論,不能給出一個隨機的、概率性的結論,這是工程技術的基本準則。墨子號衛星不能解決其他光源干擾的問題,太陽和其他恆星的溫度遠遠超過人類用現有技術能夠達到的範圍,這些高溫天體發射光量子的能量必然要遠遠高於人類能製造的能量,所以外界的光量子干擾一定遠遠超過發射的光量子能量,如果這樣的干擾也能夠排除,就相當於在大炮轟鳴的時候,能聽清楚人說話的聲音。人類具備這樣的能力嗎? 墨子號的光量子要穿過1000公里厚的大氣層,怎麼解決解決大氣層對光量子吸收的問題?遇到雲霧遮擋怎麼辦?遇到塵埃、沙塵暴的遮擋怎麼辦?這些問題都沒法解決。墨子號也不能解釋信號加載、讀取工程怎麼不會導致光量子糾纏狀態坍塌的問題。所以說,墨子號就是一個騙錢的幌子,不可能起到量子密鑰分發的作用。 光量子計算機不能說明各種邏輯運算是怎麼執行的,不能解釋光量子儲存怎麼避免被吸收的。和“漢芯一號”一樣,既沒有設計圖紙,也沒有製造設備,難道這個光量子計算機是從天上掉下來的?所以說很可能也是一個騙局。 墨子號衛星和光量子計算機有這麼多沒法解釋的事情,居然還有許多人相信。這不能不說,說明是我們國家有許多人已經喪失了正常思考的能力。如果僅僅是少數人沒有能力正常思考還不可怕,假如是大多數人和社會精英階層也失去了正常思考的能力,那才是真正可怕的事情。


安平解裘康愛在線

決定論應該針對人類認識能力而言的。在微觀世界,海森堡不確定關係就是人類認識水平的限制。即使你認為客觀存在確定性,而且,演化不是混沌的,但必須知道初始條件,而這個初始條件是繞不過量子力學的。

總之,決定論,必須在人類的認識能力範圍之內才是有意義的。超越人類認識水平和科學技術水平的決定論是沒有意義的,我們也就可以說決定論是錯的。


天下通科技

拉普拉斯的決定論用於描述宏觀宇宙的演變,還是有效的。量子力學只能說明用人的手段,無法同時測定微觀粒子的動量與位置。不能認為二者是完全矛盾的。兩種理論各說了物質演變的一個方面,完全否定誰,都是不科學的。物質宇宙有規律可循是事實,是否能將微觀和宏觀規律完全統一起來,還得靠科學的進一步發展。


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