09.18 掌控未來的妖怪——拉普拉斯妖

人類對不可預測的未來總是充滿著無窮的幻想，同時對於掌控未來的慾望也日漸高漲，那麼宇宙中是否真的存在著這樣一個能夠洞悉一切且能夠預知未來的生物呢？

法國數學家皮埃爾-西蒙·拉普拉斯於1814年提出一種科學假設：宇宙中存在著這樣一種“惡魔”，此惡魔能夠清晰地知道宇宙中每個原子確切的位置和動量，且能夠使用牛頓定律來展現宇宙事件的整個過程，過去以及未來。

拉普拉斯堅信決定論，他在他的概述論導論部分寫道：“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。” —拉普拉斯。拉普拉斯這裡所說的“智者”即後人所謂的拉普拉斯妖。

這一猜想的提出無疑是令人感到恐懼的，試想，如果真的存在這樣一種可怕的生物，知曉一切，包括過去和未來，那麼我們每個人的一生從一開始，甚至還未開始時，就已經註定，這簡直就是在說宿命論。

不過幸運的是，拉普拉斯以後，近代的量子力學詮釋使得拉普拉斯妖的理論基礎受到質疑。粒子物理學家、神學家 John Polkinghorne 指出，由於電子位置的不確定性，即使相互作用僅考慮牛頓力學，試圖計算一個氣態氧氣分子在與其他分子碰撞50次（約0.1毫微秒以內）後的位置也是無效的。

化學家 Robert Ulanowicz 在他的《Growth and Development》（1986）一書指出19世紀物理學的不可逆過程、熵、及熱力學第二定律已經使得拉普拉斯妖成為不可能。拉普拉斯妖的可能性是建立在經典力學可逆過程的基礎上的，然而熱力學理論則指出現實的物理過程都是不可逆的。

近來，有人對拉普拉斯妖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。

自此，拉普拉斯妖這以科學假設即宣告證偽，不過這個證偽，也是人類的幸運。