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宇宙充滿了隨機(jī)性,真隨機(jī)與偽隨機(jī),微觀隨機(jī)與宏觀隨機(jī)

 無(wú)上科學(xué)信仰 2020-12-08

宇宙間存在著一個(gè)強(qiáng)大的妖獸,它的名字叫做拉普拉斯,它善于推演,只要它能夠獲取宇宙中的一切信息,那么它就能準(zhǔn)確的推演出宇宙未來(lái)的變化,絲毫不差,這就是著名的拉普拉斯信條,也可以稱之為宇宙決定論。

簡(jiǎn)單來(lái)講,決定論認(rèn)為宇宙中所發(fā)生的一切都是有原因的,原因?qū)е陆Y(jié)果,所以只要能夠知道一件事情的確切信息,就能夠得出其未來(lái)的演化。無(wú)論是山石流水,還是人類行為,乃至于整個(gè)宇宙都是如此。決定論無(wú)論是在哲學(xué)領(lǐng)域,還是在科學(xué)領(lǐng)域,都引起了較大的爭(zhēng)論,因?yàn)闆Q定論徹底否定了人的自由意志。

如果人的所有行為以及宇宙的未來(lái)都是已經(jīng)決定好的事情,那存在還有何意義呢?

幸好,決定論是錯(cuò)誤的,拉普拉斯獸也并不存在于這個(gè)宇宙之中,因?yàn)橛钪娉錆M了隨機(jī)性。

關(guān)于隨機(jī)性,最有力的證據(jù)就存在于量子物理學(xué)以及量子力學(xué)所描述的微觀世界之中。著名的思想實(shí)驗(yàn)“薛定諤的貓”就是其中極具代表性的一個(gè)。薛定諤的貓實(shí)際上是將一種微觀世界存在的量子疊加現(xiàn)象用宏觀世界的事物描述了出來(lái),將一只貓和毒氣瓶放在盒子里,毒氣瓶上有一把錘子,錘子由隨機(jī)衰變的放射性物質(zhì)所控制。

所以,在打開(kāi)盒子之前,無(wú)法知道貓是死是活,因?yàn)榉派湫晕镔|(zhì)的衰變是完全隨機(jī)的,因此此時(shí)的貓就處于一種“既死又活”的疊加態(tài)。

當(dāng)然,貓不可能既死又活,但如果你把它想象成為一個(gè)量子就可以了。該實(shí)驗(yàn)包含了微觀世界的量子疊加和觀測(cè)本質(zhì)等問(wèn)題,充分說(shuō)明了微觀世界的不確定性原理。在微觀世界中,量子的變化是真正的隨機(jī),是不可預(yù)測(cè)的,所以也可稱之為真隨機(jī)。那么,隨機(jī)是微觀世界所特有的嗎?不,在宏觀世界中,隨機(jī)性同樣存在。但宏觀世界的隨機(jī)性與微觀世界的隨機(jī)性是有著本質(zhì)區(qū)別的。

宏觀世界里沒(méi)有既死又活的貓,也沒(méi)有其它真正處于疊加狀態(tài)的事物,所以這里并沒(méi)有真隨機(jī),但隨機(jī)性會(huì)以另外一種形式出現(xiàn),我們可以將這種隨機(jī)稱之為偽隨機(jī)。

造成偽隨機(jī)出現(xiàn)的原因主要有兩個(gè),一個(gè)是信息獲取不足,另一個(gè)則是信息獲取過(guò)量。舉例而言,股票走勢(shì)是具有隨機(jī)性的,沒(méi)有人可以準(zhǔn)確的計(jì)算出股價(jià)的變動(dòng),但事實(shí)上股價(jià)的變動(dòng)是一個(gè)完全邏輯性的行為,是可以精確計(jì)算出來(lái)的。那么為什么它會(huì)成為一個(gè)隨機(jī)事件呢?是因?yàn)槲覀兊男畔⒘揩@取不足。如果我們能夠知道全世界每一個(gè)直接或間接參與股票交易的人的行為信息,那么我們自然可以進(jìn)行精確的計(jì)算??墒聦?shí)上我們無(wú)法獲取如此龐大的信息。

另外一個(gè)例子則是天氣預(yù)報(bào),沒(méi)有任何一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的天氣預(yù)報(bào)可以保證百分百準(zhǔn)確,但是關(guān)于影響天氣的所有信息,我們幾乎都可以獲取,那么為什么還無(wú)法做出零失誤的預(yù)報(bào)呢?

原因在于信息獲取過(guò)量,但我們處理和計(jì)算信息的能力不足,我們無(wú)法利用所有龐雜的天氣信息而精確計(jì)算出未來(lái)天氣的演化。理論上,宏觀世界的事物應(yīng)該是確定的,但這種確定只是針對(duì)于宇宙本身而言,而從人的角度來(lái)看,由于信息獲取和處理能力的不足,宏觀世界仍然是一個(gè)充滿不確定的世界。隨機(jī)性既存在于微觀世界,也存在于宏觀世界。

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