在开始阅读之前,我想问一个问题——你相信,此时此刻阅读这篇文章是必然发生的吗?物理学统治宇宙 我们的方程与定律能够毫不含糊地推测炮弹的轨迹与降落地点;我们能够预测千年之后的日食,时间精确到秒;而关于天气的预测,也早就不是什么新鲜事了。事实上,任何一个系统,只要给我足够的初始信息,赋予我足够的运算能力,我就能推测出它的一切历史,知晓它未来的命运,一切都不是秘密物理学统治宇宙,过去与未来,一切尽在掌握之中。 我们的理论结构 全知全能的神 19世纪初,法国科学家拉普拉斯在用牛顿方程计算出了行星轨道后,把它展示给拿破仑看。拿破仑问道:"在你的理论中,上帝在哪儿呢?"拉普拉斯平静地回答:"陛下,我的理论不需要这个假设。" "我不需要上帝这个假设。"拉普拉斯站在拿破仑面前说。 "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。" 也就是说,假如有一个智者,知晓宇宙在某一刻分子所有的运动情况的话,他就可以从正反两个方向推演,从而得出宇宙在任意时刻的状态。对于这样的智者来说,没有什么过去与未来之分,一切都历历在目。 整个宇宙不过是一台精密的机器,他的每个零件都按照定律一丝不苟地运行。我们现在无法了解它,只是因为我们现在知道的信息太少而已。 双缝干涉实验 我们观测到的现象,要么表现出粒子性,要么表现出波动性。比如一只飞行中的蚊子,尽管它不停地飞来飞去,让你眼花缭乱,但实际上它在每一个时间点里只会出现在一个位置,这就是粒子性。比如你往水平扔一颗石头,当它落入水中的时候所产生的涟漪就是波动性。而对于微观领域,我们的常识似乎不那么好用了,因为那些微小的粒子既展现出波的性质,又展现出粒子的性质。 制造与地面垂直的两条平行缝,并在双缝的后面放置一个探测屏幕,另一端放置一个发射器来发射粒子。通过双缝向屏幕发射粒子,粒子通过双缝后并没有形成两条平行于双缝的条纹。而是出现了多条明暗相间相互干涉的条纹。粒子在运动过程中表现出了波的性质,它以波的形式同时穿过两条缝隙,并且"与自己产生干涉"。 可是,如果你试图去弄清楚粒子到底从哪条缝穿过,那么不可思议的事情发生了,一旦你开始观察,粒子的干涉条纹就会消失,但如果你移除观察装置,干涉条纹又会马上出现! 即使是微小的粒子也能对你的一举一动都了然于心 ——宇宙间的一切都在物理学的监视下一丝不苟地进行。 神与超级计算机 人生总是充满变故与遗憾,我们常常会想,如果时光倒流,让我们回到做决定的那一刻,我要做出不一样的选择。可是,如果时光真的倒流,所有的一切都回到那一刻,天气、心情、想法、记忆,一切的一切都回到那一刻,你还能做出不一样的选择吗?所有的条件回到过去,你所经历的一切都会在物理定律的监视下重演…… 那么,想象一下,现在有一个超级计算机,它拥有这个宇宙(让我们称其为一号宇宙)在某一刻的全部数据,现在它开动了,它想要推测历史,知晓未来,它需要耗费巨大的能量去计算整个宇宙,同时,它不能身处它将要计算的宇宙之中,因为它无法计算能够预测未来的自己,所以,我们只能把它放在与另一个平行宇宙(二号宇宙)中,消耗二号宇宙的能量来计算一号宇宙。 所以,如果真的存在全知全能的神,那他一定不在这个宇宙中,可我们该怎么去证实一个根本不存在这个宇宙的东西呢? 结语 决定论历来饱受争议,薛定谔那令人耳熟能详的猫就产生于反驳双缝干涉实验的唇枪舌战中,但经典力学尚需要相对论和量子力学的补充,布鲁诺也因为倡导日心说被送上火刑架,对于拉普拉斯的恶魔,对于决定论,我只惊叹于它完美的构想,沉浸在物理学的万千可能之中,无论它是至高无上的绝对真理还是昙花一现的奇思妙想,它都带我经历了一场永身难忘的头脑风暴。 所以,让我们回到开头的问题,你相信,此时此刻阅读这篇文章是必然发生的吗?