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[转贴][学术党]恶魔的福音——未来福音的科学考据（伪）

seikaieva2000as@2008-11-06 08:51

原贴地址：http://bbs.sumisora.com/read.php?tid=10899149
发布者：nouseforever

引用
引用楼主nouseforever于2008-11-04 19:48发表的【原创】恶魔的福音——未来福音的科学考据（伪） :

写这文的缘起是前日在s1上和某少女几楼莫名奇妙的嘴战。好吧小说也看过好久了，既然有感，就写点来纪念吧。
好吧我知道很多人是被标题骗进来的。不过我真不是标题党啊

《未来福音》这部空境补完性质的小说，说了个“未来视”的概念，也就是预测或是测定（这里的区别暂按下不表）未来。本来嘛，如果把这能力归于神力魔力，或是说是月世界的特殊性咱也不会想太多，但蘑菇这里提出了“根据”
[Quote]
全部情报都有机的混合在一起，尤其配置导出了必然结果之后，他们就会以影像的形式看到未来。未来预测并不是直觉，而是有高度的情报处理得出的。

还有很多处，就不一一指出了。在这里我看到了什么呢？就正是“拉普拉斯的恶魔”(Démon de Laplace)！

打 gal多的同学一般都知道，是有那么几个writer喜欢混很多杂学在故事里的。当然蘑菇也是。比较好一点的是，蘑菇的杂学相对偏文史类或是次文化类多一些，理解起来还不致那么晦涩；比那个打越和现神罗密欧动不动就玩量子力学好得多。但这次，这恶魔的噱头却实在是让我大跌眼镜了一把。好吧就让我们看看恶魔是怎么带来福音的算了。

拉普拉斯（Pierre-Simon Laplace），法国著名物理学家、数学家。1749-1827，以数学上的拉氏变换拉氏方程、天体力学的杰出贡献为世人所知。好吧至少现在他还在荼毒无数理工科学生-_-b。话说某天这人算天体轨道上瘾了，然后就破天荒地抛出了这么个理论：
“假设有一个恶魔，能在某刻知悉宇宙中所有原子的动量和位置，那这只恶魔就可以用牛顿定律知悉宇宙的全部，过去和未来“（大意）
wiki上的原文，有兴趣的可以看看
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%8B%89%E6%99%AE%E6%8B%89%E6%96%AF%E5%A6%96
好吧看看，和《未》里的一样不？呃可能有同学想问为啥这样就能预言未来（过去我们暂且不管，其实用下面那种方法倒推就可以了）了，非常浅显地用高中的物理知识解释一下吧（部分理工科大学毕业生可以回忆下拉格朗日方程，也可以推）：

牛顿三定律大家都知道。这里我们需要强调的主要还是第二定律。F=ma。咳咳，其实牛同学一般不是这么表述的，比较普遍一点的是那个动量定律，它和上面那个完全等价 Ft=mv1-mv0。然后我们还需要个万有引力定律，G=k(Mm/r2)。好了，这样工具就齐了。能说明什么呢？如果你在某时刻知道了某物体的动量和位置，也能通过万有引力定律计算它所受的外力(这里不考虑电磁力，其实考虑也对结果无影响)，那么就可以计算出他在t秒之后的动量，用运动方程可以算出t 秒之后的位置...好，这个物体我们搞定了。假设你计算能力超群还能把宇宙的全部物体运动情报都掌握呢？当然你就能计算出t秒之后这些物体的动量和位置......OK，恶魔就是你了。

嗯，拉普拉斯先生就这么想的。从他一生的工作看，写的最大部头的《天体力学》五卷书里整体思想也就这个。他可是决定论最大的奠基者之一啊，还被人称为法国的牛顿。提起这个来有件事情他可是相当地NB，在整个科学史上都是件非常NB的事情。当时拿破轮听了他的大名，找到他；然后他给皇帝演说了这套理论来算行星轨道。拿破轮觉得很了不起啊，不过他还是问科学家说“在你的宇宙系统里面，上帝在那里？”
然后拉同学一脸平静地说：“陛下，在我的理论里，没有上帝的位置。”

太NB了...19世纪的决定论（好吧你想说是预测论其实是一个道理）物理学家们简直就是自信到神一般的存在。现在想想也是神奇的想法啊，只要我们能充分知道某系统的情报...人人都是神！哦不，恶魔！

但上帝太狡猾了。躲在原子之间扔骰子的上帝，是让爱因斯坦也吐血的。现代的物理学家，一个个哪有百多年前他们的前辈那样昂首挺胸的。瘪三了。决定论死亡后精神上就瘪三了。还不只物理学，准确说整个自然科学稍带着技术应用都瘪三了。中学时看过《侏罗纪公园》的小说版，里面负责公园控制的学者就因此崩溃了。虽然那时我还幼稚地很，不过文中的绝望感显然并不来自几千万年前的爬虫类而是这个。

为啥恶魔被消灭了呢？或是说它根本就不曾存在过？现在看来有两条是根本原因。

1.量子力学的不确定性
别恶心，就这个。前面不是提过“在某刻知悉宇宙中所有原子的动量和位置”么？好算你狠计算能力出色，但下一刻原子这些小东西可不会按牛顿定律的来，而是有个概率性。也就是说，轨道有可能是这样，也有可能是那样，没具体到了t秒后，谁也不知道微观粒子走哪条路，速度是如何。嗯，薛定谔的猫也是从这里来的，提这个测不准原理的人叫海森堡。要准确点说其实宏观的大物体也是有不确定性的，不过不确定率很低，低到怎么精密测也是可以忽略的小量罢了。（这里有个趣事，就是爱因斯坦觉得自己很NB，他不信这个，说是上帝不会掷骰子；他跟另一位大牛波尔公开辩论。波尔是谁？你就当他是所有量子力学大牛的老师就好了。结果老爱完败。如果今天有人能把骰子论推翻了，估计他在地狱-v-里也会笑的）前提玩完了，还能成立么？

2.混沌理论
不是你早点吃的那个馄饨。虽然微观的阵地丢了，但因为微观的不确定量对宏观整体影响还是比较小的，所以我们在宏观上，不太长的时期内，搞一搞预测还是可以的吧？误差不会是很大的吧？想法很好很天真，但决定论们这次又吃瘪了。其实混沌从18世纪那时候就在流体的湍流现象和三体（搞这个最有名的就是前文提到的拉格朗日，对国内SF小说比较清楚的同学应该知道有个刘慈欣写了上下两部长篇说这东西）问题里一直悄悄地给他们下绊，到了百多年后终于绊倒了。用相对准确点的语言说，叫“混沌系统的初值敏感性”。主流媒体不那么麻烦，管它叫蝴蝶效应。一回事。

举个例子。假设一个封闭的草场，有1000000头羊，5000条狼。阳光水草传染病。好我们假设后面这些条件是比较稳定的，然后再假设量子力学的骰子此时不扔。那么把这个封闭的草场放一定的时间，200年吧。因为排除掉了原因1，条件我给的也比较准，那么200年你再来这里，羊是多少狼是多少就必然是个定数，也就是决定论赢了。但是！如果不是1000000头羊而是1000001头羊，结果是不是跟我们那个定数差不多呢？不是的，因为系统对初值极其敏感，所以初始值一点的不同就会造成结果很大的差别。所以说一只蝴蝶的在巴西热带雨林里的翅膀扇动能引起德克萨斯一场暴风骤雨呢。随便提个大家都熟的歌谣：
“少了一颗钉，坏了一枚蹄铁；
“坏了一枚蹄铁，跌翻一匹马；
“跌翻一匹马，摔死了一个勇敢的骑士；
“摔死了这个勇敢的骑士，输掉了一场该赢的战争；
“输掉了这场战争，灭亡了一个国家！”
大意如此。我们这里其实还只考虑了羊的数量。如果草的数量呢？太阳的黑子变化呢？昆虫呢？寄生虫细菌病毒呢？你还认为未来是能预测的么？就算给你那样的处理能力的大脑你战得过上帝，战得过混沌么？

绝望了。

顺带一提。混沌因为初值不同产生的状态分叉，正是“平行世界”理论的最早来源。当然一般ACG说平行世界的人不会鸟这个。

科普就到这里，回过头来看看《未来福音》吧。能如故事般预测显然是不现实了，但粗糙层次的预测还是遍布于我们的生活之中的。最简单的例子就是天气预报，拉普拉斯实在是劳苦功高。不过也因为上面的那些限制，所以有时不准，长期预测又不可能。还有无数的模拟模型什么导弹的核爆炸的地球的宇宙的，都是决定论的阴魂在引导着，大家知道就行了。

预测不能行，那“测定”（珊瑚版）又如何呢？我在这里超级敬仰地看到了蘑菇的先进性啊！虽然混沌系统是不好预测的，但我们可以人为地加入一些外力因素，改编混沌的方向性，从而达到比较好的结果。这种观点就是著名的混沌控制理论。如果举个不恰当的例子，比如我们可以通过外力手段改变天气——这太作弊了。那说个我工作方向的分野内容物吧，人的心脏如果发生房颤（比如心X梗塞等等原因吧），这里心脏系统就可以看成发生了混沌现象（正常工作时是不混沌的，基本可以认为是线性的），人们可以在此时加入药剂或理疗等等方法，控制混沌恢复到简单的线性工作状态。这就是混沌控制了。在我看来《未》一书中爆蛋正太的行为可以被看作是混沌控制一类，虽然他控制的系统实在比较大最后一次控制还败了，但道理还是一致的。嗯但眼睛看到的未来视那部分的合理性，上文就提过不表了吧。

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前天有学生跟我聊起《未》一书来，我就和他讲了一通这个。他说老师啊你不是号称不是真otaku么？我想了半天说其实这是职业病，不是otaku！确实，这几年讲课，虽然课本上完全没有，我还是每年都要和学生们说拉普拉斯恶魔这个物理学秩事，在这里写出来也算是一种缘分吧。行文我尽量科普通俗了一些，如有错漏请原谅，如想深入研究，图书馆甚至wiki之类都是可以看看的。

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PS：稍作了下修改，更旁征了一些。文中提到的一些概念和知识，虽然浅薄，不过用来应付相关的ACGN基本是够档了，即便不够，从这种角度出发查询下也是不用走弯路的。如果能有一部不是现在这种苏俄式的满篇公式的教材，而是对各种次文化旁征博引的书来授课的话，枯燥的理科也能多许多人文味；有生之年能不能看到这些人文相关甚至次文化相关反过来影响课本呢，想来我也是痴人说梦吧。不过说真的，理科的很多内容很人文也很有趣，也无怪乎许多剧本家一而再三地利用了。

有人要zt就z吧...反正是冷帖，应该不会有太多高人来战，哈
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引用

ＸＷＺ@2008-11-06 09:22

居然没有提到基地和心理史学……

引用

ydd319@2008-11-06 09:43

考据党真可怕。。。。[/KH]

引用

Lychate@2008-11-06 09:53

刘慈欣的三体、黑暗森林是他地球三部曲的前两部，不是上下篇

引用

hac576@2008-11-06 10:33

学哲学的呢？必然性和偶然性什么的。。。[/TX]

PS：像这样讲课的老师真不多。。。