2022年10月1日 星期六

關於Laplace's demon

2021 數學課時,高二生大概聽得有點累了,問了我關於『拉普拉斯的惡魔是什麼』的問題。Demons 之路的重重障礙:

一、最小單位:
時間有最小單位、物體也有最小單位。在這兩者成立之下,Demons才可能回報所有粒子的位置與速度。才有接下來的預測與回溯。問題是,時間有最小單位嗎?
假設時空都有最小單位,Demons還會遭遇名為『測不準原理』的科學障壁。

二、測不準原理:
好死不死,你無法同時準確地知道粒子的位置與動量,動量就是質量乘以速度。因此,Demons回報了位置,回報的速度是超不準的;回報了速度,位置就不知何方。
假設時空都有最小單位,Demons透過某種魔法,可以同時準確測量位置與速度,他會遇到名為『相對論』的科學障壁。

三、光速極限:
Demons無法瞬間回傳粒子的位置與速度,回傳訊號最快是光速,因此遠方的資訊慢到,近的資訊早到。Demons要等所有資料都回傳,才要計算下一個時間最小單位的粒子狀態嗎?宇宙有多大,他就要等多久。一百億年嗎?

假設時空都有最小單位,Demons透過某種魔法,可以同時準確測量位置與速度,也超越了光速極限的限制。Demons會遇到名為『空』的佛法屏障。

四、量子糾纏與空:
超越光速極限的方法,就是利用量子糾纏。粒子們都糾纏在一起,知道這個粒子的狀態,就可以立刻馬上知道那個粒子的狀態。可是,Demons不能置身事外,觀察者會因為觀察,而改變那些粒子的狀態。因此,Demons無法回報所謂的在某個時刻的位置與速度。這個沒有置身於事外的獨立觀察者,這樣的道理,在佛家稱為『空』。

最後,Demons只能用近似的方法,預測出可能的未來,回溯可能的過去。他遇到了終極屏障-『空』。

也許還有別的方法準確地預測未來,準確地回溯過去。但是Laplace這招會遇到這些困難。
PS. 我必須要說,Laplace這招不好,要預測未來,應該要去理解世界的原理,才能做出預測。不理解原理,花很大力氣把所有事件記錄下來。

這就像是倉庫管理人,不分類、不整理,來了就堆,找很多小朋友去記憶那些物品的位置。It doesn't work!