决定论话说自从牛顿力学被提出后 , 经过物理学家和数学家的深化和发展 。当时的人们开始能够很好地预测各种现象 。其中有个叫做拉普拉斯的科学家提出了一个思想实验:拉普拉斯妖 。
这个思想实验可是相当了不得 , 他和芝诺的乌龟、麦克斯韦的妖以及薛定谔的猫并称为科学史上的四大神兽 , 无论哪个都是科学家花了很长时间才能迈过的坎 。当然 , 薛定谔的猫还没成功解释 。
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拉普拉斯认为宇宙现在的状态其实就是因为过去的状态导致的 , 而未来的状态则是由现在的状态导致的 。如果有一个智者(拉普拉斯妖)知道某一个宇宙中所有的力和物体的位置 , 并且它能够瞬间完后才能对这些数据的分析 , 那么从最小的粒子到最大的物体 , 它们的运动都会被包含在一条简单公式里 , 他就可以预测任意时刻宇宙万物的变化 。
后来 , 科学家们管这种思考方式叫做:决定论 。
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概率描述的世界不过好景不长 , 100多年后量子力学诞生 , 人们发现拉普拉斯妖根本不可能做到预测万物的事 。
首先是在微观世界 , 有个量子力学的测不准原理守着 , 这个定理告诉我们 , 我们不可能同时测量出一个粒子的动量和位置 , 不是因为仪器不行 , 而是观测了动量 , 就测不准位置 , 观测了位置 , 就测不准动量 。
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这时候科学家才意识到 , 在微观世界离 , 我们只能依靠概率来描述 。就比如说 , 氢原子核外的电子 , 我们只能用概率云来描述 。
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然而仅仅是这样么?
没多久 , 宏观世界的预测也被打破了 。而打破这个的叫做:混沌现象 。
我们更熟悉另个外号:蝴蝶效应 。这是指在一个动态系统里 , 只要初始条件发生微小变化 , 就会带动整个系统长期且巨大的链式反应 。
还有一个很通俗的版本:一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀 , 可以导致一个月后德克萨斯州的一场龙卷风 。
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而且科学家发现 , 其实混沌系统无处不在 , 我们的社会 , 股市其实都是一个超级复杂的混沌系统 。而混沌系统受到初始条件的影响很大 , 初始条件稍微改变一下就会千差万别 。
最简单的混沌系统应该就是双摆了 。如果一开始有一点点微小的不同 , 摆杆的轨迹就会完全不一样 。
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不确定性原理和混沌系统告诉我们一个道理 , 以往研究对象其实都是线性的 。说白了 , 就是很好找到因果关系或者相关关系 , 这也是决定论能够成立的原因 。
但这个世界 , 存在更多的是非线性的系统 , 这个系统超级复杂 , 已经远远超过人类的算力 , 我们是不可能用几个简单公式就能直接描述的 。我们能描述的仅仅是概率罢了 。
正态分布科学家就曾尝试用概率分布来分析整个系统 , 比如:正态分布 。它的样子很像一个倒扣的钟 。所以也叫做:钟形曲线 。
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这种分布其实是常用在离散模型当中 , 比较常见的就是高尔顿板 。
如果搞一块竖直放置的板 , 在上面钉上交错排列的钉子 。让小球从上端自由下落 , 这个时候 , 小球碰到钉子就会随机向左或者向右落下 。这时候 , 我们得到的就会是一个正态分布 。而每个豆子之间是相互独立的 。
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除了高尔顿板 , 我们还常常需要描述一个班级的女生或者男生的身高 , 这也是一个很标准的正态分布 。但是我们知道 , 其实每个同学的身高也是相互独立 。
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