我准备开一个系列来讲讲我的三观，即：世界观、人生观和价值观。我们自顶向下来展开，首先从宇宙入手，再到地球与自然，最后到我们的人类社会与个体。我并不奢求每个人都能与我三观相符，事实上我也不希望这样，如果能给你带来一些思考与启发，我的目的就达到了。
从我们祖先第一次抬头仰望星空开始，人类就踏上了探索宇宙的慢慢征途。
从天圆地方到地球是球体，从地心说到日心说，从万有引力定律到广义相对论，从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的四维时空观再到量子力学的离散时空观，科学的一步步发展让我们越来越清晰地领略到宇宙的奥妙，也让我们更迫切地想去探究宇宙的终极奥秘。一代又一代的物理学家、数学家投身于此，但这些和我们普通人有什么关系吗？当然有，我们后面再说。

什么是随机

随机是一个抽象的概念，看不见摸不着。当你还是一个小 baby 还没有抽象理解能力的时候，你是肯定无法理解随机是什么意思的，但是现在你又会觉得随机是一个很简单的概念：不就是指「某个事件的结果可能处在一个集合中，但到底是哪个并不确定，可以通过概率描述每种结果出现的可能性」嘛。大家可能学过「概率论」，这就是一门研究随机过程以及概率求解的学科。「概率」其实是基于随机这种抽象概念衍生出的另一个抽象概念，而且比随机还要更难理解一点：一个事件，发生就是发生了，没发生就是没发生，什么叫发生的概率是 30%？如果你能很好地理解 30% 这个数值代表的含义，那说明你对概率的理解还不错，但是你有没有想过，真的有随机这个事情吗？概率论到底是用来解决什么问题的？
我们在学概率时最喜欢举的几个例子：掷硬币猜正反面、扔豆子猜落在哪个区域或者从箱子里摸小球等等这些。没错，我们掷出硬币之时并不知道硬币最后落地的正反面，但是其实你仔细想想，是正面还是反面的结果其实在你抛出的一瞬间就是确定了的：硬币的质量、形状、你抛出硬币的力度、硬币的受力点、空气给硬币的作用力等决定了硬币的运动状态，地面凹凸不平的细节、硬币材质的弹性等又决定了硬币落地后的翻滚状态。如果你知悉所有这些参数，你是完全可以通过方程计算出硬币最终到底是正面还是反面的。同理，箱子里的小球就摆在那里，一动不动，你伸进手去，摸出一个，是什么颜色也是百分之百已经确定了的事儿，为什么我们要说这些事件是随机的呢？问题就出在我们刚才的假设：「知悉一切参数」，是的，我们没有办法知悉一切参数，所以我们就计算不出准确的结果，因此我们退而求其次，使用概率来描述不同结果出现的可能性，来对未来进行预测与评估。
其实，所谓的「随机过程」，并不是真的随机。甚至在我看来，整个宇宙都不存在真正意义上的随机。

宿命论

听到「宿命论」，你可能会说：这是迷信，这是不科学的，这是唯心主义。但是，我不这么认为。
我很早就意识到了这个问题，大概是我上初中的的时候，在知道宇宙万物都是由基本粒子组成的之后。组成万物的基本粒子无时不刻不在运动、碰撞，质子中子电子的不同组合方式产生了具有不同化学特性的元素，元素又组合成各种物质、山川湖泊、花草树木、组成包括我们人类在内的各种动物、地球和各种天体甚至整个宇宙。既然某一时刻，所有粒子的运动状态都是确定的，下一时刻每个粒子的状态也是可以确定的，当然速度、加速度、自旋、碰撞都可以考虑进来，不管这里面有多少参数影响下一秒每个粒子的运动状态，只要每个粒子都遵循着一套物理规律，那么其下一时刻的行为就是确定的。那么，未来任意时刻每个粒子的运动状态也是确定的，也就是说，这些粒子组成的宏观世界也是确定的。怎么样，宿命论是不是相当科学？先不要着急反驳我。
后来我才知道，数学家拉普拉斯早就提出过类似的观点，也就是「决定论」。拉普拉斯的表述大概是这样的：「如果可以知晓宇宙某一时刻的完整信息，就可以推导出过去或未来任意时间点宇宙的状态」。
拉普拉斯的观点看似和我一致，但其实并不完全一样。

三体问题

刘慈欣的小说《三体》的火爆把「三体问题」带进了大众的视野，三体问题说的是：三个质量、初始位置和初始速度都是任意的可视为质点的天体，在相互之间万有引力的作用下的运动规律无法精确求解。
这个现象也被成为「混沌效应」，耳熟能详的「蝴蝶效应」是更通俗的一种说法，都是指初始状态的一个极微小的扰动，都会导致后面结果极大的不同。用数学语言表述就是这类方程对初值极其敏感，再小的差异都会在迭代求解的过程中被无限放大，使得无法被精确求解。
混沌 Chaos 一词源于李天岩和约克发表的一篇论文：《周期三意味着混沌》后被称作李-约克定理，庞加莱也证明了在至少三维的连续系统才会出现混沌，Ruelle-Takens 也发现系统中只要有三个互不相关的频率耦合就会出现无穷个频率耦合进而导致混沌。
抛开这些数学证明细节不谈，我们只看这个现象将导致什么结果：我们虽然可以通过万有引力定律计算出未来任意时刻地球、太阳与月球的轨道关系进而计算出日食、月食发生的时间，但对于三个天体组成在混沌系统，他们未来的运动状态是无法精确求解的。三个天体都搞不定，更别说整个宇宙了。
混沌理论的研究给了「决定论」狠狠的一击。

确定性与可预测性

这就回到了我与拉普拉斯观点的不同之处了，我说的是未来任何一个时刻宇宙的状态是确定的，但我并没有说是可以预测或计算的。这是有本质区别的：抛出的硬币正面朝上还是反面朝上是确定的，但并不能准确地计算出来；黑箱摸球，拿出那个球的颜色是确定的，但是拿出前你并不能计算出来。
不可预测性并不影响其确定性。
就好像一道数学题或者物理题，标准答案肯定是有的，但是你能不能算出来是另一回事儿，不能说这道题你不会算，它就没有标准答案，这么想才是真正的唯心主义。
因此，关于「宿命论」我的观点可以表述为：「未来是确定的，但却是无法预测的」。
你或许会说，这真是一派胡言，人的意志是自由的，自由意志支配着下一刻的行为，未来就是不确定的。如果读到这里你还这么想，那你需要重读一遍或者直接关掉，因为你就没有认真思考我的观点。反驳我可以，但要依照我的逻辑并找到我逻辑的漏洞，而不是另辟蹊径通过另一套理论的正确性来证明我是错误的。抛开微观粒子的角度不说，我这里再给出一个人脑实验的案例供参考：我们往往认为人是有自由意志的，很多时候我们会突然产生一个想法，而不是源自某些原因，我们也自然会觉得这种没有因果关系的想法自然可以导致随机的行为。研究人员做过这样一个实验：他们为受测对象安装上脑神经信号传感器并在他们面前放置一个显示屏和一个按钮，显示屏上有一个不停旋转的指针，受测者可以在任何时候「临时起意」点击按钮让旋转的指针停下。实验结果表明，虽然肌肉收到指令与大脑下达指令间存在一定延迟，但是在大脑下达信号的至少前 1000ms 脑神经冲动就已经开始积累。也就是说根本不存在「临时起意」，所有的想法都是神经冲动积累到一定程度产生的表征罢了。事实上，人脑只不过是一系列生物化学反应的集合，没什么神秘的，也根本不存在真正意义上的「自由意志」。
未来是确定的，但却是无法预测的。

搅局者 - 量子力学

当然，我知道绕不过量子力学，量子力学的发展可以说是把拉普拉斯的「决定论」彻底拍死在了沙滩上。
我们会在下一篇继续讨论。

转载自我的公众号 2019-06-02

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