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命運是什麼?科學證明:我命由我不由天

作者:珂sama

監製:鄧添文

出品:螞蟻科學科普平台

命運是在特定的時間特定的地點一定會發生特定的事。命運到底是個什麼東西?命中注定真的存在嗎?這個看似迷信且不符合社會主義核心價值觀的觀點其實曾今在科學界引起了欣然大波。這就是著名的宿命論與非宿命論的爭論。

宿命論與非宿命論的爭論,實質上是經典力學與量子力學兩大學派的爭論。愛因斯坦用「上帝不擲骰子」來反對量子力學裡對基本粒子的隨機性描述。他堅信宇宙是經典物理式的,像鐘錶那樣機械地嘀嗒運轉,每個瞬間都決定著下個瞬間,這就是宿命論。

宿命論也叫決定論,來源於早期從牛頓的經典力學發展出的機械決定論。

機械決定論認為一個系統的初始條件一旦簡單的確定後,此後的運動都是必然確定的了,它可以不考慮初始條件的複雜性和隨機性。決定論認為世界上所有的東西都能用數學方程式表達。假如我們把一個事物的發展規律看做方程的運演算法則,在事件發生之前給入一個變數x,則當變數x確定時,方程有唯一解。

舉個例子:在拋硬幣的時候,只要能夠知道能影響硬幣運動的所有條件,再得知硬幣拋出時的各個基本參數,根據計算,我們就能準確的預測出硬幣掉落後朝上的一面。

我們把這個例子類比到整個宇宙,假如我們能知道宇宙的所有運行規則,則在宇宙誕生之前只要獲取它的所有參數,則我們就能預測未來所有的事件。

對於宿命論來說,不管我們能否測到所有的信息,或者能否發現所有的物理法則,他們都是客觀存在的。也就是說宇宙誕生之初,相關參數已經確定,相關物理法則也相應存在,所以現在我們的一切都是當初必然的結果,未來也一樣。宿命論的出現震動了當時的西方科學界,許多科學家因為接受不了「命中注定」的結果而選擇自殺。直到量子力學的出現。

量子力學的出現否定了命運決定論,量子力學的先驅之一海森堡認為:一切基本粒子都是不可準確測量的,只能用概率來描述粒子的運動狀態。基本粒子有多個存在狀態,且每一種存在的狀態對應了相應的概率。在沒對其觀察時,粒子的狀態是模糊混沌的,且同時存在,這種狀態在量子力學裡被稱為疊加態。在對粒子觀察時,粒子的多個運動狀態會消失,粒子只會選擇一種運動狀態出現在科學家的視野,這在量子力學裡叫做波函數的坍縮。

在數學上,量子力學也明確反對了決定論,舉個例子:在二十世紀上半期量子力學的誕生和成熟期。物理學家們發現,對一個量子系統作單個測量,在原則上不能得到精確的結果,而只能得到獲得某種結果的概率是多少。例如,如果對一個沒有被「極化」的電子進行量子力學測量,我們可以得到自旋±1/2的概率各為1/2,卻不能準確預期電子自旋的值究竟為+1/2,或為-1/2。也就是方程不是唯一解。

著名的雙縫干涉實驗也顯示出了相應的觀測事實,雙縫干涉實驗被稱為物理史上最詭異的實驗,它的理論基礎為粒子的波粒二象性(一切具有動量和質量的微觀粒子都有其物質波。)和波的相關性質(當兩個波相遇時,波峰與波峰會形成更大的波峰,波峰與波谷則會抵消,波谷與波谷則會形成更大的波谷)。所以在一塊板的兩條縫之間發射多個粒子,也就是很多條波,則會在縫隙的後面看到很多波峰疊加的痕迹。然而當科學家一次性只發射單個光子時,科學家仍然觀測到了相同的現象,這代表了光的波同時通過了兩條縫,也就是它出現在了兩個位置。科學家對其它的基本粒子也做了相應的實驗,得到了相同的結果,這代表了我們宇宙中的基本粒子的狀態其實是真實不確定的。

粒子之間不同狀態的結合產生了不同的結果,但是這種結合也是隨機的。也就是說如果在宇宙誕生時有另一個一模一樣的宇宙一起誕生,則在相同參數的情況下兩個宇宙應該是一模一樣的,都會有銀河系,都會有人類。然而根據量子力學,如果當初有這樣一個宇宙,那這個宇宙應該跟我們的宇宙不太一樣,不一定會出現銀河系,也不一定會出現生命,更別說人類了。

回到主題,結合量子理論,我們宏觀世界的背後是微觀的基本粒子的相互作用,而基本粒子的狀態是混沌未知,粒子與粒子的結合存在多樣的結果,所以我們未來也應該是豐富而未知。

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