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人类是否真的能预测未来? --- 从章鱼帝和未来哥说起

发布时间:2010/7/14 点击:6025 字体大小: 返回

      1.昨晚上看了世界杯决赛的直播,这也是我自98年以来,第一次熬夜看球。

      我不是个标准的球迷,为什么还要这么拼命的熬夜看球呢?除了世界杯的决赛确实有吸引力之外,还有一个八卦的原因,就是要见证一下章鱼帝和未来哥的预言哪个更准确。

      章鱼帝,就是著名的德国章鱼,保罗大人。它华丽的预测了本届世界杯上所有德国比赛的结果,加上西班牙击败荷兰夺冠的总决赛,一共猜对了八场比赛。

按照数学计算,章鱼帝的全部猜对几率只有0.39%,堪称神迹。就算加上各种客观因素,好比说章鱼偏好红黄色之类,它的成功率也绝不会超过20分之一,即是专业算命师也无法跟它媲美,以至于有人尊称本届世界杯为“章鱼杯”。

未来哥则是来自中国的本土算命先生。一个月前,此人在百度发了个帖子,自称来自未来,说世界杯的决赛是西班牙对阵荷兰,荷兰二比一胜出,而且还说出了是谁进的球。

一个月前猜出决赛的对阵双方,难度之高,论算命级别恐怕也是相当专业的。但要是再能说出几比几,甚至谁进的球,这可不是一般的概率推算能达到的了。如果全猜对了,我恐怕真的要怀疑他是不是从未来回来的了。

章鱼帝和未来哥,看起来都是在做同一件事情:“预测”。但是其背后的概念是不同的,他们分别代表的是人类自古以来的两个极度渴望,却又无法企及的野心:预测未来和回到过去—无论哪个可以实现,去中几个亿的彩票,几辈子都吃喝不愁了~~

毋庸讳言,我是章鱼帝的粉丝,原因无他,我喜欢那只没有性生活的章鱼,不需要理由。至于它的预测,无论是20分之一,200分之一,甚至2000分之一,都无法改变我对“预测未来”这件事的看法。

但是那个未来哥不一样。他是个有自由思想的人类,而其预言的详细程度又超出了一般的概率范围,如果他成功了,我真的是要重新审视自己对“回到过去”这件事的看法了。

所以,纵使熬夜,我也一定要看现场直播。因为这已经不仅仅是一场球赛了,而且还关系到了我的世界观的基础:

我们真的能重返洪荒的太古?

我们是否能预知飘渺的未来。。。

2 我们能否预知未来?

让我们从头说起。

自远古的先民在美索不达米亚的泥板上印下人类的一个文字开始,人们就开始思考,我们所居住的这个世界,到底是个怎么样的地方?我们究竟能不能预知和把握自己的命运?

然而弱小的人类看到的是,天上有风云雷电,人间有悲欢离合,自身有生老病死。无论何时何地,世界的混乱与反复无常总是让人感到一种莫名的压迫与恐惧:我们永远无法知道下一刻会发生什么样的事,谁也不知道哪一声“再见”之后,我们就再也见不到了。

于是乎老子曰:天地不仁,以万物为刍狗。

于是乎佛陀说:一切有为法,如梦幻泡影。

于是乎摩西和耶稣教导我们:这是神的旨意。

于是世界变得仿佛不可理解:道可道,非常道!太初有道;道即是神!

我们无力了解和预知自然,只好把这个权利交予天神.

然而,在泰西的爱琴海边上,不知为何,忽然出现了这样一群智者。波涛汹涌的大海赋予了他们探索世界的好奇心、激情、以及无与伦比的勇气。他们敢于问寻那些人类所能观测到的最壮观的景象:日月的盈仄,晨宿的列张,还有这个星汉灿烂的大千世界。

不知道经过了多少代人前赴后继的探索,古希腊的先贤们终于得出了这样一个前所未有的新奇观念:自然是有序的,是按可为人类思维所能发掘的数学规律运行的。从星座的盘旋到花瓣的颤动,宇宙间所有能被感知的现象都能用一种精确、理智、数学化的方法来描述。

简而言之,自然是按理性设计的,我们虽然无法改变这种设计,却可以去理解它,不需要用神仙妖怪那些被幻想出来的东西来支撑我们卑微脆弱的世界观。

大贤者阿那克萨哥拉对这个伟大理念有个很经典的描述:“理性统治着世界。”

一代代的贤者,背负着这个理念,默默的走了两千年,从古典时代到文艺复兴,从亚里士多德到伽利略,终于将之传到了一个号称“最接近于神的人”的手中。

这个人,就是伊萨克。牛顿爵士。他命中注定,将让理性的光辉君临这个黑暗的地球。

1686年底,牛顿写成了一部划时代的伟大著作:《自然哲学的数学原理》,他几乎单枪匹马的建立了整个煌煌牛顿力学,并让科学从此从哲学中独立出去,这对人类历史的贡献之大,可谓前无古人后无来者。自这本巨著出问世之日开始,人类发现自己几乎认识了世界运行的一切真理,从浪花的飞溅到星象的运行,突然之间,宇宙里的所有运动全都说的通了!

从牛顿往后两百多年,是一个理性繁荣,神学崩溃的年代。古老修道院里的修士们,除了震撼于这个世界的改变和祈求上帝的救赎之外,根本无计可施。而科学家们则得寸进尺,越来越不把上帝放在眼里,不断的开疆拓土,地质学、热力学、电磁学、化学。。。。。。 一大堆新型学科如雨后春笋般冒了出来。自然界的神秘性在人们眼中越来越少,到了19世纪末期,人们甚至认为,物理学已经走到了尽头,不需要再做任何研究了,我们已经掌握了大自然的一切奥秘。

理性的极度繁荣和对神学的极度打压,终于让科学家们的思维到达了一个新的宿命论的高度:由于宇宙里的一切都是有序的,是严格按照规律运行的,所以,我只要知道了现在宇宙中的一切状况,包括每个原子的位置,那么,根据原理,我可以精确的推断出整个宇宙的过去和未来,一点不多,一点不少。

换句话说,宇宙的一切过去和未来,都是定好的,用个词归纳,就叫做“决定论”。

当然,我们依然无法精确的知道明天究竟下不下雨,。这是因为我们的观测能力有限,无法精确的知道雨云中每个分子的状态,假设有那么一台超级计算机,可以精确的算出一切分子的状态和运行轨道,那么我们甚至可以知道明天会在几点几分几秒开始下雨,下多少滴雨。

未来既然是已经确定无误的,那么我们还需要上帝做什么呢?所以当拿破仑问大科学家拉普拉斯侯爵,为什么他的学说中没有上帝时,拉普拉斯自豪地说:“我不需要那个假设”。

这是科学家曾经喊出过的最目空一切的豪言壮语。然而,子曾经曰过:过犹不及。理性的光辉是伟大的,但是过了头之后,也会出现问题。

其实决定论的本身,就蕴含着一个极其恐怖的场景,想象一下,在未来的某一天,一台超级的计算机会代替披着斗篷捧着水晶球的预言师向世人宣告:你们的过去和将来尽在我手,我的名字,叫做上帝!

决定论的一个巨大问题,就是按照它的逻辑,我们人类无非是宇宙中的一个零件而已,既然过去未来都是确定的,那么所谓的“自由意志”,其实也是实现预定好的,无人可以更改。

好,一个问题就来了:如果未来都是确定好的,那么假设我精确的预测了未来将要发生的事,我能不能去改变它?

好比说,章鱼帝发话了:西班牙要胜荷兰。那么西班牙的队员有没有权利说,我不信这个邪,我们认输?

换句话说,自由意志是否真的存在?或者只是一种镜花水月般的幻觉?

好吧,我承认,这个问题太复杂,暂且先不讨论了,放到后面再说。那么假设没有这个“自由意志”的问题,我们是否就能说,宇宙自诞生之日开始,就有一个确定的命运轨道呢?未来是否真的是确定的呢?

在20世纪中叶以前,很多科学家是倾向于相信这一点的。之后,就再也没人信了。

因为他们清清楚楚的看到,上帝嘲弄式的把一个巨大的骰子扔到了他们面前,骰子上写着四个大字:“量子力学”。

3 不确定

如果我们要知道未来,首先要知道什么?

当然是要知道现在的状况。如果我们连南非世界杯有哪些国家参与都不知道,谈何预测谁是冠军?

那问题是,我们能精确的知道现在的情况吗?好比说,我们知道,世界的一切物质都是由电子中子质子这样的微型例子构成的,那么一个电子,我们能精确的知道它的位置和运动方向吗?

1926年,德国科学家海森堡在研究这个问题的时候,发现了一个惊人的公式:

P x Q ≠ Q x P

这个公式看起来很怪,难道1 x 2 ≠ 2 x 1吗?问题当然不是这么简单,它牵扯到线性代数的原理,不过其中蕴含的意义是很深刻的:一个电子,如果我们能精确的知道它的位置(Q),那么我们就一定无法知道它的运动方向(P),反之亦然,如果如果我们能精确的知道它的运动方向(P),那么我们就一定无法知道它的位置(Q)。P和Q永远无法共存共荣,你知道了一个,就必然失去另一个。

之所以会出现这种怪事,主要是和测量的方法有关。我们怎么测量一个电子?得看的见吧,要有光吧。好,光是光子构成的,光子也是粒子,而且相对于电子来说也算是孔武有力。一个光子打过去,等你看清楚电子了,它也被撞飞了。换句话说,你的测量方式,会改变这个电子的位置或者动量。结果就是,你根本无法知道它的真实情况。

我们连一个小小的电子的现况都无法测量,谈什么测量未来?

除了电子的动量和位置这对矛盾之外,科学家们还在自然界中发现了其他令人沮丧的矛盾。好比说时间和能量。

时间和能量(或者质量,因为根据相对论方程E = mc^2,质量和能量是一个事物的两个方面)怎么会是一对矛盾?我不知道,反正他们就是不共戴天。

时间越精确,能量越不精确,这意味着什么?这意味着你身边两米处可能刚刚发生了一场剧烈的爆炸,但是这场爆炸持续的时间太短,以至于你还没有意识到它,它就已经消失了,来不及做出任何的破坏。

只要时间足够短,时空间的能量是完全可以无中生有的。经常看电视上有人会获得超能力,能让时间停止,从而可以为所欲为的去拯救地球或者偷看女生内裤,但是我要警告你,如果你有这个能力了,千万不要使用,不是因为女生内裤不好看,而是因为我们周围到处都可能有剧烈的核爆炸,等你把时间凝固了,下一个瞬间你也就要以肉酱的形态回到现实中来了。

好吧,我们真的已经无法谈论未来了,因为连现在的东西,甚至连这个东西的现在究竟是什么时间我们都无法真的完全确定,未来如何,又从何谈起呢?

那么,假设,这一切都不用考虑,我们可以完美的知道时间和能量,可以完美的知道世间一切粒子的位置和运动方式,统统知道了,一点不差,那我们就可以预知未来了吗?

不可以,而且差的越来越远。

1925年,奥地利著名的花心科学家薛定谔,在他第N号情妇的激励下,发现了一个方程,史称薛定谔方程。这个方程里有一个奇怪的东西,叫做Ψ(读音:psi,普西~~ 不愧是薛定谔起的,读起来很有内涵~~),意思是空间中某种东西的分布函数,但是谁也不知道它在现实世界中究竟指的是什么。

这个谜团立刻引起了各路学者的好奇和竞相猜想,但是大家都一筹莫展。直到1926年7月,年轻的德国科学家波恩终于一语道破了天机:

这个“Ψ”,其实是个骰子。

骰子我们都玩过,很好玩,一共六个面,每个面掷出来的几率都是16.67%。这东西历史极为悠久,在埃及的金字塔和中国的汉墓里都能找到,恐怕连秦皇汉武和图坦卡蒙都对其甚是熟悉。

那这个东西在物理学上是什么意义呢?

是概率,量子物理的概率。

举个例子,你往墙上的靶子扔个飞镖,根据牛顿物理,只要知道你扔飞镖时候的速度、引力等一系列参数的数值,那就可以精确的计算出,你是否可以击中靶心。

而然量子物理就完全不一样了。你扔个单一原子的飞镖过去,纵使知道了全部的参数条件,最后你能不能射中飞镖,仍然要经过骰子的考验。事情的情况往往是这样的:你的原子飞镖,

有90%的几率打中靶心,5%的几率随机打中靶上的任意某个地方,5%的几率打到靶子外的任意某个地方。

换而言之,纵使你能掌握现在的一切,对于未来,你也只能知道个可能性。

再换个角度说,任何事情都有可能发生,只是几率大小的问题。

你正在看的这台电脑,有可能在下一秒钟化为一缕青烟,弥散在空气中不复存在吗?你家里的床,有可能在下一秒钟化为成捆的美金,冲着你微笑吗?

有可能,完全有可能啊!

只不过几率太小了,你不太可能有机会看到而已。纵使过了百千万亿年,轮回了百千万亿劫,你恐怕依然看不到自家床榻变成美金的奇观。不过,从最严格的物理学角度而言,你无法否认这种奇迹发生的可能性。

这下是真的没招了,我们无法精确的知道现在,更不可能精确的了解未来,只能知道个“概率”。

值得庆幸的是,在日常生活中,正常事件的出现频率还是蛮高的,当你打开工资袋的时候,里面要是少了一张红色的钞票,不要怪量子物理,那是老板给你减薪了。

像章鱼帝那种预测球赛结果的水平,也完全是做的到的,全世界对世界杯做预测的人没有十万也有八万,出个把章鱼帝,就跟大批人买彩票,最后总有中奖者一样,实在不算是新鲜。

4. 回到过去

预测未来是没戏了。那回到过去可能吗?

可能,但是也不好说。

所谓可能,是因为量子力学的本性极其浪荡不羁,它在微观尺度上几乎允许任何事情的发生,就某些特殊粒子而言,现在完全可以决定过去发生的事。

然而让一个大活人未来哥去穿越时空,那就不好说了。

如果你看过一些科幻小说或者电影,那一定知道,回到过去有一个先决的条件,就是速度一定要高于光速。

为啥非要高于光速呢?因为根据相对论,在正常的世界里,无论你的运动速度是多少,光速对于你而言都是一样快的,每秒钟30万公里。

这样一个问题就来了,举个例子,你静静地站在窗户边上上,看着路边的一个以每秒5米前进的骑车人。对于你而言,你是静止的,骑车人是在前进的。然而对于那个骑车人而言,他自身是静止的,而你是在运动的。那么,究竟是谁在动?是你在动?是他在动?还是你们的心在动?

按照牛顿力学的原理,谁动谁静都是可能的,看你的参照物是什么了。唯一肯定的是,你们的速度是不一样的,而其他的参照物,好比说以每秒20米前进的汽车,或者路上以每秒1米速度前进的行人,对于你们而言,速度也是不一样的。

然而相对论提出的观点截然相反,光速对于你们而言,都是一样快的。光速不会因为你逆着光源前进而变快,也不会因为你顺着光源前进而变慢。

这在牛顿力学中是不可思议的,因为在相同时间内,你们前进的距离不同,而速度是距离除以时间。时间相同,前进距离不同,速度怎么可能一样?如果速度非要是一样的,而前进距离又肯定不一样,那么结果只能有一个:

不同速度的人拥有不同的时间。

爱因斯坦这辈子最大的成就之一,就是告诉我们,时间是一个靠不住的东西,不光是不同速度运动的人的时间不一样,甚至你脑袋和脚上的时间也是不一样的。假设你不是经常倒立的话,通常你的脑袋会比脚稍微老那么一点点。

如果时间是个跟速度有关,而且不怎么可靠的东西,那我们当然就可以利用速度来改变时间的进程了。

关于速度和时间,现在科学家们已经有了一个很完美的设想。不是回到过去,而是飞向未来。他们的做法很简单:加速。只要把速度加到接近光速,然后旅行一段时间回来,也许你就会发现地球真的进入共产主义社会了。

当然了,这个计划虽然可行,却不像我说的那么简单,毕竟人类飞船的最高纪录只有每秒15.6公里,离着接近光速还差好几个十万八千里呢。

去未来是可行的,暂时的不可行仅仅是技术问题而已。然而要回到过去,就要超越光速,这可真没那么简单了。因为根据爱因斯坦的相对论公式,一个物体运动的速度越快,那么它需要的动能越大。而能量和质量是同一种东西的两个表现形式,也就是说,你的速度越快,那么你的质量也就越大。

不用担心健身房里的跑步机会让你长胖(确实会让你胖那么一点点,但是地秤是称不出来的),这个效应只有在物体运动速度接近光速时候才有意义。如果你的速度是每秒3万公里,也就是光速的十分之一,那你的质量要比正常大0.5%,这还是可以接受的。然而如果你达到了光速的90%,那你的体重将会增大一倍以上,而且速度越接近光速,你长胖的速度将几何成长。根据相对论,任何物体都无法达到光速,因为那时其质量会变成无限大。

硬生生的达到光速,看起来似乎是没戏了。那么还有没有什么曲线救国的道路呢?

有的。

按照相对论,时间和空间是按1:3的比例混合在一起的,不可分割。而空间这个东西,跟时间一样,也是靠不住的。

爱因斯坦在1935年发现,广义相对论允许空间中出现一种叫“虫洞”的东西,类似于电脑游戏里的bug。好比说地球跟某星座某行星距离200万光年,飞过去根本没戏,但是两地间的虫洞也许只有几千万公里,要过去完全来得及。那么你只要通过虫洞再回来,你就会惊喜的发现,你已经成功回到了类人猿的时代。

这么做好处多多,但问题也不少,因为这个虫洞比时空间都不可靠,它的时效很短,随时可能坍塌。

好吧,我们假设,有一个先进的文明,或者说未来的科学家有如此伟大的能力,可以保持虫洞的持久畅通,从而可以让人自由出入,那回到过去是不是就没有问题了呢?

是的,回到过去这个问题是没有了,然而随之而来的,是更巨大的问题,也是前面提过的一个老问题:自由意志是否存在?

好比说,当你回到自己的婴儿时代的时候,是否可以挥刀将自己砍死在襁褓之中?

这里就出来了一个典型的悖论:如果你杀了自己,你是如何长大的?如果你没被杀掉,那么你杀掉的人是谁?

如果你真的杀掉了自己,而自己没事,那么,你回到的历史,是否还是你来的那个?

如果你没有杀掉自己,那么,你是否能这么做?你的自由意识是否还存在?或者说,只有真的回到过去,我们才能真的发现,其实我们只是命运中的一个木偶,一切都是命中注定?

前面说了很多测不准的东西,那是指我们无法准确的预测未来,然而这并不能证明未来就不是已经决定好的。

也许只有真的回到了过去,我们才能知道,历史究竟是不是一条不可逆流的长河,我们是否能掌握自己的命运。我之所以对未来哥抱有一丝期望,原因就在于此。

当然了,我不相信不久的将来,好比说几十年内,我们人类就可以掌握穿越时空的技术。但是如果有外星人光临的话,那也真说不好。

外星人可不单单是科幻小说里的读物,他们是一定存在的,生命这个东西真的是命比蟑螂还硬,在一定程度上说,生命在宇宙中的出现是不可避免的。按照统计学计算,在银河系内肯定会有大量的文明社会存在,然而一个限制条件是:任意两个文明星球间的平均距离应不低于200光年。

200光年看着不远,但是按照人类目前的速度,不飞个几百万年是绝对到不了的,如果外星人真的能在生命的有效时刻内驾临地球,那么它们一定掌握了相当高超的时空间技术,这些外星人要是选了一个未来哥来向我们进行星际文明间的交流,那也许会是人类文明的一次奇遇。

然而,伊涅斯塔在第116分钟的进球,打破了我的幻想,未来哥完败,他不是从未来回来的。

不过转念一想,这也未必,万一他真的是从未来过来的呢?1949年,数学家哥德尔发现广义相对论允许新的时空存在,而且量子物理中也有一个多宇宙的理论。也就是说,未来哥仍然有可能是从一个跟我们这个宇宙相近似,然而历史发展不一样的宇宙过来的。

历史可能有无穷的走向,这总比让我们当没有真正自由意志的木偶要强夺了。也许哪天,我们真的回到了过去,结果一不小心看到了另一个历史:国足闯进南非世界杯,一路过关斩将,最后击败西班牙夺得大力神杯。。。。。。

但愿这不只是梦想。(转)

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