Даже если это не совсем универсальная вера, то универсальный опыт человечества состоит в том, что мы не знаем будущего. Мы не знаем этого, то есть, непосредственным образом, что мы знаем части настоящего и прошлого. Мы видим некоторые вещи, происходящие в настоящем, мы помним о некоторых вещах в прошлом, но мы не видим и не помним будущее.
Но восприятие может быть обманчивым, и память может быть ненадежной; Даже этот вид прямого знания не определен. И есть косвенные знания о будущем, которые могут быть столь же достоверными, как все, что мы знаем по прямому восприятию или памяти. Я думаю, я знаю, что завтра солнце встанет; Если я сильно брошу камень в окно моей кухни, я знаю, что оно сломает окно. С другой стороны, я не знал в канун Рождества в прошлом году, что мой родной город Йорк собирается попасть под сильный дождь в Рождество и почти изолирован наводнениями в День подарков.
В древнем мире и, я думаю, в нашем детском «я» именно такие события, как наводнения в Йорке, заставляют нас поверить в то, что мы не можем знать будущее. Я мог бы знать некоторые вещи о будущем, но я не могу знать все; Я уверен, что завтра произойдут некоторые вещи, о которых я не подозреваю, и о которых я, возможно, не знал, сегодня. В прошлом такие события могли быть приписаны непознаваемой воле богов. Йорк был затоплен, потому что бог дождя был в плохом настроении, или ему хотелось играть с нами. Мой страховой полис касается таких катастроф, как «стихийные бедствия». Когда мы чувствуем, что не знаем, кто победит на выборах, мы говорим, что результат «на коленях богов».
Аристотель формулировал открытость будущего на языке логики. Живя в Афинах в то время, когда вторжение с моря всегда было возможным, он высказал свое мнение, используя следующую фразу: «Завтра будет морская битва». Одним из классических законов логики является «закон исключенных Middle ‘, который утверждает, что каждое предложение имеет значение true или false: либо предложение истинно, либо его отрицание истинно. Но Аристотель утверждал, что ни «Завтра будет морская битва», ни «Завтра не будет морской бой», поскольку обе возможности приводят к фатализму; Если первое утверждение верно, например, ничто не сможет сделать, чтобы предотвратить морское сражение. Поэтому эти утверждения относятся к третьей логической категории, ни истинной, ни ложной. В наше время этот вывод был реализован в развитии многозначной логики.
Но некоторые утверждения в будущем времени действительно кажутся верными; Я привел примеры: «Завтра встанет солнце», и после того, как я бросил камень, «это окно вот-вот лопнет». Посмотрим на них поближе. На самом деле, никакое такое будущее заявление не будет на 100 процентов достоверным. Завтра солнце не может встать; Может быть галактический звездный траулер, направляющийся в солнечную систему, готовый сегодня зачерпнуть солнце и улететь с ним почти со скоростью света. Когда я бросаю камень в окно, мой старший брат, который является ответственным членом семьи и превосходным игроком в крикет, может зайти за угол дома; Он мог бы увидеть, как я брошу камень и поймаю его, чтобы спасти окно.
Мы не знали, что завтра утром солнце не выполнит запланированный облик; Я не знал, что моя нечестность будет сорвана. Но эта нехватка знаний не является конкретным следствием того факта, что мы говорим о будущем. Если бы программа «Космическая стража» имела более широкие полномочия, мы могли бы увидеть приближение звездного траулера, и тогда мы узнали бы, что мы видели наш последний восход солнца; Если бы я знал местонахождение моего брата, я мог бы предсказать его спасение с помощью окна. В обоих этих сценариях отсутствие знаний о будущем сводится к отсутствию знаний о настоящем.
Успех современной науки породил идею, что это всегда так: не зная о будущем, можно всегда упускать из виду, не зная о настоящем. Поскольку все больше и больше явлений попадало под действие законов физики, так что все больше и больше событий можно было объяснить как обусловленные предыдущими событиями, поэтому возрастала уверенность в том, что каждое будущее событие можно было бы предсказать с уверенностью, если учесть достаточное знание настоящего . Наиболее известное утверждение этой уверенности было сделано французским математиком Пьером-Симоном Лапласом в 1814 году:
Мы можем рассматривать нынешнее состояние Вселенной как следствие своего прошлого и причины его будущего. Интеллект, который в определенный момент познал бы все силы, приводящие природу в движение, и все положения всех элементов, из которых состоит природа, если бы этот интеллект был также достаточно обширен, чтобы представить эти данные для анализа, он обнимал бы одну формулу Движениями величайших тел Вселенной и атомами мельчайшего атома; Для такого интеллекта ничто не может быть неопределенным, и будущее, как и прошлое, будет присутствовать на его глазах.
Эта идея восходит к Исааку Ньютону, который в 1687 году видел сон.
Мне хотелось бы, чтобы мы смогли получить остальные феномены Природы с помощью тех же рассуждений из механических принципов, потому что меня побуждают многие причины подозревать, что все они могут зависеть от определенных сил, которыми частицы тел по некоторым причинам до сих пор Неизвестны, либо взаимно движутся друг к другу, и соединяются в постоянные фигуры, либо отталкиваются и отступают друг от друга.
С этой точки зрения все в мире состоит из точечных частиц, и их поведение объясняется действием сил, которые заставляют частицы двигаться в соответствии с уравнениями движения Ньютона. Они полностью определяют будущее движение частиц, если их положения и скорости заданы в любой момент времени; Теория детерминирована. Поэтому, если мы не знаем будущего, это просто потому, что мы недостаточно знаем о настоящем.
На пару столетий мечта Ньютона, казалось, сбылась. Все больше и больше физического мира попадало в область физики, когда материя анализировалась на молекулы и атомы, а поведение материи, будь то химическое, биологическое, геологическое или астрономическое, объяснялось с точки зрения ньютоновских сил. Частицы материи, о которых мечтал Ньютон, должны были быть дополнены электромагнитными полями, чтобы дать полную картину того, из чего сделан мир, но основная идея осталась в том, что все они следуют детерминированным законам. Капризные события, такие как штормы и наводнения, ранее считавшиеся непредсказуемыми и приписываемые капризам богов, стали восприимчивыми к прогнозам погоды; И если некоторые такие события, такие как землетрясения, остаются непредсказуемыми, мы уверены, что продвижение знаний сделает их также подлежащими прогнозированию.
Эта научная программа была настолько успешной, что мы забыли, что когда-либо существовал какой-либо другой способ думать о будущем. Марк Г. Алфорд, физик из Вашингтонского университета, пишет:
В обычной жизни и в науке вплоть до появления квантовой механики вся неопределенность, с которой мы сталкиваемся, предполагается … неопределенностью, порождаемой невежеством.
Мы совершенно забыли, что неопределенный мир населялся человеческой расой до XVII века, и мы принимаем мечту Ньютона как естественный взгляд на пробуждающуюся действительность.
Ну, это был хороший сон. Но так не получилось. В начале 20-го века Эрнест Резерфорд, исследуя недавно обнаруженное явление радиоактивности, понял, что он показал случайные события, происходящие на фундаментальном уровне материи, в атоме и его ядре. Это не обязательно означало отказ от мечты Ньютона: ядро не является самым фундаментальным уровнем материи, но представляет собой сложный объект, состоящий из протонов и нейтронов, а может быть, если бы мы точно знали, как расположены эти частицы, и Как они двигались, мы сможем предсказать, когда произойдет радиоактивный распад ядра. Но другие, более странные открытия примерно в то же время привели к радикальному отклонению от ньютоновской физики, представленной квантовой механикой, что сильно усилило мнение о том, что события в наименьшем масштабе действительно являются случайными, и нет никакой возможности точно знать будущее.
Открытия, которые пришлось столкнуться с новой физикой 1920-х годов, были двукратными. С одной стороны, объяснение Макса Планка распределения длин волн в излучении горячей материи и объяснение Альбера Эйнштейна фотоэлектрического эффекта показало, что энергия поступает в дискретные пакеты вместо того, чтобы непрерывно меняться, как это должно быть в механике Ньютона и Электромагнитная теория Джеймса Клерка Максвелла. С другой стороны, эксперименты на электронах Джорджа Пэджета Томсона, Клинтона Дэвисона и Лестера Гермера показали, что электроны, которые были твердо установлены, чтобы быть частицами, также иногда вели себя как волны.
Эти загадочные факты нашли системное, последовательное, унифицированное математическое описание в теории квантовой механики, возникшее из работы теоретиков после 1926 года. Эта теория сама так озадачивает, что неясно, следует ли ее описывать как «объяснение» Загадочные факты, которые он включает; Но неотъемлемой его чертой, которая кажется неизбежной, является то, что при применении для прогнозирования физических эффектов он дает вероятности, а не точные числа.
Это до сих пор не принято. Некоторые люди полагают, что в составе вещества есть более тонкие детали, которые, если бы мы знали их, снова позволили бы точно предсказать их будущее поведение. Это действительно логически возможно, но обязательно должны быть аспекты такой теории, которая заставит большинство физиков считать это маловероятным.
Формат квантовой теории сильно отличается от предыдущих физических теорий, таких как механика Ньютона или электромагнетизм (или оба вместе). Эти теории работают с математическим описанием состояния мира или любой части мира; Они имеют уравнение движения, которое принимает такое математическое описание и сообщает вам, чем оно изменится после определенного времени. Квантовая механика также работает с математическим объектом, который описывает состояние мира; Он называется вектором состояния (хотя он не является вектором в трех измерениях, как скорость) и часто обозначается греческой буквой Ψ или некоторым аналогичным символом.
Но это совсем другое математическое описание, чем в механике или электромагнетизм. Каждая из этих теорий использует набор чисел, которые измеряют физические величины, такие как скорость заданной частицы, или электрическое поле в заданной точке пространства. Вектор квантового состояния, с другой стороны, является более сложным объектом, отношение которого к физическим величинам является косвенным. Из вектора состояния вы можете получить значения физических величин, но только некоторые физические величины: вы можете выбрать, какие величины вы хотели бы знать, но вам не разрешено выбирать все из них.
Более того, если вы выбрали, какие из них вам хотелось бы знать, вектор состояния не даст вам определенного ответа; Это даст вам только вероятности для различных возможных ответов. Здесь квантовая механика отходит от детерминизма. Как ни странно, в своей трактовке изменений квантовая механика выглядит как старые детерминистические теории. Подобно им, оно имеет уравнение движения, уравнение Шредингера, которое скажет вам, каким будет данный вектор состояния мира после определенного времени; Но поскольку вы можете получить только вероятности из этого вектора состояния, он не сможет сказать вам, что вы увидите после этого времени.
Государственные векторы, в общем, загадочны, и совершенно не понятно, как они описывают физические объекты. Некоторые из них, однако, соответствуют (если не слишком внимательно) описаниям, которые мы можем понять. Например, среди векторов состояния кошки описывается кошка, сидящая и довольная мурлыканием; Есть еще один, описывающий его мертвым, отравленным в дьявольском изобретении, разработанном физиком Эрвином Шредингером.
Но есть и другие, математически полученные путем «наложения» этих двух векторов состояния; Такой вектор наложенного состояния может состоять из части, описывающей кошку как живую и часть, описывающую ее как мертвую. Это не две кошки; Суть рассказа Шредингера заключалась в том, что одна и та же кошка, по-видимому, описывается как живая и мертвая, и мы не понимаем, как такие состояния могут описывать все, что может возникнуть в реальном мире. Как мы можем верить этой теории, спросили поколение физиков, когда мы никогда не видим таких живых и мертвых кошек?
Продолжение этой интересной статьи Вы можете прочитать здесь: aeon.co/essays/does-knowledge-of-the-past-and-present-determine-the-future
