命运是什么? 科学证明: 我命由我不由天

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作者:珂sama

监制:邓添文

出品:蚂蚁科学科普平台

命运是在特定的时间特定的地点一定会发生特定的事。命运到底是个什么东西?命中注定真的存在吗?这个看似迷信且不符合社会主义核心价值观的观点其实曾今在科学界引起了欣然大波。这就是著名的宿命论与非宿命论的争论。

宿命论与非宿命论的争论,实质上是经典力学与量子力学两大学派的争论。爱因斯坦用“上帝不掷骰子”来反对量子力学里对基本粒子的随机性描述。他坚信宇宙是经典物理式的,像钟表那样机械地嘀嗒运转,每个瞬间都决定着下个瞬间,这就是宿命论。

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?宿命论也叫决定论,来源于早期从牛顿的经典力学发展出的机械决定论。

机械决定论认为一个系统的初始条件一旦简单的确定后,此后的运动都是必然确定的了,它可以不考虑初始条件的复杂性和随机性。

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决定论认为世界上所有的东西都能用数学方程式表达。假如我们把一个事物的发展规律看做方程的运算法则,在事件发生之前给入一个变量x,则当变量x确定时,方程有唯一解。

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举个例子:在抛硬币的时候,只要能够知道能影响硬币运动的所有条件,再得知硬币抛出时的各个基本参数,根据计算,我们就能准确的预测出硬币掉落后朝上的一面。

我们把这个例子类比到整个宇宙,假如我们能知道宇宙的所有运行规则,则在宇宙诞生之前只要获取它的所有参数,则我们就能预测未来所有的事件。

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对于宿命论来说,不管我们能否测到所有的信息,或者能否发现所有的物理法则,他们都是客观存在的。也就是说宇宙诞生之初,相关参数已经确定,相关物理法则也相应存在,所以现在我们的一切都是当初必然的结果,未来也一样。宿命论的出现震动了当时的西方科学界,许多科学家因为接受不了“命中注定”的结果而选择自杀。直到量子力学的出现。

量子力学的出现否定了命运决定论,量子力学的先驱之一海森堡认为:一切基本粒子都是不可准确测量的,只能用概率来描述粒子的运动状态。

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基本粒子有多个存在状态,且每一种存在的状态对应了相应的概率。在没对其观察时,粒子的状态是模糊混沌的,且同时存在,这种状态在量子力学里被称为叠加态。在对粒子观察时,粒子的多个运动状态会消失,粒子只会选择一种运动状态出现在科学家的视野,这在量子力学里叫做波函数的坍缩。

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在数学上,量子力学也明确反对了决定论,举个例子:在二十世纪上半期量子力学的诞生和成熟期。物理学家们发现,对一个量子系统作单个测量,在原则上不能得到精确的结果,而只能得到获得某种结果的概率是多少。例如,如果对一个没有被“极化”的电子进行量子力学测量,我们可以得到自旋±1/2的概率各为1/2,却不能准确预期电子自旋的值究竟为+1/2,或为-1/2。也就是方程不是唯一解。

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著名的双缝干涉实验也显示出了相应的观测事实,双缝干涉实验被称为物理史上最诡异的实验,它的理论基础为粒子的波粒二象性(一切具有动量和质量的微观粒子都有其物质波。

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)和波的相关性质(当两个波相遇时,波峰与波峰会形成更大的波峰,波峰与波谷则会抵消,波谷与波谷则会形成更大的波谷

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)。所以在一块板的两条缝之间发射多个粒子,也就是很多条波,则会在缝隙的后面看到很多波峰叠加的痕迹。然而当科学家一次性只发射单个光子时,科学家仍然观测到了相同的现象,这代表了光的波同时通过了两条缝,也就是它出现在了两个位置。科学家对其它的基本粒子也做了相应的实验,得到了相同的结果,这代表了我们宇宙中的基本粒子的状态其实是真实不确定的。

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?粒子之间不同状态的结合产生了不同的结果,但是这种结合也是随机的。也就是说如果在宇宙诞生时有另一个一模一样的宇宙一起诞生,则在相同参数的情况下两个宇宙应该是一模一样的,都会有银河系,都会有人类。然而根据量子力学,如果当初有这样一个宇宙,那这个宇宙应该跟我们的宇宙不太一样,不一定会出现银河系,也不一定会出现生命,更别说人类了。

回到主题,结合量子理论,我们宏观世界的背后是微观的基本粒子的相互作用,而基本粒子的状态是混沌未知,粒子与粒子的结合存在多样的结果,所以我们未来也应该是丰富而未知。