Τι είναι ο δαίμονας του Laplace; Αυτός ο δαίμονας ξέρει τα πάντα;

Ο δαίμονας του Laplace είναι ένα σκεπτικό πείραμα στον ντετερμινισμό που περιγράφει ένα ον που γνωρίζει το παρόν και μέσω αυτού, το παρελθόν και το μέλλον.

Ο δαίμονας του Laplace, δυστυχώς, δεν είναι ένα μυθικό πλάσμα με κέρατα που στοιχειώνει τον Laplace, στη Λουιζιάνα. Αντίθετα, είναι ένα πείραμα σκέψης που περιγράφηκε περισσότερο από δύο αιώνες πριν.

Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν έγραψε σε μια επιστολή μια γραμμή που τώρα συμπυκνώνεται περίφημα σε «Ο Θεός δεν παίζει ζάρια με το σύμπαν .» Δεν ήταν κάτι πνευματικό. Ο Αϊνστάιν εξέφραζε ότι υπάρχει τάξη στο σύμπαν, ως ένας τρόπος απόρριψης της τυχαιότητας.

Αυτό μας φέρνει στον ντετερμινισμό, ο οποίος μας δίνει την εικόνα ολόκληρου του σύμπαντος ως απλώς μια άπειρη σειρά από ντόμινο που έχουν στηθεί να πέσουν και δεν μπορούν να διαταραχθούν. Είναι μια ιδέα που έχει ενδιαφέρει τόσο τους φιλοσόφους όσο και τους φυσικούς. Ο δαίμονας του Laplace έφτασε στο πέρασμα του χρόνου να αντιπροσωπεύει τον ντετερμινισμό.

Είναι όλα προκαθορισμένα; (Φωτογραφία :twenty20)

Αιτιακός ντετερμινισμός

Ο αιτιώδης ντετερμινισμός είναι η ιδέα ότι όλα όσα συμβαίνουν προκαλούνται από όλα όσα συνέβησαν πριν από αυτό. Τα γεγονότα του σήμερα είναι το αποτέλεσμα των γεγονότων του παρελθόντος, και τα γεγονότα του παρόντος θα προκαλέσουν τα γεγονότα του μέλλοντος. Έπειτα προκύπτει ότι όλα έχουν προκαθοριστεί από την αρχή του χρόνου.

Αυτό θα σήμαινε επίσης ότι δεν υπάρχει τέτοιο πράγμα όπως η ελεύθερη βούληση. Ό,τι κάνουμε είναι καθορισμένο - αιτία και αποτέλεσμα. Το παρελθόν προκαλεί το παρόν. Το παρόν προκαλεί το μέλλον. Άγρια, σωστά;

Το ντετερμινιστικό μοντέλο του σύμπαντος απέχει πολύ από το να είναι ευρέως αποδεκτό, ειδικά από τους σημερινούς επιστήμονες.

Αλλά τώρα, ας δούμε τον Pierre-Simon Laplace και τον δαίμονα που δημιούργησε από αυτές τις ιδέες.

Ο δαίμονας του Laplace

Ο Pierre-Simon Laplace περιέγραψε ένα πείραμα σκέψης το 1814 στο βιβλίο του, A Philosophical Essay on Probabilities . Αυτή η ιδέα θα γίνει αργότερα γνωστή ως ο δαίμονας του Laplace.

Pierre-Simon Laplace (1749–1827) (Φωτογραφία:James Posselwhite/Wikimedia commons)

Ο Laplace γράφει:

«Θα πρέπει λοιπόν να θεωρήσουμε την παρούσα κατάσταση του σύμπαντος ως αποτέλεσμα της πρόσθιας κατάστασής του και ως αιτία αυτής που πρόκειται να ακολουθήσει. Με δεδομένη για μια στιγμή μια νοημοσύνη που θα μπορούσε να κατανοήσει όλες τις δυνάμεις με τις οποίες εμψυχώνεται η φύση και την αντίστοιχη κατάσταση των όντων που τη συνθέτουν –μια νοημοσύνη αρκετά μεγάλη για να υποβάλει αυτά τα δεδομένα σε ανάλυση– θα περιλάμβανε στον ίδιο τύπο τις κινήσεις των τα μεγαλύτερα σώματα του σύμπαντος και αυτά του ελαφρύτερου ατόμου. γι' αυτό, τίποτα δεν θα ήταν αβέβαιο και το μέλλον, όπως το παρελθόν, θα ήταν παρόν στα μάτια του.»

Ας το αναλύσουμε.

Αυτό που τώρα ονομάζουμε Δαίμονας του Laplace είναι ένα φανταστικό ον. Αυτό το ον γνωρίζει τα πάντα για τα πάντα στην κατάσταση του σύμπαντος σε μια συγκεκριμένη στιγμή. Έχει επίσης την υπολογιστική ικανότητα να κατανοεί αυτή τη γνώση, να την κατανοεί και να την αναλύει.

Όταν λέτε τα πάντα στο σύμπαν, εννοείτε τα πάντα . Τα μοτίβα κίνησης των υποατομικών σωματιδίων, κάθε λεπτομέρεια για κάθε δύναμη που δρα στο σύμπαν, η θέση και η ταχύτητα κάθε σωματιδίου. Από ηλεκτρόνια σε αεροπλάνα και αστέρια.

Βασικά, πολύ περισσότερες λεπτομέρειες από ό,τι μπορούσε να δει ακόμη και ο Dr. Strange!

Έτσι, αν υπήρχε ένα ον, με αυτή τη γνώση και την ικανότητα να κατανοεί και να αναλύει αυτή τη γνώση, τότε αυτό το ον θα μπορούσε να προβλέψει το μέλλον και να περιγράψει τέλεια το παρελθόν. Αληθινή παντογνωσία.

Γιατί; Διότι μια ντετερμινιστική πραγματικότητα υποτίθεται ως γεγονός. Το πείραμα σκέψης του Laplace θεωρεί «την παρούσα κατάσταση του σύμπαντος ως αποτέλεσμα της πρόσθιας κατάστασής του και ως αιτία αυτής που πρόκειται να ακολουθήσει .» Το παρόν είναι η επίδραση του παρελθόντος και η αιτία του μέλλοντος.

Ο δαίμονας του Laplace είναι ένα ον που κατέχει τη γνώση για τα πάντα στο σύμπαν για μια στιγμή, και επομένως γνωρίζει το παρελθόν και το μέλλον επίσης. (Φωτογραφία:Adi 290117/Wikimedia commons)

Έτσι, εάν διέθετε συνολική, λεπτομερή γνώση για το σύμπαν σε μια στιγμή και επαρκή ευφυΐα για να αναλύσετε όλα αυτά τα δεδομένα, αυτή η γνώση θα σας έκανε ικανούς να περιγράψετε οποιαδήποτε στιγμή στο παρελθόν ή το μέλλον.

Για να το θέσω απλά, αν γνωρίζατε τα πάντα για μια συγκεκριμένη στιγμή, τότε θα ξέρατε τα πάντα για κάθε άλλη στιγμή στο παρελθόν και στο μέλλον.

Προκλήσεις για τον δαίμονα του Laplace

Έχουν περάσει δύο αιώνες από τότε που ο Laplace πρότεινε αυτό το πείραμα σκέψης. Είχε κάποια υποστήριξη, αλλά και πολλά ισχυρά επιχειρήματα εναντίον του. Ας ρίξουμε μια ματιά στα σημαντικότερα.

Κβαντομηχανική

Η κβαντομηχανική αναμφίβολα παρουσιάζει ένα ακαθοριστικό μοντέλο του σύμπαντος. Παρουσίασε τη μεγαλύτερη πρόκληση στο ντετερμινιστικό μοντέλο σκέψης. Η κβαντομηχανική λέει ότι τα υποατομικά σωματίδια δεν υπακούουν πραγματικά στους κανόνες της κλασικής μηχανικής. Δεν μπορείτε να προβλέψετε τη συμπεριφορά, μπορείτε να αναφέρετε πραγματικά μόνο πιθανότητες. Ο δαίμονάς μας χρειάζεται ακρίβεια, όχι πιθανότητα, οπότε το πρόβλημα εκεί είναι ξεκάθαρο.

Η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg, κυρίως, είναι η αναίρεση του Δαίμονα του Laplace. Η αρχή λέει ότι δεν μπορούμε να προσδιορίσουμε ταυτόχρονα και τη θέση και την ταχύτητα ενός σωματιδίου. Η βεβαιότητα του ενός από αυτά αυξάνει την αβεβαιότητα του άλλου. Εφόσον ο δαίμονας χρειάζεται να γνωρίζει με ακρίβεια τη θέση και την ταχύτητα κάθε σωματιδίου στο σύμπαν για να μπορεί να κάνει προβλέψεις, η αρχή της αβεβαιότητας το καθιστά αδύνατο.

Η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg. (Φωτογραφία :zizou7/Shutterstock)

Τα σωματίδια μπορούν να αναπαρασταθούν με μια κυματική συνάρτηση που περιέχει τη θέση και την ταχύτητα, η οποία μπορεί να προσδιοριστεί. Ωστόσο, ακόμη και αυτός ο βαθμός ντετερμινισμού αμφισβητείται επίσης από την ύπαρξη μαύρων τρυπών. Απλώς δεν είναι δυνατό να προβλεφθεί η τελική κατάσταση των πραγμάτων που πηγαίνουν σε μια μαύρη τρύπα.

Εντροπία

Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής φέρνει μαζί του την έννοια της εντροπίας. Η εντροπία είναι αταξία και η εντροπία ενός συστήματος πάντα αυξάνεται. Η εντροπία του σύμπαντος πάντα αυξάνεται. Έτσι, ένα σύστημα θα γίνεται όλο και πιο άτακτο με τον καιρό και θα γίνεται όλο και πιο δύσκολο να προβλεφθεί με κάθε είδους ακρίβεια.

Η εντροπία ενός συστήματος πάντα αυξάνεται. (Φωτογραφία:i_photos/Shutterstock)

Ο δαίμονας του Laplace υποτίθεται επίσης ότι καθορίζει το παρελθόν με την αντίστροφη μηχανική του παρόντος. Ωστόσο, η έννοια της θερμοδυναμικής μη αναστρεψιμότητας ρίχνει ένα κλειδί σε αυτό. Κάποια πράγματα απλά δεν μπορούν να αποκατασταθούν στην αρχική τους κατάσταση. Είναι αδύνατο να πούμε ποια ήταν η αρχική κατάσταση εξετάζοντας την παρούσα κατάσταση.

Θεωρία του χάους

Η θεωρία του χάους έχει πολλά στοιχεία. Το φαινόμενο της πεταλούδας είναι ένα κοινό. Συχνά χρησιμοποιείται για να δηλώσει τις μεγάλες επιπτώσεις μικρών ενεργειών και όλα αυτά. Αλλά πρόκειται πραγματικά για απρόβλεπτο. Μια πεταλούδα χτυπά τα φτερά της και μπορεί να προκληθεί ανεμοστρόβιλος, αλλά μπορεί επίσης να προκαλέσει έναν ήπιο άνεμο κάπου μακριά. Δεν μπορούμε να γνωρίζουμε με βεβαιότητα.

Οι αλλαγές στα λεπτά μεταφράζονται σε τεράστιες παραλλαγές. Ακόμα κι αν γνωρίζετε όλες τις μεταβλητές σε ένα σύστημα, με αρκετές επαναλήψεις, το σύστημα μπορεί να συμπεριφέρεται απρόβλεπτα.

Ελεύθερη βούληση

Η έννοια της ελεύθερης βούλησης και αυτή του ντετερμινισμού δεν αναμειγνύονται. Τι σημαίνει αυτό για τον δαίμονα;

Ο δαίμονας του Laplace πρέπει επίσης να έχει τέλεια γνώση του εαυτού του. Ένα ον με τέλεια γνώση του παρελθόντος και του μέλλοντος θα είχε την ικανότητα να απελευθερωθεί από αυτές τις προβλέψεις - ελεύθερη βούληση. Έτσι, ο Δαίμονας του Laplace θα είχε την ικανότητα να διαψεύσει τον εαυτό του. Το επιχείρημα είναι ότι η πρόβλεψη του αποτελέσματος ενός συστήματος μέσα από το σύστημα είναι αδύνατη.

Η πιο απλή απόρριψη του δαίμονα γίνεται συνήθως με μια απεικόνιση της ελεύθερης βούλησης.

Ας πούμε, ο δαίμονας υπήρχε. Έχετε δύο πόρτες μπροστά σας που οδηγούν στην ίδια αίθουσα. Ρωτάς τον δαίμονα από ποια πόρτα θα περάσεις. Όποια πόρτα και να προβλέψει ο δαίμονας, έχεις τη δυνατότητα να διαλέξεις την άλλη. Ελεύθερη βούληση.

Ο δαίμονας μπορεί να ξέρει τι επιλογές έχετε, αλλά μπορεί να ξέρει ποια θα επιλέξετε; (Φωτογραφία:Pixel-Shot/Shutterstock)

Τώρα, τι θα γινόταν αν ο δαίμονας ήταν, ας πούμε, μια ασώματη οντότητα που δεν παρενέβαινε στο σύμπαν; Αυτό επίσης δεν λειτουργεί επειδή οποιαδήποτε πρόβλεψη εκτός συστήματος μπορεί να είναι μόνο κατά προσέγγιση. Δεν μπορεί να γίνει ακριβής πρόβλεψη ενός συστήματος χωρίς την παραμικρή αλληλεπίδραση με το σύστημα.

Παίζει ο Θεός ζάρια;

Ο Stephen Hawking απευθύνεται στον δαίμονα του Laplace σε μια από τις διαλέξεις του. Χτυπά χειροκροτήματα στα λόγια του Αϊνστάιν για τον Θεό και τα ζάρια, λέγοντας ότι ο Θεός όντως παίζει ζάρια με το σύμπαν.

Αν γνωρίζατε τα πάντα για μια στιγμή, θα μπορούσατε πραγματικά να γνωρίζετε τα πάντα για το παρελθόν και το μέλλον;

Αν λάβουμε υπόψη την κβαντομηχανική και το χάος και όλα τα υπόλοιπα, ο δαίμονας του Laplace απλά δεν μπορεί να υπάρξει.

Ακόμα κι έτσι, ο δαίμονας του Laplace είναι μια βασική έννοια που οδηγεί αρκετά στην κατανόηση του ντετερμινιστικού μοντέλου του σύμπαντος. Η έννοια του ντετερμινισμού είχε αναμφισβήτητη αξία, καθώς η επιστήμη έχει βασιστεί σε μεγάλο βαθμό στην αρχή της αιτίας και του αποτελέσματος για αιώνες.

Το σύμπαν είναι ένας τεράστιος και δυνητικά άλυτος γρίφος. Υπάρχει πολύ λίγη βεβαιότητα που εμπλέκεται σε οτιδήποτε, αλλά κάθε μεγάλη ιδέα προσπαθεί να διαλύσει μέρος αυτής της αβεβαιότητας.