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时间重生 · 第九节

《时间重生》第九节

子系统由一张待测变量列表定义,所有可能位形构成位形空间,其中每个点代表一种位形。

子系统由一张待测变量列表定义,所有可能位形构成位形空间,其中每个点代表一种位形。台球比赛可用32个数字描述,但精确到原子、乃至地球、月亮、太阳的原子位置,位形空间维度极高,说明任何非宇宙层次的描述都是近似。子系统测量依赖系统外的时钟,这同样是近似;若推至极端,认为存在宇宙之外的时钟,就会重犯牛顿式的错误,即假设绝对时间存在,爱因斯坦已纠正此点。连续测量得到位形空间中的一系列点,连成一条曲线,这条曲线是系统的历史,时间在其中消失,系统运动被当作不随时间变化的数学对象。

牛顿不仅描述运动,还发明了预测方法,即运动三定律。预测轨迹需要三种信息,输入后即可得到位形空间中的曲线,称为运动方程的解。初始条件(初始位置与速度)与定律共同唯一确定系统历史,仅有定律不足以预测。该方法适用极广,从天体到粒子、从流体到电磁场(无穷多变量),乃至细胞自动机和量子力学,作者称之为“牛顿范式”,其核心是位形空间与运动定律两个问题。范式隐含两大假设:位形空间永恒存在,运动定律不随时间改变。若假设成立,时间便可从理论中剔除,全部历史只是位形空间中一条冻结的曲线,时间在最成功的物理学范式中没有位置。

牛顿范式引出决定论,拉普拉斯认为若知悉宇宙所有原子的位置、动量与力,就能无限精确地预测全部未来。但把范式用于整个宇宙,违背了盒中物理学从宇宙中抽取子系统的前提。若相信此范式,2010年丹尼与珍妮特的婚姻、后代劳拉的出生、劳拉与弗朗西斯卡玩飞盘时收到的那条干扰信息,乃至弗朗西斯卡能否接住飞盘,都早在千百万年前已被初始条件注定。每次受精中亿里挑一的选择等海量信息,也早已写入宇宙初始条件,而这些不过是地球生物圈的一小部分细节。

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