Найти в Дзене
Ментолфри

"Демон Лапласа": существует ли свобода выбора

Представьте себе: небольшая коробочка, в ней шарик. Вы бросаете шарик - и он будет летать туда-сюда, отскакивая от стенок. Его траекторию рассчитать нетрудно: угол падения равен углу отражения. Таким образом можно выяснить, где он будет находиться через секунду, через минуту, в любой момент времени. Если мы рассмотрим два шарика, задача не становится сильно сложнее: теперь они могут отталкиваться не только от стенок, но и друг от друга. Если шариков будет сто, то для вычислений уже потребуется компьютер, но принцип остается таким же. А что если таких шариков, ну, скажем, 10 в восьмидесятой степени, и это не просто шарики, а атомы, из которых состоит наша Вселенная? Получается, что если бы существовал достаточно мощный компьютер, он мог бы рассчитать траекторию каждой частицы.  Эта идея была впервые озвучена в 1814 году французским математиком Лапласом. Правда, поскольку в его время о компьютерах даже мечтать не могли, всеми вычислениями занималось вымышленное разумное существо, которое

Представьте себе: небольшая коробочка, в ней шарик. Вы бросаете шарик - и он будет летать туда-сюда, отскакивая от стенок. Его траекторию рассчитать нетрудно: угол падения равен углу отражения. Таким образом можно выяснить, где он будет находиться через секунду, через минуту, в любой момент времени.

Если мы рассмотрим два шарика, задача не становится сильно сложнее: теперь они могут отталкиваться не только от стенок, но и друг от друга. Если шариков будет сто, то для вычислений уже потребуется компьютер, но принцип остается таким же.

Частицы отталкиваются от стенок коробки
Частицы отталкиваются от стенок коробки

А что если таких шариков, ну, скажем, 10 в восьмидесятой степени, и это не просто шарики, а атомы, из которых состоит наша Вселенная? Получается, что если бы существовал достаточно мощный компьютер, он мог бы рассчитать траекторию каждой частицы. 

Эта идея была впервые озвучена в 1814 году французским математиком Лапласом. Правда, поскольку в его время о компьютерах даже мечтать не могли, всеми вычислениями занималось вымышленное разумное существо, которое назвали Демоном Лапласа.

С тех пор физики не раз пытались приблизиться к Демону и рассчитать будущее, и преуспели в этом. Например, траектории планет Солнечной системы рассчитаны с высокой точностью на много тысяч лет вперед. Да что там, даже обычные прогнозы погоды работают по этому принципу.

Расположение планет Солнечной системы
Расположение планет Солнечной системы

Казалось бы, что такого в этом Демоне Лапласа?

Дело в том, что шарик ни при каких условиях не может полететь в другую сторону: его траектория строго определена законами физики. Как ни увеличивай число шариков, у них есть только одна возможная схема движения. А теперь вспомним, что мы на самом деле состоим из этих шариков, и все наши действия, все совершённые поступки и принятые решения - это результат столкновения частиц в нашей голове. И если бы в самом начале, в момент возникновения Вселенной, Демон Лапласа запомнил положение каждой частицы, то ему было бы известно, каким будет положение атомов в вашей голове сегодня вечером, и что вы собираетесь, скажем, съесть на ужин. Вам может казаться, что вы принимаете это решение, но на самом деле оно было предопределено еще до появления Солнечной системы.

Из этого следует очевидный, но от того не менее пугающий вывод: на самом деле у людей нет свободы воли, и все наши действия предрешены заранее.

И пусть не существует Демона, знающего ваше будущее, но, тем не менее, с вами произойдет именно то, что должно, исходя из начального положения частиц. Нет никакой развилки, на которой вы решаете вашу судьбу, - есть только однозначная траектория, по которой вы следуете в этой Вселенной, и сойти с нее нельзя.

Фильм "Матрица": свобода выбора
Фильм "Матрица": свобода выбора

Неужели наша жизнь и правда полностью предопределена?

При тщательном рассмотрении возникают сомнения. Принцип неопределенности, открытый физиком Гейзенбергом в 1927 году, гласит, что чем точнее измеряется одна характеристика частицы, тем менее точно можно измерить вторую. В данном случае это значит, что физически невозможно точно узнать одновременно и скорость, и положение нашего шарика - в одном из этих измерений всегда будет небольшая неопределенность. Эта ошибка настолько мала, что в повседневной жизни она незаметна. Однако все мы знаем про "эффект бабочки", демонстрирующий, насколько сильные изменения влечет за собой маленькая неточность.

Вопрос о том, действительно ли принцип неопределенности справедлив и опровергает ли он теорию о Демоне Лапласа, был поднят ещё Эйнштейном, и до сих пор не решен. Таким образом, неизвестно, действително ли наше будущее однозначно предопределено в момент возникновения Вселенной. Нельзя сбрасывать со счетов этот вариант.

"Эффект бабочки": глобальные последствия маленькой неточности
"Эффект бабочки": глобальные последствия маленькой неточности

Значит ли это, что жизнь бессмысленна, и можно валяться весь день на диване, потому что ваши решения ни на что не повлияют?

Конечно нет. Вселенной предрешена ваша судьба, но сами вы ее не знаете. Может быть, эта судьба состоит как раз в том чтобы отправиться в кругосветное путешествие, или стать главой компании, или неожиданно приобрести популярность - никто не знает. Так постарайтесь получить побольше удовольствия от путешествия по вашей жизненной траектории: Вселенная уже спрятала на вашем пути приятные сюрпризы, осталось только их найти!