《機混》【經典決定論1】隨筆13——經典力學的可逆可知特點

昨天說到了物理學如何表述時間,物理學有兩種理論可以用來描述時間,非常有趣的是,這兩種理論的時空觀是有一些差異的。今天我們來拿其中的經典力學談一談什么是經典決定論。

學過經典力學的人都記得,在處理經典力學問題的時候,一種重要而看上去“荒謬”的方法:逆向法。(逆向法常見的例子就如處理“剎車問題”,有時候不把該運動過程當成是車減速到0,而反向看成車從靜止加速到減速前的速度,解題會有奇效!)也就是說,在看待經典力學問題的時候,時間反演下的運動狀態(tài)和原有狀態(tài)完全等效,也即我們認為時間是可逆的,運動是雙向可逆進行的。這就是經典力學體系中的時間可逆的特點。

經典力學還一個特點就是時間可知,意思就是說:如果我們知道了系統(tǒng)的一個給定時刻(叫做初始時刻)的狀態(tài)(位置和速度),我們就可以知道該系統(tǒng)在任意其他時刻的狀態(tài)。原因解釋起來就會要用到一點牛頓定律的知識,這里也需要一個新的概念:力。牛頓定律告訴我們,是作用于系統(tǒng)的力改變了系統(tǒng)的狀態(tài),同時也是在說:“對于一個給定的系統(tǒng),每一個瞬間的力都是由這個系統(tǒng)的狀態(tài)所決定的”。兩者是一種等效制約的關系。那么我們只要知道了系統(tǒng)的初始狀態(tài)(當然也就知道了作用于這個系統(tǒng)的力),我們就可以知道這個系統(tǒng)在任意時刻的狀態(tài)(因為知道了力之后,其他時刻的狀態(tài)都可以由力來推算出來)。這即使經典力學系統(tǒng)的可知性。

我在想其實這兩個特點是有聯系的吧,就是因為系統(tǒng)演化在任意時刻都可知,所以系統(tǒng)的變化是可逆的。

那么我們就可以發(fā)現,如果宇宙就像經典力學所描述的那樣,那我們只需要知道宇宙任意時刻的狀態(tài)(定義為初始狀態(tài)),那么我們就可以推測到任意時刻的狀態(tài),這即使經典決定論想要描述的東西。

書中引用了一個人的有關經典決定論的描述,很有意思,照片附在這里以供賞閱。

經典決定論的一種形象描述

OK,今天先大概了解了一下經典決定論是在說什么,明天就開始討論一些經典決定論正確與否的問題了。

不過你今天可以先想想,經典決定論和我們之前所說的“機遇”有什么關系?

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