Мы можем рассматривать настоящее состояние Вселенной как следствие его прошлого и причину его будущего. Разум, которому в каждый определённый момент времени были бы известны все силы, приводящие природу в движение, и положение всех тел, из которых она состоит, будь он также достаточно обширен, чтобы подвергнуть эти данные анализу, смог бы объять единым законом движение величайших тел Вселенной и мельчайшего атома; для такого разума ничего не было бы неясного и будущее существовало бы в его глазах точно так же, как прошлое.
— Пьер Симон Лаплас, Философское эссе о вероятностях
Такой разум часто называют Демоном Лапласа. Описание гипотетического разума в качестве демона принадлежит не Лапласу, а его поздним биографам: Лаплас видел себя учёным и, полагая, что человечество может достичь лучшего научного понимания мира, он осознавал, что в случае, если такое произойдёт, всё равно потребуются огромные вычислительные мощности, чтобы произвести такие расчёты в один определённый момент.
В конце фильма «Люси» главная героиня по сути становится демоном Лапласа. Её мозг, получив неограниченные возможности, смог вернуться в прошлое и увидеть историю эволюции Вселенной вплоть до Большого взрыва.
В сериале «Разрабы» («Devs») 2020 года создан квантовый компьютер, который проводит указанные вычисления причинно-следственных связей и моделирует как будущее, так и прошлое. Главная героиня пытается проявить свободу воли.
Аргументы против демона Лапласа
Термодинамическая необратимость
По словам инженера-химика Роберта Улановича в его книге 1986 года « Рост и развитие» , демон Лапласа встретил свой конец с развитием в начале 19 века концепций необратимости , энтропии и второго закона термодинамики . Другими словами, демон Лапласа был основан на предпосылке обратимости и классической механике; однако Уланович указывает, что многие термодинамические процессы необратимы, так что если термодинамические величины считать чисто физическими, то такой демон невозможен, поскольку невозможно восстановить прошлые положения и импульсы из текущего состояния.
Термодинамика максимальной энтропии придерживается совершенно иной точки зрения, считая, что термодинамические переменные имеют статистическую основу, которая отделена от детерминированной микроскопической физики. Однако эта теория подверглась критике относительно ее способности делать предсказания относительно физики; ряд физиков и математиков, включая Ивана Веленика с кафедры математики Женевского университета, указали, что термодинамика максимальной энтропии по сути описывает наши знания о системе, но не описывает саму систему.
Квантово-механическая необратимость
Из-за своего канонического предположения о детерминизме демон Лапласа несовместим с копенгагенской интерпретацией , которая предполагает неопределенность . Интерпретация квантовой механики все еще остается открытой для дискуссий, и многие придерживаются противоположных взглядов (например, многомировая интерпретация и интерпретация де Бройля-Бома ).
Теория хаоса
Теорию хаоса иногда указывают как противоречащую демону Лапласа: она описывает, как детерминированная система может, тем не менее, демонстрировать поведение, которое невозможно предсказать: как в эффекте бабочки , незначительные изменения между начальными условиями двух систем могут привести к значительным различиям. Хотя это объясняет непредсказуемость в практических случаях, применение ее к случаю Лапласа сомнительно: в рамках гипотезы строгого демона все детали известны — с бесконечной точностью — и, следовательно, изменения в начальных условиях не существуют. Иными словами: теория хаоса применима, когда знание системы несовершенно, тогда как демон Лапласа предполагает идеальное знание системы, поэтому изменчивость, приводящая к хаосу в теории хаоса, и неизменяемость в знании мира, которое утверждает демон Лапласа, несопоставимы.
Диагонализация Кантора
В 2008 году Дэвид Вулперт использовал диагонализ Кантора , чтобы оспорить идею демона Лапласа. Он сделал это, предположив, что демон является вычислительным устройством, и показал, что никакие два таких устройства не могут полностью предсказать друг друга. Статья Вулперта была процитирована в 2014 году в статье Йозефа Рукавицки, где представлен значительно более простой аргумент, который опровергает демона Лапласа с использованием машин Тьюринга, при предположении о свободной воле.
Дополнительный контекст
В полном контексте демон Лапласа, как он задуман, бесконечно далек от человеческого разума и, таким образом, никогда не сможет помочь человечеству в его попытках предсказать будущее:
Все эти усилия в поисках истины имеют тенденцию постоянно возвращать [человеческий разум] к огромному интеллекту, о котором мы только что упомянули, но от которого он всегда будет оставаться бесконечно далеким.
— Пьер Симон Лаплас, Философское эссе о вероятностях
Несмотря на это, английский физик Стивен Хокинг в своей книге «Краткая история времени» сказал , что «Лаплас предположил, что должен быть набор научных законов, которые позволили бы нам предсказать все, что произойдет во Вселенной».
Аналогичным образом, в книге Джеймса Глейка «Хаос» автор, по-видимому, смешивает демона Лапласа с «мечтой» о человеческой детерминированной предсказуемости и даже утверждает, что «Лаплас кажется почти шутом в своем оптимизме, но большая часть современной науки последовала за его мечтой» (стр. 14).
P. S.
Недавно был предложен предел вычислительной мощности Вселенной, то есть способности демона Лапласа обрабатывать бесконечное количество информации. Предел основан на максимальной энтропии Вселенной, скорости света и минимальном количестве времени, необходимом для перемещения информации через длину Планка , и было показано, что эта цифра составляет около 10 в степени 120 бит. Соответственно, все, что требует больше этого количества данных, не может быть вычислено за количество времени, которое прошло во Вселенной до сих пор. Простое логическое доказательство невозможности идеи Лапласа было выдвинуто в 2012 году Егором Резниковым, который утверждает, что демон не может предсказать свою собственную будущую память.
