《机混》【经典决定论1】随笔13——经典力学的可逆可知特点

昨天说到了物理学如何表述时间,物理学有两种理论可以用来描述时间,非常有趣的是,这两种理论的时空观是有一些差异的。今天我们来拿其中的经典力学谈一谈什么是经典决定论。

学过经典力学的人都记得,在处理经典力学问题的时候,一种重要而看上去“荒谬”的方法:逆向法。(逆向法常见的例子就如处理“刹车问题”,有时候不把该运动过程当成是车减速到0,而反向看成车从静止加速到减速前的速度,解题会有奇效!)也就是说,在看待经典力学问题的时候,时间反演下的运动状态和原有状态完全等效,也即我们认为时间是可逆的,运动是双向可逆进行的。这就是经典力学体系中的时间可逆的特点。

经典力学还一个特点就是时间可知,意思就是说:如果我们知道了系统的一个给定时刻(叫做初始时刻)的状态(位置和速度),我们就可以知道该系统在任意其他时刻的状态。原因解释起来就会要用到一点牛顿定律的知识,这里也需要一个新的概念:力。牛顿定律告诉我们,是作用于系统的力改变了系统的状态,同时也是在说:“对于一个给定的系统,每一个瞬间的力都是由这个系统的状态所决定的”。两者是一种等效制约的关系。那么我们只要知道了系统的初始状态(当然也就知道了作用于这个系统的力),我们就可以知道这个系统在任意时刻的状态(因为知道了力之后,其他时刻的状态都可以由力来推算出来)。这即使经典力学系统的可知性。

我在想其实这两个特点是有联系的吧,就是因为系统演化在任意时刻都可知,所以系统的变化是可逆的。

那么我们就可以发现,如果宇宙就像经典力学所描述的那样,那我们只需要知道宇宙任意时刻的状态(定义为初始状态),那么我们就可以推测到任意时刻的状态,这即使经典决定论想要描述的东西。

书中引用了一个人的有关经典决定论的描述,很有意思,照片附在这里以供赏阅。

经典决定论的一种形象描述

OK,今天先大概了解了一下经典决定论是在说什么,明天就开始讨论一些经典决定论正确与否的问题了。

不过你今天可以先想想,经典决定论和我们之前所说的“机遇”有什么关系?

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