三体决定论和我们的自由意志有关吗「三体决定论和我们的自由意志」

牛顿的经典力学，描述了一个决定论的世界。“只要知道宇宙中所有粒子的当前位置和速度，原则上就有可能预测任何时刻的情况”，而三体问题颠覆了这个认知。

三体问题

三体是一个很简单的数学模型。

题干：三个质量、初始位置和初始速度已知的视为质点的天体，彼此仅受相互之间万有引⼒的影响。求解：这三个天体在初始时间后的运动轨迹。

太阳系中，考虑太阳、地球和⽉球的运动，它们彼此以万有引⼒相吸引，若假设三个星球都可设为质点，并且忽略其他星球的引⼒，太阳、地球和⽉球的运动即可以视为三体问题。

很简单，却很复杂

在这么简单和清晰的问题面前，包括牛顿爵士在内的各路天才们前仆后继，却一筹莫展。三体的运动轨迹受客观规律的约束，其未来的轨迹是确定的，只是我们算不出来。对这种无力感进行深入挖掘后，我们慢慢意识到人类对客观世界认识的局限性。

无解 ≠ 没有解

实际上，三体的未来运动轨迹是确定的，因为这不涉及微观粒子，不存在薛定谔的猫，也没有上帝在投骰子。如果我们有穿越时间的能力，我们可以反复观察从初始时间点0到某个时间点T之间的运动轨迹，然后发现这个轨迹不管如何重复观察都是一样的，即三体的路径是唯一且可复现的。

所谓的无解，不是这个问题的解不存在，而是我们利用现有的数学工具，无法用数学表达式来表达三体未来的所有运动轨迹。我们的数学工具经常用于描述规律性的运动，比如一条简单的直线，或一个正弦波。

y = x的解析式表达的是一条直线； y = sin（x）的解析式表达的是一个正弦波。

然后我们用规律性运动的叠加来近似模拟复杂的规律运动（如傅里叶变换）。

我们可以用多个或大或小的正弦波叠加出一个近似的方波

而三体的运动轨迹存在无数的可能，而且这些轨迹不展示规律性，复杂度极高，于是我们只能将这种现象称为混沌，因为没有重复的规律可言。对于这种混沌的运动，我们仅靠手上表达规律运动的数学工具，自然是求不出来的。

我们常说的“三体问题⽆解”，其实是说“⽆解析解”，意思是没有规律性的答案，不能⽤像（y=x 1）这样的解析式表达出来。你也可以说，三体问题无解，根本原因是我们的数学工具本身存在瓶颈，数学语言无法描述这种“混沌”的解。你无法描述一个在语言里不存在的概念。

三体运动的轨迹与混沌无异

无解析解 ≠ 不能求解

在大学的时候我们都学过微积分，我们可以将一个运动或轨迹分解为十分微小的直线路径（Δs），然后从这个十分小的直线路径出发，基于万有引力公式来计算微小的时间间隔（Δt）之后的下一段直线路径。如此反复迭代之后，我们把算出来的这些微小路径（Δs）累加起来就得到了整个运动轨迹。这种一次一步计算最小微分，然后对微分求和进行求解的方法，称为数值积分。数值积分是三体问题的数值解法的一个主要思路。

先微分，再积分

但从上述分析我们就可以看出，这是一种近似的求解方法，其准确度取决于算法的颗粒度，计算的颗粒度越小，准确度越高，但对算力的要求也就越高。在发明计算机之前，这样的计算必须由多人进行手工计算来完成。借助现代计算机，现在可以较为准确的预测3体运动的轨迹。但由于误差的积累和蝴蝶效应的影响，时间会无限放大微小误差，这样的近似预测，最终会极大的偏离真实情况，所以长期的准确预测依旧是不可能的。根本原因还是因为三体的运动是混沌的，混沌的运动没有规律，不收敛。

决定论vs自由意志

三体问题实际上数学界已经研究的很透彻了，但这问题最大的魅力在于其哲学启示。就像好的一部科幻作品，会令人惊叹，引人思考，思考自然，思考宇宙，思考我们的存在。

我们把视角从三体转向现实世界，这个世界是物质和客观的，世界的发展演变也自有其规律。人类的大脑由无数的神经元组成，思考其实只是神经元彼此之间发生的化学作用和电流效应。一言以蔽之，现实世界其实只是无限高阶版的三体问题。

决定论：大千世界只是一个多米诺骨牌

世界竟然受限于“因果关系”，其未来必然是早已决定的，我们日复一日所奔向的只是一个已注定且不可改变的终点。我们的行为也全部都是之前的一系列行为的后果，就像一套无限长的多米诺骨牌一样，当前面的骨牌倒下之时，后面的骨牌即使远隔千里，其倒下也只是一个时间问题而已。竟然命运是早已注定的，那么自由意志究竟是否存在，人类个体每日进行的各种决定和选择究竟有没有意义？在无限的宇宙面前，渺小如蝼蚁的我们是否真的和尘埃并无异同，自由意志是否只是我们肉体产生的幻觉？

自由意志只是幻觉

三体问题的无解给这个哲学问题提供了一个很好的观察角度。未来是早已注定的，但我们永远无法预知，在无法勘透的命运之墙面前，我们保留了生而为人的尊严，我们保留了自身的自由意志。

关于这个话题，我最喜欢的是《无姓之人》和《降临》这两部电影。他们都探讨了当我们可以预知时，我们究竟又该如何选择的故事。

《无姓之人》

当我们无法预测未来时，我们常常对自己做过的选择感到后悔，怀疑另一些选择可能会更好——这时候你的痛苦是：你有自由选择的能力，但你永远不知道自己是否做出了正确的选择，如果当时走了另外一条路，人生或许会变得截然不用。《无姓之人》就把这种多重选择的可能极端地扩大化，主人公可以不断地重复回到9岁那一年进行选择，然后重历人生。但是我们悲伤地发现，即使我们可以看到所有选择最终的结果，却没有一条让我们觉得“完美”而“满意”，或许“完美”和“最好”其实本来就不存在。

你情我愿，你不情我愿，你情我不愿

《降临》

《降临》讲的是这样一个隐喻。当一束光从空气中射入水里时，光会在水中发生偏折。费马告诉我们，光在水中发生偏折是因为光传播的速度在空气和水中是不一样的，而为了使得光从A点到B点所花费的时间最短，光选择在A点出发后，从C点进入水面，然后到达B点，这是光选择的最优路径。故，费马原理又称“光程最短原理”。这里光程指的是光走完路程需要的时间，所以实际上叫“最短时间原理”更好理解。

费马原理：光折射的真相

《降临》将起点A隐喻为因，终点B隐喻为果，光就是我们，光程是我们的选择和人生，最短原理则是我们的自由意志。也就是说，在所有的可能路径中，基于自身的自由意志，我们选择了这条路径，而这条路径其实在开始就已经注定了，但又只有当路程走完后，回顾过往，我们才能看到我们选择的全貌。光阴似箭向前穿梭，但他并不知道前路几何。

外星人的文字：没有起点和终点的⚪

故事中的主角因为学习了外星人的语言和思考方式，获得了外星人预知未来的能力，并早已知道自己会和一起工作的男主结婚，他们会育有一个女，但又因女儿患上不治之症而离婚，女儿最终也死于不治之症。她预知了这悲喜交加的一切，但预先知道这一切却并没有改变她的选择，她从容的选择享受命运带来的酸甜苦辣，该笑的时候笑，该哭的时候哭，因为这是所有路径中最符合她“自由意志”的一条。

女主要因为孩子注定死于绝症，而选择不要孩子，逃避生活么？

我们都知晓自己必死的命运，我们将会不复存在；我们知道路上必定有眼泪和荆棘，但生活也充满爱与美，令人感到完美而又充实的美妙时刻。我们都希望自己曾做出不同的选择， 但我们能做的只有让这些遗憾成为当下选择的参考，拥抱生活，珍惜生命的每时每刻。

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决定论与自由意志？

这个问题由来已久，可以归结为对随机现象存在性的探讨。
自由意志(free will)是一个哲学信条。它认为，我们的选择没裤最终取决于我们自己。这个概念涉及决定论(determinism)、非决定论(indeterminism)、道德责任(moral responsibility)、现代物理学、神经病学、精神病学、犹太教、基督教等诸多哲学概念、科学学科及宗教。现代科学尚无任何确凿证据表明有自由意志存在。
决定论是一种认为自然界和人类社会普遍存在客观规律和因果联系的理论和学说。心理学中的决定论认为，人的一切活动，都是先前某种原因和几种原因导致的结果，人的行为是可以根据先前的条件、经历来预测的。
有人引用量子力学中的随机性支持自由意志说，但是第一，这种微观尺度上的随机性和通常意义下的宏观的自由意志之间仍然有着难以逾越的距离；第二，这种随机性是否不可约简(irreducible)还难以证明，因为人们在微观尺度上的观察能力仍然有限。
自然界是否真有随机性还是一个悬而未决的问题。统计学中的许多随机事件的例子，严格说衫察早来实为决定性的。
在量子力学中，体系的状态有两种变化，一种是体系的状态按运动方程演进，这是可逆的变化；另一种是测量改变体系状态的不可逆变化。因此，量子力学对决定状态的物理量不能给出确定的预言，只能给出物理量取值的几率。在这个意义上，经典物理学因果律在微观领域失效了。据此，一些物理学家和哲学家断言量子力学或雀摈弃因果性，而另一些物理学家和哲学家则认为量子力学因果律反映的是一种新型的因果性——几率因果性。

“自由意志”和“决定论”

生命很难用物理和人文理论解释，它是DNA经历了无数混沌过程后形成的有序性，机械（数学）物理具有确定性的推理方式，在遇到非线性变化或复杂系统之后（不是量子的不可预测，而是类似蝴蝶效应的非线性不可预测），它便无法运作。物理学告诉我们，世界会走向无序（熵值单增加），但生命的进化走向了熵值减少，走向了更有序，细胞、DNA都有稳定的性状，而且能自我复制，这个发展轨迹很诡异，甚至是跳跃性凭空出现的。

（熵律：宇宙万物从一定的价值与结构开始，不可挽回地向混乱和荒废发展。出自《熵：一种新的世界观》第4页，熵律适用于孤立封闭系统的一切过程，小到一个生命体，大到整个宇宙。与熵律相对应的有赫尔姆霍茨的宇宙观：密集能源的大爆炸形成银河系、星体，它们将沿着熵律的方向，走向永恒的死亡与平衡。又有生命的再解释：生命体以秩序和活力出现，以衰亡结束：生命体不断与外界交换物质与能量的实质是为了减缓内部熵值的增加）

人的进化好像凭空出现，那人的生活如何？某些层面看，人像木偶，上层生命给你的东西是道德，下层生命给你的东西是欲望，人夹在二者中间如同被两根线牵着。人生到底有没有自由意志（自由意志（Free will）指能在各种可能的方案中，进行选择，决定行动的能力），是否是命中注定（决定论）？禅闭有些哲学家认为没有自由意志，它受欲望、必需品、外在（内在）力量蔑视等影响，也有哲学家试图调和自由意志和决定论，认为二者可以相容。

如果人类没有自由意志，人们会产生恐惧，似乎一切都被决定，没有未来。但物理学知识告诉我们，一切现象背后都有规律，因果关系是被限定的，这就是“决定论”的物理解释。但现代物理不能解释一切，比如超自然现象等，以波粒二象性为例，光波的本质到底是什么至今没有明确认知。量子力学理论中的“薛定谔的猫”处在“生死叠加状态”，使微观不确定原理变成宏观不确定原理，违背了逻辑思维，就能看出物理定律的局限。

看来传统物理、生物和人文无法对超出现实知识储备的现象进行合理解释，于是量子力学延伸出“平行宇宙”理论（按照波的概率，会出现很多平行宇宙），试图超越三维空间，在未知领域进行解释。存在即合理，再小的概率都有存在可能，那按照概率出现的任何现象都是合理的，人生有很多选择（概率），看到的随机现象只是进入了不同的平行宇宙而已。比如很懒和很勤奋的你同时存在，只是在你通过个人意志选择更好的平行世界，这时物理规则并没有限制人们选择一条道路，在这种情境下人的自由意志发挥了作用。

我们一直渴望超时空的体验（知识），时间概念是物理理论没有证实的，时间是因果？因果是认知世界的一种方法而已，那先有因还是先有果？什么又是先后？在时间维度，我们只能看到历史，看不到未来。如果一个注定的结果就在那里，我们为了懂这个过程和结果，需要从头看到尾。看电影也是，如唯粗果电影被剪辑的七零八落，我们是看不懂的，虽然它的因果都包含在电影里面，因果顺序的认知要求我们必须顺着来看。物理底层实验并没正面时间的单向性，它可以多维度解释现象，只是人的局限性习惯了顺序而已。

带着这种认知，我们看人生，未来是否注定？现在我们关注的事情，对未来有一定意义，目的已经在未来体现了，整个过程所作所为都是为了目的服务的，注定会出现符合规律的后果。在行进过程中，会出现偶然性（多个平行宇宙），从当下看未来，我们努力进入最好的宇宙，降低其它宇宙的概率。回望过去也同样如此，我们有很多过去，只是忽略了或记住了一个而已，这个多维的世界中，在三维世界里很多东西是命中注定的，在高维空间中会产生出各种变化，比如思维领域中的各种假设。

我们私下讨论时，群友虎三曾提出：“人的精神世界有吸附性，它会局限在时空中，所以感情因素来源于特定的时空。可是精神世界又有延展性，自动补足机制，这就是我说的超时空。所以人有想象力，它把未来时空展现出来（虚拟时空），所以有期指袭镇望，所以会期待会爱上一个陌生人。当时空变换成为个人世界的一部分或者构建元素后，它会形成特有的感情，这些感情会随着构建体的优化而加固，也会随着坍塌而消逝。”

人的精神确实很神奇，它可以主观建构一些东西，甚至一些不存在的东西，虚幻各种角色，甚至能超时空体验，能瞬间回味几十年前的历史，跨越最远的距离。唯物论认为物质决定意识，这个决定关系存在，但不能解释意识产生的根源，情感、意志、超验、第六感等神秘现象的出现，意味着或许真有更高维度存在，在那里才有真正的自由意志。三维空间里很难自由，如果人体每个细胞都很自由的情况下，人就瓦解了，但意识领域无禁忌，可以天马行空，来去自如。