что такое демон лапласа
Что такое демон лапласа
Парадокс «Демон Лапласа»
Что может предсказать Демон Лапласа? Демон должен знать, когда и где на следующее утро Вы проснетесь! И результат его предсказаний не должен зависеть от Вашей воли. Но ведь Вы можете не пожелать подняться сразу, вдруг Вам захочется еще поваляться?
Проблематика «Демона Лапласа» связана с вопросом о том, возможно ли такое предсказание теоретически.
Как возник «Демон Лапласа»?
Затем была создана классическая ньютоновская механика. Причинность ньютоновой механики впервые представил Лаплас. Он пришел к выводу, что всякое движение может быть математически описано во времени, а также все процессы в мире могут быть представлены, как движение взаимодействующих между собой по законам механики материальных точек.
«По Лапласу» весь мир мог быть описан уравнениями. Тогда-то и возникла идея всемогущего разума, способного справиться с составлением и решением этого бесконечного множества уравнений. Так возник «демон Лапласа», имеющий сверхчеловеческие способности — собирать предельно полную, исчерпывающую информацию, перерабатывать ее математически и мгновенно производить любые вычисления. Лапласов демон знает все о состоянии всего в любой момент. Как он собирает информацию неважно, во всяком случае, он способен ее собрать и полностью ее усвоить. В какой-то момент он знает положение и скорость любой частицы. Подставляя их в уравнения движения и решая, он узнает полностью все будущее. И не только будущее, но и прошлое: ведь уравнения Ньютона обратимы. Для этого достаточно изменить направление оси времени, и все прошлое станет полностью известно. Демон знает все о нашем мире, и, кроме того, по своим вычислительным способностям он значительно превосходит все существующие вычислительные машины.
Если бы такой демон существовал, то он знал бы все, все наши поступки и вызванные ими изменения.
Лаплас был убежден в том, что: «Мы можем рассматривать настоящее состояние Вселенной как следствие его прошлого и причину его будущего. Разум, которому в каждый определенный 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 не ясного и будущее существовало бы в его глазах точно так же, как прошлое. Ум человеческий в совершенстве … дает нам представление о слабом наброске того разума ». Это и есть сущность «Демона Лапласа».
Немного о великом Лапласе.
Математик и астроном, известен работами в области небесной механики, дифференциальных уравнений, один из создателей теории вероятности. Он усовершенствовал почти все отделы этих наук.
Наверно, мало кто помнит, что Лаплас был первым, кто обратил внимание на возможность существования «черных дыр».
Пять геометров: Клеро, Эйлер, Даламбер, Лагранж и Лаплас разделили между собой тот мир, существование которого открыл Ньютон. Лаплас популяризовал во Франции идеи Ньютона, развил аналитическую механику Лагранжа и очень продвинул вперед методы вычислений.
Демон Лапласа
Демон Лапласа — мысленный эксперимент 1814 года, предложенный французским математиком Пьером-Симоном Лапласом, а также главный персонаж этого эксперимента — вымышленное разумное существо, способное, восприняв в любой данный момент времени положение и скорость каждой частицы во Вселенной, узнавать её эволюцию как в будущем, так и в прошлом. Лаплас придумал это существо для наглядной демонстрации степени нашей неосведомленности и необходимости в статистическом описании некоторых реальных процессов в окружающем мире.
Проблематика демона Лапласа связана не с вопросом о том, возможно ли детерминистическое предсказание хода событий в действительности, на практике (de facto), а в том, возможно ли оно в принципе, теоретически (de jure). Именно такая возможность заключена в механистическом описании с его характерным дуализмом, основанным на динамическом законе и начальных условиях. То, что развитием динамической системы управляет детерминистический закон (хотя на практике наше незнание начальных состояний исключает всякую возможность детерминистических предсказаний), позволяет «отличать» объективную истину о системе, какой она представлялась бы демону Лапласа, от эмпирических ограничений, вызванных нашим незнанием.
В контексте классической динамики детерминистическое описание может быть недостижимым на практике, тем не менее оно остается пределом, к которому должна сходиться последовательность всё более точных описаний.
Содержание
Исходная формулировка
Лаплас был твердым сторонником каузального детерминизма, суть которого можно выразить таким отрывком из Essai philosophique sur les probabilités:
 | 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. |  |
Такой разум часто называют Демоном Лапласа. Стоит заметить, однако, что 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. Хотя Лаплас видел предстоящие практические проблемы человечества в достижении этой наивысшей степени знания и развития вычислительной техники, поздние представления о квантовой механике (Принцип неопределенности), которые были приняты философами в защиту существования свободы воли, также оставляют теоретическую возможность опровержения существования такого «разума».
Демон Лапласа
— Этот сайт желает знать ваше местоположение. Разрешить Отклонить — этот сайт желает знать ваш импульс. — Ха! Хорошая попытка! Разрешить Отклонить
Демон Лапласа — гипотетическое существо из мира физики, олицетворение детерменизма, которое знает положение и параметры всех частиц Вселенной в данный конкретный момент. По теории строгого детерминизма, которая была популярна в годы жизни Лапласа, такая абилка наделяла демона всеведением; на основании полученных данных он мог вычислить всё, что было и что будет. Считается покойным с 1972 года, попытки реанимировать продолжаются до сих пор.
Демон Лапласа — сферическая в вакууме «конечная цель» науки тех (до нашего времени) лет: учёный, который научными методами может высчитать вообще всё. Впоследствии оказалось, что всё не так просто, чем это казалось во времена Лапласа, а по мнению квантовой механики сделало демона Лапласа вообще невозможной фикцией: выяснилось, что нельзя точно узнать сразу все параметры даже одной отдельно взятой частицы: или местоположение, или скорость, выбирайте, что больше нравится, но не и то и другое сразу (Эйнштейн с этим не согласился и выдвинул мысленный эксперимент по опровержению, но наступил на грабли собственной теории, которые подложил оппоненту).
Даже если бы это было не так, демон Лапласа всё еще невозможен, потому что ему бы пришлось содержать информацию обо всей вселенной, включая себя самого. А еще Вселенная может быть бесконечной. Это же, кстати, солидный камень в огород религии.
Более сильной версией демона Лапласа является Бог, который по определению всеведущ (ибо по легенде, именно он задал начальные условия существования Вселенной, а значит знает то же, что и демон Лапласа) и всемогущ настолько, что выдал человеку свободу воли, породив разрыв шаблона у всей теории — ведь по версии фаталистов и детерминистов, таковой быть не может, ибо всё предопределено. Дальше — больше, у Бога есть некий Замысел (подозрительно похожий на принцип согласованности), согласно которому любые шатания свободы воли всегда приводят к нужному результату, рано или поздно (что, в общем-то, верно), правда в чем этот замысел заключается — никто сказать не может, но очевидно что тут скорее важен путь, чем результат. Следствием этого являются два корня из уравнения морали — если верующие начнут творить беспредел, то в соответствии с принципом свободы воли и Замысла Божьего, Бог — злой. Если же наоборот, то Бог, соответственно, добрый. То есть возникает парадокс — не Бог определяет то, какими будем мы, а наоборот (если отмести в сторону версию о нейтральном боге и как следствие отсутствии Замысла, и версию с двумя и более богами и детерминизмом на основе скрытых параметров). Тогда, путем сокращения, мы приходим к выводу что бога нет, ибо он излишен. И становится как-то немного грустно. Не отчаивайтесь, если вам так уж охота верить в бога — по косвенным признакам он есть. Косвенные признаки — это оказание влияния на целую кучу народа, привносящее толику иррационального добра в наш безумный мир. Короче говоря, «не важно есть ли Бог, жить нужно так, словно он есть», и тогда всё будет хорошо.
Более слабой версией демона Лапласа является Омега — существо, знающее не всё, но способное с высокой точностью получать знания и моделировать кусок реальности, чтобы предсказать исход. Например, просканировав ваш мозг, Омега с высокой достоверностью (но не обязательно равной строго 100 %) может сказать, какой выбор вы совершите, еще до того, как вы подумаете об этом, но он не знает положение каждого атома в каждой из далеких галактик. В отличие от демона Лапласа, Омега не является принципиально невозможным. Более того, Омега реально существует: очень продвинутые алгоритмы взлома ключей шифрования, основанных на сознательном вводе каких-то данных человеком, работают схожим образом. То есть, с определенной вероятностью они способны угадать ваш охрененно длинный суперзащищенный пароль. Поэтому когда вы генерите смарт-ключ, всегда используйте кота.
Игры разума: «Демон Лапласа»
Мысленный эксперимент под названием «Демон Лапласа» поднимает проблему возможностей человеческого разума. Он был назван в честь известного ученого, которому и принадлежит данная идея. В чем заключается данная работа, ее формулировка, парадокс и другие особенности описаны в статье.
Биография Лапласа
Пьер Симон де Лаплас был знаменитым ученым второй половины 18 века и начала 19. Он был гениальным физиком, математиком, механиком и астрономом. Мужчина был одним из тех, кто обучал Бонапарта в Парижской Академии наук. Его перу принадлежит работа об устойчивости орбит планет на основе математического анализа и изобретение метрической системы во времена революции. Свои исследования в восемнадцатом веке подытожил в научном труде «Изложение системы мира», куда вошли все его наработки. Книга была довольно популярна в высших кругах общества. Именно изучение космоса и обширные знания о Вселенной натолкнули его в будущем создать собственный эксперимент в этой области.
Общее описание
Идея «Демона Лапласа» была сформулирована в 1814-м ученым, который под этим именем создал вымышленное разумное существо. По его соображениям, оно могло в любой момент предсказать будущее любой частицы во Вселенной, просмотреть ее прошлое и процесс эволюции. Все это создание могло делать в любой момент времени существования предмета, скорости движения и положения в любой точки Вселенной. Лаплас был известным детерминистом – поклонником науки о причинной взаимосвязи между веществами и явлениями. Главная проблема сразу остро встала даже не между практической точкой реализации предсказания, а теоретической. Доказать то, что даже при существовании высшего разума в лице «Демона Лапласа» возможно подобное виденье хода событий в любой части жизни просто невозможно. Конфликт упирался в точность определения истины, которой бы пользовалось существо. Отличить правильность его идеального предсказания от ошибочной трактовки из-за человеческого незнания множества вещей было совершенно невозможно.
Формулировка всего эксперимента
Существование «Демона Лапласа» объяснялось поздними биографами автора в одном из трудов. В нем он рассматривал состояние Вселенной в определенный момент, как связь между прошлым, что ведет к будущему. Если бы высший разум обладал полными знаниями о природе частиц и силах, что приводят их в движение, то сумел бы собирать данные о них в каждый момент времени. Такому существу было бы подвластно сделать анализ состояния вещей на основе уже известных факторов. Таким образом, создание сумело бы описать любой предмет во Вселенной (от самого маленького до планетарных масштабов) единым законом. Именно по такому принципу будущее представало в глазах существа таким же ясным, как и прошлое частицы. В эксперименте «Демон Лапласа» формулировка была основана на том, что ученый всегда верил в большие возможности человечества в плане познания научного понимания положения вещей в этом мире. В создании подобной идеи он хотел пресечь будущие практические проблемы на разных этапах развития общества.
Парадокс, часть 1
Люди, которые пытались с практической точки зрения рассмотреть эксперимент «Демон Лапласа», сразу же столкнулись с определенными проблемами. Под высшим разумом подразумевалась вычислительная и вполне материальная машина, прообраз мощного компьютера. В теории была поставлена задача определять какое-то действие во Вселенной, что произойдет через 2 минуты. На определение этого будущего тратиться должно времени в два раза меньше. Когда эта машина покажет миру результат и возьмется за следующее предсказание, то уже будет знать ответ. Он был дан еще в предыдущем цикле, а потому после первой минуты определять на две будущих будет мало, нужно минимум три. Если допустить, что создается подобное предсказание, то проблема никуда не уходит. С началом нового предсказания (и после завершения работы над предыдущим) машина уже будет знать ответ. Парадокс «Демона Лапласа» заключается в том, что время можно прибавлять по индукции, результат от этого не изменится.
Материальные ограничения
Из теории о мысленном эксперименте, описанном выше становится понятно, что машина для максимально правильной работы должна за минуту работы выдавать информацию обо всех процессах по Вселенной. Предполагается, что вычислительные мощности такого компьютера будут просто невообразимыми, но далеко не бесконечными, каким является время. В каждый отрезок времени с вещами что-то происходит, а потому «Демон Лапласа» должен продуцировать бесконечный массив с информацией. В материальном мире подобное является невозможным, ведь даже самые сильные вычислительные мощности с такой задачей справиться практически не могут. Возникает парадокс, который заставляет учитывать в ходе эксперимента с вычислением будущего на две минуты вперед и дальше данные за первую минуту работы. Только вот сам механизм также является частью Вселенной, а потому в предсказание входит собственная работа. Если учесть, что массив данных должен быть бесконечным, то после первой минуты работы компьютер должен определить будущий непрерывный результат. Так как это на практике не является возможным, то и первый запуск совершить не удастся.
Результат
Из всех вышеупомянутых исследований выходит, что «Демон Лапласа» для работы даже в теории должен учитывать еще и собственные действия. В материальном состоянии вещей сделать такое не удастся, что было доказано парадоксом, а потому сама машина должна существовать за рамками Вселенной. Это противоречит всем законам мира людей, так что мысленный эксперимент такого типа остается невозможным. Единственной лазейкой во всей практической части является постановка конечного этапа хода времени. Тогда невероятно мощная машина смогла бы предсказать свои действия на определенный период и включить их в массив. Проблема только в том, что определить технические параметры такого механизма невероятно трудно. Задача остается нерешенной даже в двадцать первом веке, ведь время так и остается бесконечной линией, а опровергнуть этот факт еще никто не смог.
Демон Лапласа
Из Википедии — свободной энциклопедии
Демон Лапласа — мысленный эксперимент, предложенный в 1814 году французским математиком Пьером-Симоном Лапласом, а также главный персонаж этого эксперимента — вымышленное разумное существо, способное, восприняв в любой данный момент времени положение и скорость каждой частицы во Вселенной, узнавать её эволюцию как в будущем, так и в прошлом. Лаплас придумал это существо для наглядной демонстрации степени нашей неосведомленности и необходимости в статистическом описании некоторых реальных процессов в окружающем мире.
Проблематика демона Лапласа связана не с вопросом о том, возможно ли детерминистическое предсказание хода событий в действительности, на практике (de facto), а в том, возможно ли оно в принципе, теоретически (de jure). Именно такая возможность заключена в механистическом описании с его характерным дуализмом, основанным на динамическом законе и начальных условиях. То, что развитием динамической системы управляет детерминистический закон (хотя на практике наше незнание начальных состояний исключает всякую возможность детерминистических предсказаний), позволяет «отличать» объективную истину о системе, какой она представлялась бы демону Лапласа, от эмпирических ограничений, вызванных человеческим незнанием.
В контексте классической динамики детерминистическое описание может быть недостижимым на практике, тем не менее оно остается пределом, к которому должна сходиться последовательность всё более точных описаний.
Так, положения всех планет Солнечной системы могут быть предсказаны на основе расчётов методами классической механики с высокой точностью на много тысяч лет вперёд.