[081212]從電影中透視世界

  昨天下午的時候看了兩部電影,一部是《巴別塔》(另譯《通天塔》),另一部是《蝴蝶效應》,都是我的女友所推薦。初看這兩部片子的時候,前者給人感覺完全沒有什麼意思,後者則感覺讓人匪夷所思,但是這種片子往往到了後期才會讓人覺得思想深遠意義深刻。看完兩部片子之後我大約有一個小時都沒有回過神來,思緒似乎回到初中年代,那個喜歡思考世界觀的,和王院長一起討論各種自己永遠無法證明的理論的年代。那時候雖然很少看電影,但是卻很喜歡這樣的科幻。
  《巴別塔》和《蝴蝶效應》雖然用了兩種手法講述了兩個截然不同的故事,但卻存在一個共通點,就是因果聯繫的普遍性,或者可以說是混沌理論或者決定論的體現。唯一不同的是前者從空間的尺度給觀眾描繪了傳統的空間蝴蝶效應;而後者則是從時間尺度上描繪了更廣義的蝴蝶效應。由於其側重角度的不同,前者必須基於紀實手法,並做出空間範圍的巨大跨度,如影片跨度覆蓋了亞非拉美四個大洲;而後者為了描寫廣義蝴蝶效應,科幻才是這個角度手法的最佳選擇,通過不斷的修改過去的點滴事物解釋其微小偏差對於未來的嚴重影響。
  如果用唯物辯證法來說,兩部影片說白了其根本就是相同時間不同空間的事物與相同空間不同時間的事物在其各自範疇存在的普遍的聯繫。這種聯繫包括橫向的與周圍事物的聯繫(如《巴》所描寫),也包括縱向的與歷史未來的聯繫(如《蝴》)。一切事物、現象和過程,及其內部各要素、部分、環節,都不是孤立存在的,它們相互作用、相互影響、相互制約。但另一方面事物又存在著相對獨立性,即任何事物都同其他事物相區別而相對獨立地存在。事物的普遍聯繫和事物的相對獨立存在是互為前提的。而這種聯繫之後的結果也是存在相對的偶然性與必然性的,稍後將詳細解釋。
  一隻蝴蝶在巴西扇動翅膀會在得克薩斯引起龍捲風嗎?這是蝴蝶效應的原文,最早出現在1979年12月29日愛德華·羅倫茲在華盛頓的美國科學促進會的演講,這段則是在其闡述可預見性的部分。而這個現象最初的發現是在1961年冬天洛倫茲的一個氣象模擬中,在其省略了小數點後六位以後模擬結果迅速偏離,短時間內與前一個結果的相似性完全消失。這種效應後來被運用與各種自然體系和社會體系的研究,從而引申出今天的蝴蝶效應,即廣義蝴蝶效應,其含義是:對於一切複雜系統,在一定的「閾值條件」下,其長時期大範圍的未來行為,對初始條件數值的微小變動或偏差極為敏感,即初值稍有變動或偏差,將導致未來前景的巨大差異,這往往是難以預測的或者說帶有一定的隨機性。

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  那麼如果已知事物發展之前的各種參數和環境基礎,事物的發展結果不就可以預知么,因此並不存在不可知和不確定,因此說這種結果存在隨機性是否存在矛盾呢?事實上,隨機性或者不確定性與這種可預測理論之間並不存在矛盾,相反這兩種理論實際是相互輔助的。因為在實際構造的模型中,並不能完全考慮所有初始參數以及其後的每一個微小變化,因此初始條件各種微小的變化都可能無限放大成一個不可預知的新的結果。
  西方世界有一個民謠說:丟失一個釘子,壞了一隻蹄鐵;壞了一隻蹄鐵,折了一匹戰馬;折了一匹戰馬,傷了一位騎士;傷了一位騎士,輸了一場戰鬥;輸了一場戰鬥,亡了一個帝國。(請注意這個不嚴密的舉例是說明偶然性而不是必然性)這個民謠是對1963年洛倫茲提出的混沌理論的形象說明,即非線性系統具有的多樣性和多尺度性。馬蹄鐵上一個釘子是否會丟失,本是初始條件的十分微小的變化,但其「長期」效應卻是一個帝國存與亡的根本差別。這就是軍事和政治領域中的所謂「蝴蝶效應」。例如,天體運動存在混沌;電、光與聲波的振蕩,會突陷混沌;地磁場在400萬年間,方向突變16次,也是由於混沌。甚至人類自己,原來都是非線性的。
  但就我個人來說,我本人喜歡偏重於決定論,即認為自然界和人類世界中普遍存在一種客觀規律和因果關係。一切結果都是有先前的某種原因導致的,或者是可以根據前提條件來預測未來可能出現的結果。其重要的觀點即是:「有其因必有其果。」其實這樣認識便是拉普拉斯信條,是哲學的一種命題,認為每個事件的發生,包括人類的認知或行動,都或多或少地受到先發事件所決定,沒有什麼令人匪夷所思的現象、神聖的奇蹟、或是全然隨機事件會發生。因此在這種思想的指導下,一切社會現象和世界發展都是早已確定的。
  在這種思想下,世界就像一部鍾,像鐘錶一樣走動,人們可以預知未來的一切,這也稱為機械論。這種觀點得到了當時包括愛因斯坦在內的許多科學家的支持。愛因斯坦在給波耳的一封信中寫道「你信仰投骰子的上帝,我卻信仰完備的定律和秩序。」所以,在牛頓主義者看來,世界都是有序的,都是按照著嚴格的定律來的,它的行為完全可以預測,都有因果關係決定。
  之前和女友聊天的時候,女友試想了一個理論。如果她小時候,她的爸爸沒有曾經在邁一條小河溝的時候骨折過住院,她就不會在醫院天真的對爸爸說她的理想是當少先隊員,于是之後就不會很快當了少先隊員,之後也不會考上XX中學,也就不會上XX高中,也就不會認識XX,也就不會通過XX認識我,也就成為不了我的女友。因此一切最開始改變這條線的原因其實可以歸結為那裡有一條小河溝。而事實上,如果從決定論考慮,這並不是什麼意外骨折,而是一個看似偶然的必然,因為小河溝的存在和一切偶然組成的結果都是有它必然存在的原因的。
  這種決定論再引申一步思考,也是我曾經無數次幻想過的,也是有些科幻小說所出現過的,如果我們不斷追溯某個事件的發生原因,那麼我們就會無休止的追溯下去直到最初宇宙退縮為一個奇點,外加普朗克常數等等各種初始函數。我也曾想過如果我們有一台足夠強大的模擬計算機可以模擬宇宙大爆炸,並可以找到爆炸的初始函數,那麼我們是否可以模擬一個完全相同的宇宙,其中有著完全相同的人類做著完全相同的事情,而這樣的模擬結果必然是,我們可以完全詳細的預測未來!道理很簡單,兩個雞蛋如果有著完全相同的粒子結構,它們可能會因為環境的不同而使出生的小雞存在差異,但是如果我們的模擬可以擴展到考慮雞蛋周圍的任何一粒灰塵,甚至升華到宇宙範疇,那麼我們完全可以認定孵化出來的將是一模一樣的小雞!

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  但是回過頭來,仔細參考這種理論,會發現其內部似乎存在不和諧的矛盾,這個問題也是初中時候讓我困擾已久的。或者我們可以從另一個角度考慮,這種考慮方法也是我曾經和王院長討論過的,即從一個新的角度考慮事物發展的規律。是否相同的參數會出現不同的結果呢,比如在相同環境下同一個人的思維會不會存在隨機性,如果這種概率隨機性存在的話,那麼我們是否可以否定決定論而確立一個新的以非決定論為起點的新思維方法?我舉例說明:在著名的「薛定諤之貓」實驗中,放射性粒子的衰變幾率是50%,那麼我們如果按照傳統的物理角度思考,這個實驗對未來貓的命運影響是百分之百存在非決定性的,因為當你觀察這個貓的狀態時,貓的波函數會從alive和dead中以50%的幾率隨機選擇一個。(因為量子力學證事物在未被觀察時無意義,因此這裡說結果是在觀察時得出而不是在盒子里決定。)這種矛盾的困惑究竟要如何解釋,於是這裡就引入了平行宇宙理論。(這裡僅為引出平行宇宙理論,對於薛定諤之貓不再過多闡述。)
  換一個角度考慮之前的問題,假定我們承認相同環境參數下的事物會出現概率性的隨機結果,那麼我們可以假定我女友的爸爸骨折是由於具有概率性的意外事件觸發。那麼如薛定諤之貓引出的平行宇宙理論,也許在這個宇宙中女友的爸爸骨折過,而在另一個平行宇宙中,骨折事件落在了沒有被觸發的那部分概率,於是女友的爸爸沒有骨折,於是她現在也就不是我的女友。也就是說根據量子理論,一件事件發生之後可以產生不同的後果,而所有可能的後果都會形成一個宇宙(這類宇宙所遵守的基本物理定律依然和我們所認知的宇宙相同,是美國宇宙學家MaxTegmark所表述的第三類平行宇宙)。如果我們再一次引申,這種所謂的「一件事件」事實上是存在於每一分每一秒的,也就是說我們所存在的宇宙的事物發展正是這種根據概率性不斷分裂所導致的,而這些分裂的每一點實際上也是連續不間斷的,於是便形成了具有連續性的宇宙,且平行宇宙的數量單位不僅存在連續性也是呈幾何次冪迅速增長的。
  但是回頭思考這套自己現編的理論,似乎還是存在與其它基本理論矛盾甚至自相矛盾的地方。而且這種困擾的思緒不是一篇日誌就能說的清楚的,記得我在4月9日寫過一篇日誌叫作《放在盒子中的筆》,裡面用了三千多字最終還是沒能把事物的連續性和存在性說清楚,而現在這篇不僅什麼都沒說清楚,反而更加的矛盾和混亂。也許是因為最近一段時間,不管是文思還是邏輯思維,都受到冬天的影響變得遲鈍的緣故吧。寫了這麼多玄之又玄的理論去評論兩部電影,文章著實略顯離題了。感謝大家堅持閱讀至終,還請各位電影愛好者、文學愛好者、物理愛好者、哲學愛好者、天文愛好者對我的文章進行批評指正。

參考資料及圖片引用:
Hubble, Edwin, “A Relation between Distance and Radial Velocity among Extra-Galactic Nebulae” (1929)
Hugh Everett III, “Many-worlds interpretation” (1957)
Robert C. Hilborn, “Sea gulls, butterflies, and grasshoppers: A brief history of the butterfly effect in nonlinear dynamics” (2004)
Raymond Sneyers, “Climate Chaotic Instability: Statistical Determination and Theoretical Background” (1997)
Robert L. Devaney, “Introduction to Chaotic Dynamical Systems” (2003)

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