钟表嘀嗒

牛顿物理学为我们呈现了一个可以被充分预测的宇宙，它受规律的制约。这些规律是可知的，对万事万物以及整个宇宙都一视同仁。我们对这个宇宙状态的了解程度足以让我们做出预测，但还不足以使我们成为不需要去做预测的无所不知的神。

很重要的一点是，牛顿简单易懂的定律足以解释事件是如何发生的。它们不需要神、命运或灵魂的干预。它们不要求我们去规定，像古希腊人想的那样，橡子要变成橡树是其本质使然。牛顿的预言揭示了宇宙是一个独立的钟表装置，它完全可以用自身的概念来解释。

想一想老式发条表或老爷钟的内部结构，每个齿轮都与其他齿轮啮合得如此完美，以至系统发出的唯一噪声就是机械装置的嘀嗒声，它将秒针移动一个凹槽，同时释放时钟被压抑的能量。该机制遵循以下规律：这个齿轮带动那个齿轮，那个齿轮带动另一个齿轮，一次一个齿轮，简单的规则带来简单的结果。机械钟表是完全可知的，你可以打开钟表观察其工作方式。它的下一个状态完全取决于它当前的状态，是可以预测的：如果时间是12：01，在60秒内，钟表将指向12：02，而不是11：57。如果你不能准确预测一个钟表的指针在一小时后的位置，那么这个钟表连一天走对两次都做不到。事实上，你可能需要确认一下，你盯着看的是不是烘干机。

因此，钟表成为一种理解和表达事件发生机制的标准方式：遵循简单、可知的规则，以很小的增量带来完全有规律的变化，我们如果有完美的知识，就足以解释这些变化……但是，我们显然没有。这就为预测提供了空间。

1814年，皮埃尔-西蒙・拉普拉斯侯爵从牛顿的著作中得出一个不可避免但令人不安的结论。他想象出一个神灵般的智者——通常被称为“拉普拉斯妖”，这个智者可以知道宇宙中每个物体在每一刻的位置，它们之间所有的作用力，以及统治它们的牛顿定律。（在本书中，“拉普拉斯妖”会不止一次出现。）“对这样的智者来说，”拉普拉斯写道，“没有什么是不确定的，未来就像过去那样出现在眼前。”16这个伟大的智者可以将牛顿定律应用于历史的任何一个时刻，并推断出整个宇宙的未来以及过去。

拉普拉斯有时被称为“法国的牛顿”，因为他的工作扩大了万有引力定律的应用范围，包括解释似乎不符合万有引力定律的现象，例如木星和土星轨道的微小扰动。17但是在上一个段落中，拉普拉斯得出的结论使牛顿本人对钟表这个比喻感到不舒服：宇宙一旦开始运转，就不需要上帝的帮助了。对牛顿这样笃信宗教的人来说，上帝创世后在宇宙中就失去作用是不可想象的。但是牛顿认为，他找到一种方法可以为上帝留下一席之地。牛顿的万有引力定律——每个物体都互相吸引——意味着宇宙中所有物体的共同引力会慢慢地把行星拉出它们美丽的椭圆形轨道。牛顿假设，上帝可能因此不得不偶尔把彗星抛到正确的轨道上，以便其引力将天体拉回到它们完美的椭圆形轨道上。18

另一方面，拉普拉斯是一个直率的无神论者，他觉得没有必要在理论中为上帝留出空间，甚至不需要捍卫自由意志，他认为自由意志是“我们对引发行为的真正原因的一种无知的表现”。19我们人类无法随时了解宇宙的一切，因此，预测对我们来说是一个概率问题，正如拉普拉斯的书《关于概率的哲学随笔》的标题所阐明的那样。但是，所有发生的事件都是由先前的原因完全及完美地决定的，因此，对一个无所不知的“妖”来说，它完全可以做出预测。

钟表的比喻在我们的文化中被保留下来。这再合适不过了，因为钟表做工精美，象征着上帝创世这个宏伟的杰作。钟表的内部结构是完全可以理解的，就像一个逻辑系统，这使得它成为新到来的理性时代的恰当比喻。

100多年前，阿尔伯特・爱因斯坦给物理学家的钟表比喻致命一击。他认为，不仅宇宙不像一个稳定的嘀嗒作响的钟表，时间本身也不是一个简单的同步嘀嗒声序列。随后，数字时钟的出现让公众失去了对传统钟表及这一比喻的认知。然而，在日常生活中，我们仍然假定发生的每件事——嘀嗒声之后的每一次嘀嗒声——都以一种可知且确定的方式在该机制当前的状态中出现。我们仍然使用让我们可以“跳过”步骤去看未来的法则进行预测，例如，预测一架飞机将在4小时内飞行的距离与预测飞机将在两小时内飞行的距离一样容易。

这些预测的背后是一种自信，即规律本身非常简单，而且简单的规律创造了一个可预测的世界。我们可以将其视为可预测性的第一级。

但从一开始，牛顿就知道还有第二级，简单的规律很快就会变得复杂起来。