未来は確定しているのですか？

質問

今朝、天気予報を見ていて思ったのですが、天気予報のように未来もシュミレートできるのでしょうか？
まず前提として、今、私たちの居る宇宙の全ての物理法則、物質の構造、物質の量、エテルギーの量、エネルギーの向きなどが全て分かっているとします、この宇宙に存在するものは全て物理法則にしたがっているので未来はシュミレーション通りになり、未来は確定されたものになってしまうのでしょうか？
それともシュレンティンガーの猫のように確立でしか定義できない事もあるので未来はやはり確定していない事になるのでしょうか？

物理学は法則性を見つけ出す学問だと思いますし法則に例外は無いとも思います、そうすると未来は確定しているような気がするのですが、どうなのでしょうか？

素人考えなので的外れな質問かも知れませんが宜しくお願いします。

回答No.4

Scull · ベストアンサー

No.2です。
惑星の配置なども厳密には「確率でしか記述できない」と考えて差し支えないはずです。たとえば「明日の今頃、地球は確率98.3％でこれこれの場所に誤差±3センチで存在している」というような具合ですね。物理的にはこういう記述しかできませんが、現実問題として天文では「問題にならない誤差」でしょう？
惑星の位置などの「超マクロ」で誤差が問題になるタイムスケールはおそらく、何百年とか何千年というスパンです。ただそれでも「誤差は誤差」なんです。

我々の生活と言った「マクロ」な予想ともなりますと、天文よりも扱う物が小さくなりますので、タイムスケールもそれに応じて小さくなります。結果、十分な確度の未来予測は事実上不可能である。
少なくとも私はそう考えます。

補足

Scullさん有難う御座います。

Scullの考えですとやはり未来の予測は完全には出来ないのですね、ある程度の範囲に入る予測なら可能だが完全な予測は確率出しか求められない分けですね。

量子力学の事は良く解らないのですが、2重スリッド実験、シュレンディンガーの猫などはどのように解釈すればよいのかまったく件等もつきませし。

宇宙に始まりがあるとしたら、今の物理法則は宇宙全体一応に同じなのか？、それとも一応ではないのか？と言う疑問もあります。

現在の物理学ではどのように解釈されているのでしょうか？、宜しくお願いします。

回答No.7

Scull

あなた、ちょっと言わせてください。
「素人考えで的はずれ」って解っているのでしたら「量子論が解りません」ですませるのではなく、理解するようにしてはどうですか？仮にも専門家がお答えしている訳ですから、それに対して「何となく違う」とか、「根拠はないけどそう思う」等という否定の仕方は失礼でしょう。

せめて「今は理解できませんが勉強します」位のことは言っても良いのではありませんか？

単に「決定論を主張したい」のであれば、別のところでなさるべきかと思いますよ。

お礼

ご回答有難う御座いました。また宜しくお願いします。

補足

Scull様
ご指摘の通り失礼な発言の仕方があり申し訳ありません、
私も言葉足らずでした。
量子力学などは少しずつですが勉強はしておりますが、独学でやっていますので、理解が正しいのかすらわからない事がありますし、実際色々本などを読んでみても理解に苦しむ内容です、今の私のレベルでは取りあえずそうなんだ、位しか理解できていませんし（根拠はないけど）と書かせていただいたのは、漠然としたイメージしか出来づ数式などで表現が私には出来ないからです。今後も勉強していくつもりですのでよろしくお願いします。

回答No.6

F_P_E

#3です。

＞この宇宙の外があるとしてそこからでなければ、完璧な
＞物理法則は発見、検証は出来ない、内部からでは不可能
＞との事ですが、証明は出来ませんが私は可能なように思
＞います。

とありますが、なぜそのように思われるのでしょうか？

かつて僕も、FIX様のように考えていました、高校生のころです。しかし、大学に入り、考え抜いてたどりついたのが先に申し上げようなことでした。

例えば”原子”。原子が存在するということは100％正しいです。数々の実験、理論が証明しています。しかし、なぜ存在するのかということは証明できません。在ったのです、原子は。原子というものを考えると様々な事柄がすっきりと説明できたのです。人類は物理学、もしくは科学を通して、それ以上のことを知る術は持ち合わせていないのです。

世の中に”絶対的な存在”はありません。

もし、法則Xができるとしたら、それはこの世の中の”絶対的存在”を出発点に議論が展開されるはずです。

『我思う、故に我在り』

デカルトの言葉ですが、僕のこの言葉への解釈は、

世の中に絶対ってものはあるのかな。。。いや、絶対なんてものはない。ただ、「絶対なんてない」って考えているそんな自分がいるということだけは、紛れも無い真実だ

と、こんな感じです。

何かわからないですが、この言葉を知ったときは何かに打たれた、そんな衝撃を受けました。

論点が散々とした、読みにくい文章となってしまいました。

意見、反論をお待ちしております。

お礼

ご回答有難う御座いました、色々対応していただき有難う御座います。今後も勉強したいと思いますので宜しくお願いします。

補足

F P Eさんご意見有難うございます。
Scullさんが言われるように根拠も示さない意見に色々質問に答えていただき有難うございます。
今の私では勉強不足で理解するのが無理かもしれません、漠然としたイメージはあるのですが自分でもまとまっておりませんし仮に理解してもそれを表現する方法がまだわかりません。

ただ書物などを読んでどうしても理解できなく、また皆様のご意見を聞いて理解が進み自分なりの解釈が出来るかと思い投稿させていただきました。
今後ともよろしくお願いします。

回答No.5

F_P_E

＃３です。

僕の意見として、完璧な法則がもし解ったとしたら未来は予測できると思います。

しかしそれはムリなことだと思っています、なぜならその完璧な法則を人類は知りえないからです。

その理由は少々哲学的で、正直まだ自分の中でまとまり切れてないのですが。。。

仮に、ある法則Xが出来たとしましょう。我々人類も含め、世界のありとあらゆるものがそれに従います。しかし、その法則Xに支配されている我々人類が、どのようにして完璧であることを知ることができるのでしょうか。
数学でいえば、それは公理、原理を証明しようとしていることに等しいです。

人類が、人類をも支配するその法則Xが完璧であるということを知りえないことは、不完全性定理により数学的に証明できます（たぶん）。

要は、閉じた世界(つまりその法則Xで記述される世界のことですが)において、法則Xを用いて法則Xが矛盾なく成立することを証明は不可能ということです。つまり法則Xに従う人類が、法則Xに従って法則Xが正しいことを証明することは出来ないということです。もし矛盾なく成立すること証明するためには、この閉じた世界の外の世界(つまり我々が認識できない世界)からの知見が必要となります。

量子力学については、正しいことは認めることはできますが、その解釈について(特に観測問題)はまだ自分の中では釈然としないところがありますので、触れないでおきます。

質問者さまのご質問に対する答えとしては、完璧な法則がわかれば、未来はわかると思う。しかし、一つ意見としてその完璧な法則を我々は知りえないということです。

納得がいかないようでしたら、また質問してください。出来る限り答えます。

補足

F_P_Eさんご意見有難う御座います。

F_P_Eさんの考えでは、たとえこの宇宙が定常宇宙で安定していて物理法則も変化しない世界だとしても完璧な物理法則を人間がこの世界に居ながら見つけ出すのは不可能、また完璧な法則を仮に見つけたとしてもそれを証明できないということですね？。

この宇宙の外があるとしてそこからでなければ、完璧な物理法則は発見、検証は出来ない、内部からでは不可能との事ですが、証明は出来ませんが私は可能なように思います。

量子力学の不確定性などは私はよく分かりません、2重スリッド実験の結果もどう理解したらよいのかまったく解りませんし・・・。

私のレベルでは数式で示したり、理論立てて説明でき無いのですが漠然としたイメージで究極の理論みたいな物は人間にも解明できるのではないかと思っております。

回答No.3

F_P_E

はじめまして。

大学院で物理を学んでいます。

さて、＃２の方とほぼ同じ意見です。なので、少し違う点から。

数々の物理法則が完璧に成り立つのは、物理学者たちの”物理の世界”です。”物理の世界”というのは、端的には仮想世界です。

ここで、勘違いをしやすいのは、この”物理の世界”とわたしたちの住んでいるこの世界(”現実の世界”とでも言っておきましょう)とを混同してしまうことです。もちろんその”物理の世界”は”現実の世界”をまねしていますが、でも両者は明らかに異なるものです。”現実の世界”でうまく再現できるよう”物理の世界”で様々な法則を生み出していくのですが、ここで注意しなければならないのは、”物理の世界”では完璧に記述できる法則であってもこの”現実の世界”を完璧に記述しているわけではないということです。

”物理の世界”と”現実の世界”は常に対です。”物理の世界”は常に”現実の世界”を追いかけているのです。あなたのご質問は、言ってしまえば、この”物理の世界”が一人歩きすることができますか？という質問だと僕は捉えることができると思います。ですから、そのご質問に対しての答えは『No』です。

この”物理の世界”がより”現実の世界”に近づくよう物理学者は日々努力を重ねていると、僕は考えています。しかし、いくら近づいても、決して追い越すことはできないとも考えています。

もし、追い越すことができるとしたら、それは人類が”神”という存在になったときでしょう。

ただ、人類は神ではありません。

物理学がこの”現実の世界”を創っているわけではないのです。むしろ”現実の世界”が物理学を作っている。このことをわかってもらいたいです。

長くなりました。以上です。

補足

ご回答、またご意見有難う御座います。
もちろん現実世界があっての仮想世界？だとは思います、ですので現実世界を仮想世界が一人歩きする事は無いと思っています、一方この世界に居る以上この世界の法則を逸脱も出来ないと思います、ですので完璧な物理法則が分かれば未来も確定してしまうのではないかと思ったしだいです。しかし現実には不確定性があるので未来は確定していないようですので安心です。また物理の世界が現実の世界にどこまで近づけるかも楽しみです。
いつか人間が完璧な物理法則を見つけ出した時、その法則はこの世界の法則そのものですので未来も確定した物になってしまうのかと思い質問させていただきました。

回答No.2

Scull

確定していない、あるいは正確な予想が不可能と考えられています。

一つは量子論に始まる、不確定性によるもの。量子論を拡張していきますと、厳密にはマクロ世界も「確率でしか予想できない」ということが言えます。

もう一つは「測定精度」の問題です。どういった予想にせよ、「精度」が問われますが、粒子単位で正確な測定を行うことは原理的に不可能です。それでもある程度正確であれば、それなりの予想ができそうですが初期値の微小な差異が、かけ離れた結果を招く「カオス」があります。

以上２点によって、未来の正確な予想は原理的に不可能である、と考えられます。ただし、「もっとマクロな見方」をすることで、確率的な未来予想をするという考え方もできます。
そういうアイディアをベースにしたのが、アイザック・アシモフの「ファウンデーションシリーズ」です。ご興味がおありでしたらどうぞ。

補足

ご回答有難う御座います。
未来は確定していない（正確な予測が出来ない）のですね量子論に出てくる不確定性が存在している以上確率でしか分からないのでは、ただある程度の予測範囲には入ると言うことですね、また一つ疑問が出てきたのですが、ミクロの世界が確立でしか定義できない世界ですとその集まりのマクロな世界も確立でしか定義できないのですよね、そう致しますとたとえば惑星の位置なども確立でしか決まっていない事になると思うのですが、実際にはそこに存在していると思うのですが。
この場合も確立でしか位置は決まっていないが、予測の範囲が狭いのでその範囲に存在している事になるのでしょうか？
少し拡大解釈かとは思いますがご意見お願いいたしますｓ。

回答No.1

rangeru

古典物理学で言う「ラプラスの悪魔」という問題です。それは、

　仮に全ての物理法則を知り、全宇宙の粒子の位置と運動量を同時に観測できる仮想存在(悪魔）がいたする。この仮想存在は全ての未来を予測できるか？

という問題です。古典力学の範囲でも、計算量があまりに多いのでできません。正確には計算が終わるまでの時間が宇宙の寿命よりも長いということになります。
　古典力学でもできないものを当然量子力学の範囲まで考えると、ご指摘の通り確率が絡んでくるので原理的にできないことになります。

　それと物理法則にも例外があったりします。絶対に正しいと思われていたニュートン力学で説明できない現象が量子力学で説明できたりします。人類の最後まで例外があるか、それともないのかはわかりません。

補足

ご回答ｂ有難う御座います。
「ラプラスの悪魔」と言う考え方があるのですね、大変参考になりました。少し「ラプラスの悪魔」をキーワードに検索してみましたら説明が出ていました。
その説明によると原子の運動は確率的な挙動をするとの事でしたのでいくら精度を上げて計算した所で理論的に完全なシュミレーション結果は得られないと言う事でしょうか？
ある程度の予測範囲に入る（台風の進路予測みたいなもの）しかえられない事になりますよね。
このような解釈であっているのでしょうか？