预测未来真得做得到吗?

在讨论这个问题之前,先看一下伟大法国数学家彭加莱著名的“三体问题”。

如果在一个类似太阳系的系统中只有两颗行星,并且没有其他因素影响它们的运行,你将能够毫不费力地预测它们的运行。但在两颗行星之间再加入第三个天体,比如一颗小小的彗星。最初第三个天体不会导致行星运行偏离轨道,对它没有影响;然后,随着时间的推移,它对另两个天体的影响可能是爆炸性的。这个微小天体的位置将最终决定这两个庞大行星的命运。

上面的“三体问题”告诉我们,在预测未来的过程中,你建立的模型越精确,你的错误率也会急剧上升。而达到非常精确是不可能的,因为你的预测会因为你需要对过去进行无穷精确的解释而突然失效。

预测困难的急剧增加来自于对这个系统稍微增加的复杂性,也即增加一个看似微不足道的自变量,对因变量产生非常大的后果。不过,我们的世界比三体问题要复杂的多,它包含了无数的事物,即无数个自变量。我们面对的是动态系统,也就是加入了“时间”这个重要的自变量,于是更增预测的难度。

每增加一个考虑因素就相当于增加一个自变量,下面这个预测弹子球在球桌上的运动轨迹的简单实验可以让我们看到最后对结果造成什么影响。

这里以数学家迈克尔.贝里(Michael Berry)的计算为例。如果你知道关于弹子球的基本参数,就能够计算桌面的阻力,能够测量撞击力量的大小,那么你也能很容易地预测第一次撞击带来的结果。第二次撞击更为复杂一些,但也是可能预测的。这要求更高的精确性,你必须更为小心地确定球的初始状态。问题是,为了正确计算第九次撞击的结果,你需要考虑某个站在桌子旁边的人的引力(贝里的计算就谨慎地考虑了一个体重150磅的人的引力)。为了计算第56次撞击的结果,宇宙中的每一个基本粒子都必须考虑进来。一个离我们100亿光年,位于宇宙边缘的电子必须被纳入计算,因为它对计算结果又重要影响。如果再加上另一项任务——预测这些变量在未来的状况。预测一枚弹子球在球桌上的运动需要关于整个宇宙运行的知识,小到每一个原子。依照现在的科学计算工具,人类能轻易预测像行星这样的庞大物体的运动轨迹,但微观世界是很难预料的,而宇宙中微观粒子的数量不计其数。


这里需强调的是,弹子球实验是在一个客观的简单条件下进行的,并没有考虑随时可能出现的疯狂的社会因素,没有考虑相对论和量子力学的影响,也没有考虑亚原子级别测量精确性的不足。弹子球也没有像人一样的主观思维能力。

在动态系统中,你不是只考虑一枚孤立的弹子球,还要考虑各球之间的相互影响,面对这样的复杂局面,人们预测未来的能力不是降低了,而是存在根本局限性。彭加莱指出,我们只能处理定性的事物,能够讨论系统的某些特点,而无法定量计算。你能够严谨地思考,但无法使用数字。彭加莱甚至为此创造了一个领域——原位分析,现在属于拓扑学。预测币人们通常以为的复杂得多,而人们必须懂得数学才能理解这一点。

世界充满了不确定性,各种因素的相互影响导致太多不可预测的后果,有许多预测根本是不可信的。

以前谈到有些事物是可以预测的,而且预测是有方法论的。《关于“预见未来”的几个重要概念》。这里面基石主要是人口科技,并预测带来的经济等方面的变化。不用太精确,基本上预测准确性还是八九不离十的。比如,让你预测明年全球和中国的经济增长,依照往年的经济增长数据,大多数人都会猜测在现实值的20%以内,也就是符合正态分布的。但如果要你预测像2001年9月11日那样类似的恐怖袭击,则是不可能的事,就像在911事件之前世界上没有一个人能预测到一样。

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