如果我知道所有的原子坐标，能不能算出未来会发生什么？ 第1页

高赞回答们可能比较适合吸引吃瓜群众，但是和真实情况差了太多。

事实上，我们根本用不到去考虑所谓的拉普拉斯妖的地步，更不用什么量子涨落一类的玄学。最简单的情况，我给你一个碳原子，你都算不出来这个碳原子外面的6个电子概率密度分布的解析解是怎样的。我们的量子力学就是这么拉跨。

为什么我一上来就要先提电子？因为你生活中99%的物理现象，全都是由原子核外的电子决定的。如果你不能计算各个原子的电子之间的相互作用，你也就根本没办法预测宏观物理性质。不管你把原子坐标知道的多精确，都没用。

具体来讲，题主所谓的知道所有原子的坐标，显然我们可以假设原子数n>2，这时候各个原子的电子之间会产生相互作用。我们知道描述一个原子，需要薛定谔方程。事实上，描述多个原子，包括他们的相互作用，我们有多体薛定谔方程（many body schrodinger equation）。

这个方程其实很简洁。但凡你上过大学，应该都熟悉薛定谔方程。这个多体薛定谔方程和单体薛定谔方程唯一的区别就是这个哈密顿算子。我们看到公式2里面，N代表我们体系里面的第N号电子，M代表我们体系里面的第M号原子核，Z是原子序数。注意看我们的公式实际上是5个部份的加和，哪5部分呢？

所以从上图的解释我们就看出来，当你有很多原子的时候，和只有一个原子的区别在于：你多了很多电子-原子核的相互作用，原子核-原子核的相互作用，以及电子电子的相互作用。

不要小看这些相互作用，我可以明确的说：上面这个方程是不可能得到解析解的，即使你比理查德费曼聪明一万倍，可以得到解析解，你用一个天安门广场的面积，写十天十夜，都写不完这个解析解。

至于数值近似，可以这样说，对于规则的，周期性的原子排列，我们可以用平面波去描述这个体系，这样就把整个体系的N个原子，加上了周期性边界条件，简化到了几十个原子（晶胞）。纵使如此，我们目前所有对这个平面波应该长啥样的猜测，都是一种近似，并非完全精确。至于原子核和电子的作用，我们更是直接采用实验数据拟合，连个近似解都没有。要是有人能给出原子坐标，就能精确算出相互作用，给他10个诺奖都是他吃亏了。

说这么多就是表达一个中心思想：要对我们人类自己有几斤几两有个清醒的认识，对大自然的神奇有所敬畏，脚踏实地，一步一步来，没事的时候多想想明天的饭钱怎么赚，显然比这个天马行空的问题来得更实在一些。

很不幸，这个事都已经由诺奖得主出书科普。不过方向相反：确定性已然终结。作者普里高津是P W Anderson同年（1977年）诺奖得主，国师陈平的博士生导师。（狗头

赶紧整一本读读吧？

能算出一件会发生的事，那就是你马上死。

按氢原子质量计算，可观测宇宙中约有 10^80 个原子。我们可以不谈“从观测点出发，原子散布的平均半径约 2.2*10^26 米”、忽略非原子的自由粒子和原子内的情况、不要求记录每个原子的坐标的精度，记录以上全部原子的类型与坐标，需要的数据量起码会超过 10^80 比特。

10^80 这种大到离谱的数字，你看了就知道这要出问题了。

人脑以突触或其内部的蛋白（二进制分子开关）等储存信息，一个突触能储存约 4.7 比特信息，其中的 Talin 等蛋白质若能参与则还能多储存 800 比特左右的信息。将上面那巨大的信息灌进你小小的脑袋并让你“知道”，需要将你的脑子塞上大量额外的结构，那些结构的质量大到会立即坍塌为黑洞并将你完全毁灭。