量子力学随机性是否产生新熵？拉普拉斯妖相关观点准确性求证

嘿，这个问题挺有意思的，咱们分开来聊清楚：

你的观察完全准确——Derek的观点戳中了经典力学的核心本质：经典力学是完全决定论的。拉普拉斯妖的假设正是基于这个框架：如果能精确获取宇宙中所有粒子的初始状态（位置、动量、电荷等），再结合经典力学的运动方程（比如牛顿定律、哈密顿方程），理论上就能完美预测未来任意时刻的宇宙状态，反过来也能回溯过去。

经典世界里所谓的“随机性”，本质上都是表观随机性：要么是因为我们无法获取足够精确的初始条件（比如掷骰子，微小的初始差异会被放大），要么是系统过于复杂（比如大气运动的混沌特性），导致我们无法进行精确计算，只能用概率模型来近似。但从物理规律本身来看，经典系统的演化没有真正的随机成分。

这个问题要分角度来看，关键在于你怎么定义“熵”以及考虑的系统范围：

• 孤立系统的幺正演化：熵守恒
  量子力学的核心演化规律是幺正变换，对于一个完全孤立的系统（比如整个宇宙），幺正演化是可逆的，系统的冯诺依曼熵（量子力学中描述系统混乱度的量）会保持不变。这时候，量子测量中的“波函数坍缩”其实是一种简化描述——如果把测量仪器、观察者甚至整个环境都纳入系统，整体的演化依然是幺正的，没有真正的随机性带来的熵增加。

• 局部系统：熵的“表观增加”源于信息扩散
  当我们只关注局部的量子系统（比如一个单个光子），而它与环境（比如测量仪器）发生纠缠时，系统的冯诺依曼熵会上升。这看起来像是熵的产生，但本质是系统的信息扩散到了环境中——整个系统（局部系统+环境）的总熵依然守恒。量子的随机性在这里表现为我们无法精确预测测量结果，但这种“无知”带来的熵增加是主观的，而非宇宙整体的客观熵增加。

• 热力学视角：熵产生与不可逆过程相关
  从热力学熵的角度看，熵的产生通常和不可逆过程（比如热传导、摩擦）有关。量子随机性本身不一定直接产生热力学熵，但它会让我们无法控制量子系统的演化方向，从而在统计层面上导致不可逆的宏观过程，间接推动熵的增加。

总结一下：经典力学里没有真正的随机性，拉普拉斯妖的假设在经典框架下是自洽的；量子力学的随机性是否导致“新熵”，取决于你是否把整个宇宙纳入考虑——整体来看熵守恒，局部来看则会因为信息扩散而出现熵的表观增加。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者freejuices