
毫無疑問,量子物理學(xué)已經(jīng)大大改變了我們熟知的物理學(xué)世界,也同時影響了諸多物理學(xué)以外的自然科學(xué)領(lǐng)域,比如生物學(xué),化學(xué),以及計算機科學(xué)。但不僅如此,量子物理學(xué)的影響也擴散到了非自然科學(xué)領(lǐng)域,諸如哲學(xué),并且提出了一些很有意思的哲學(xué)問題。
科學(xué)和哲學(xué)的最終目標其實非常相似——他們都努力嘗試為基本、普遍、或者原則性問題提供答案,然而他們采取不同的方法來得到這些問題的答案:哲學(xué)利用理性論證和批判性思維,而科學(xué)則通過觀測證據(jù)以及嚴謹?shù)目茖W(xué)論證方法。(譯者注:也有一些說法,如科學(xué)為普適問題提出答案,而哲學(xué)為科學(xué)提供思考的方法;也有哲學(xué)介于神學(xué)和科學(xué),科學(xué)無法回答的問題用哲學(xué)回答,而哲學(xué)無法回答的問題用神學(xué)回答之說)。為了表明這一點,我將以一個最古老的哲學(xué)問題為例:世界到底是什么構(gòu)成的?哲學(xué)家?guī)讉€世紀以來試圖回答這個問題,然而并沒有多少成就。很多哲學(xué)家認為他們知道這個問題的答案,比如泰勒斯( Thales )認為世界的一切都是由水構(gòu)成的。擁有現(xiàn)代科學(xué)知識的你可以說泰勒斯的答案是錯誤的,也正如其他哲學(xué)家在那個時期嘗試回答這個問題一樣,他們的回答也像泰勒斯的一樣?;蛟S哲學(xué)在本質(zhì)上其實并不適合回答此類的問題。
當(dāng)今我們已經(jīng)通過現(xiàn)代物理學(xué)知道了這個問題的答案。我們世界中的任何物體都是由夸克和電子組成的。盡管這可能不是最終的答案,比如弦論就提出了比夸克和電子更小的構(gòu)造塊,但毫無疑問,科學(xué)在這幾十年內(nèi)對解構(gòu)宇宙本質(zhì)方面的成就以及進展要比哲學(xué)幾個世紀做出的要大很多。當(dāng)我們開始研究自然的本質(zhì)時,科學(xué)是迄今為止我們最好的工具。
當(dāng)然這并不意味著哲學(xué)在我們的當(dāng)今世界是不重要的,是多余的。其實恰恰相反。雖然科學(xué)在提供正確答案上比哲學(xué)好很多,但它有時并不能解釋它本身的發(fā)現(xiàn)。由于科學(xué),我們知道人類是自然選擇下進化的,我們也知道我們所在的宇宙終將走向它生命的盡頭,但是我們?nèi)孕枰軐W(xué)來告訴我們,我們的這些通過科學(xué)的發(fā)現(xiàn)到底能干什么。幾乎每一個或每一次科學(xué)發(fā)現(xiàn)都帶來了很多問題,而這些問題的答案往往只能通過哲學(xué)而不是進行更多的實驗來回答。比如生物學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn),理論上我們可以通過克隆創(chuàng)造出更多我們自己,但是更多的這類實驗并不能告訴我們,如果我們這樣做了,我們究竟會有怎樣的感受。
不過本章倒和夸克,電子,哲學(xué)與科學(xué)間關(guān)系并無聯(lián)系,相反,我想來談?wù)勔粋€特定的哲學(xué)問題。這個問題在當(dāng)今還沒有一個正確的答案,那就是自由意志。自由意志通常被定義為有意識地控制自己行為的能力。打個比方,想象一下今天突然有了一天的假期,你決定去旅行。大多數(shù)人認為這個決定是完全自愿的,你當(dāng)然也可以決定假期這天在家宅著。沒有理由認為你是由于什么預(yù)先原因才做了去旅行的這個決定。也因為我們自然地感覺如此,我們才假設(shè)我們自己擁有自由意志。但真的是這樣嗎?
起初這個問題是純哲學(xué)性的,但就像一些基本問題一樣,它最終也擴展到了哲學(xué)領(lǐng)域。最先是有關(guān)對于牛頓物理學(xué)(譯者注:經(jīng)典物理學(xué))到來相關(guān)的自由意志辯論?;仡欀暗恼鹿?jié),我們知道經(jīng)典物理學(xué)指出宇宙在本質(zhì)上是有確定性的。換句話說,假設(shè)我們可以收集足夠有關(guān)宇宙現(xiàn)狀的信息,理論上我們就可以確定宇宙的未來。
這個被稱為"發(fā)條宇宙"的東西是這個辯論發(fā)展的關(guān)鍵因素,因為它使得自由意志變得完全不可能。你做出的去旅行的決定不可避免地就是由于你大腦中的分子具體安排造成的,就如同所有已經(jīng)發(fā)生了的事情一樣,一切都是宇宙最初的時候決定好了的。每一個行為或行動都有一個可預(yù)見的反應(yīng),而你所做的決定只是從現(xiàn)在到宇宙大爆炸時所產(chǎn)生的一連串的行為的結(jié)果。任何不是源于之前相關(guān)行為或者行動的自愿決定是違反牛頓物理學(xué)定律的,因為這將導(dǎo)致一個新的、獨立的行為和反應(yīng)的出現(xiàn)。這樣一個宇宙既無聊又難以想象的可怕。任何擁有足夠關(guān)于當(dāng)前宇宙狀態(tài)信息的人都能夠精確預(yù)測你的未來以及你將做的決定。宇宙中所有的事件也都是像戲劇腳本一樣一步一步的演出來的。(有些稱為"相容論者(或兼容論者,Compatibilists )"的哲學(xué)家認為,決定論和自由意志仍舊是相容的(compatible)。這種信念是由于他們對自由意志的定義與我們常人所知的不同)。
幸運的是,量子物理學(xué)為發(fā)條宇宙帶來了解放。我們不能精確地知道一個粒子當(dāng)前的位置時,我們怎么可能預(yù)測其未來所在的位置呢?在我們的宇宙中,我們只能夠用概率來為未來做出斷言。量子物理學(xué)的不確定性常常被認為是負面的,是不好的,因為它破壞了牛頓物理學(xué)的單一性。然而只有在概率宇宙中,未來才是一個謎呀。(譯者注:在阿甘正傳里,阿甘不也說,人生就像一顆巧克力,你永遠不知道下一顆是什么。)
一些物理學(xué)家甚至將不確定性原理作為自由意志存在的不可否認的證據(jù)。但這可能只是一廂情愿。雖然量子物理學(xué)可能多少允許自由意志的存在,但我們畢竟還是知道的太少(雖然比牛頓物理學(xué)知道的多多了),不能做出明確的結(jié)論。至今我們還剩下兩種可能:
第一種可能是很簡單粗暴的:盡管有不確定性原則的存在,我們的大腦依舊純是純確定性的。人們可能會說,畢竟量子現(xiàn)象只適用于比大腦神經(jīng)元或者突觸小很多的物體,所以為什么量子物理學(xué)會對我們的想法產(chǎn)生顯著的影響呢?雖然這可能是真的,但這絕對不是一個決定性的證據(jù)。量子效應(yīng)是微觀世界獨有的,但這不意味著他們在宏觀世界中沒有任何效果。比如在薛定諤的思想實驗中的單個原子核的衰變,衰變完全都是概率決定的,而結(jié)果卻被放大到了宏觀世界中,從而影響了薛定諤的貓的生死存亡。
那讓我們看看第二種可能,比第一種有意思多了??紤]下量子物理學(xué)確實在決策中起到了重要作用,那么這對自由意志的概念意味著什么呢?您可以為您所有未來的決定分配一定的概率值。比如在決定去旅行前,您可能將60%的概率分配給了去旅行,剩下40%留給了宅在家里(當(dāng)然這是指一個過度簡化的例子。每一個決策都可以有數(shù)百種選項,以及不斷變化的概率值)。這將使得您的決定不確定,因此完全不可預(yù)測。但這真的是自由意志嗎?這些決定真的是"您做出的"嗎?畢竟,量子物理學(xué)是完全隨機的,那隨機和自由是同義詞嗎?
這些問題至今還沒有明確的答案,至少現(xiàn)在是。我們不知道量子物理學(xué)是否真的在我們的大腦中發(fā)揮了關(guān)鍵作用,如果是這樣,也還沒人知道到底能干嘛。現(xiàn)在我們每個人都自己決定我們到底要相信什么,甚至這個問題到底對我們來說是不是重要的。不過有一件事是肯定的:由于量子物理學(xué),自由意志辯論至今仍然是向大眾開放的。
摘選自〈Quantum〉