周五晚上11點(diǎn)，我正打算寫一篇關(guān)于自由意志的文章。我做這件事是基于我的自由意志嗎？雖然我交稿的時(shí)間馬上就到了——而這讓我很困擾，但是我仍然認(rèn)為我是具有自由意志的，我當(dāng)然也可以和我的朋友一起去酒吧喝上一杯。

大部分人大概都會(huì)同意我的觀點(diǎn)。除了患有精神疾病的人，我們中的大多數(shù)都認(rèn)為可以按照自己的意愿行事。我們的道德體系，我們的法律體系和我們的文化都建立在自由意志存在的基礎(chǔ)上。

宇宙不就像一個(gè)巨大的時(shí)鐘一樣在運(yùn)轉(zhuǎn)嗎？

但是經(jīng)典物理學(xué)卻不這么認(rèn)為。1687年，艾薩克·牛頓發(fā)表了他的運(yùn)動(dòng)定律，這些定律描述了從粒子到行星的所有物體在運(yùn)動(dòng)中所要遵循的規(guī)律。它可以準(zhǔn)確的預(yù)測物體受到推動(dòng)后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如果沒有任何推動(dòng)，那么物體將保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生改變。所有結(jié)果都有它發(fā)生的原因，所有的原因都會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的結(jié)果。

牛頓的偉大成就導(dǎo)致了這樣一種觀點(diǎn)（最早由拉普拉斯提出）：整個(gè)宇宙的運(yùn)行像是一個(gè)巨大的鐘表?！?strong>如果在某一時(shí)刻知道了宇宙中所有物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)你也知道作用在整個(gè)系統(tǒng)上的力，那么宇宙的未來就是唯一確定的，”劍橋大學(xué)的物理哲學(xué)家杰米·巴特菲爾德說到?！跋到y(tǒng)的初始狀態(tài)和作用在系統(tǒng)上的力決定了未來的一切?！比绻阏J(rèn)同我們是物質(zhì)實(shí)體的一部分，那也就意味著我們的未來是確定的。那也就意味著自由意志是不存在的，我們也不需要什么道德責(zé)任。

當(dāng)你第一次接觸決定論時(shí)，你也許會(huì)覺得它很荒謬，但它已經(jīng)深入到科學(xué)之中。它曾經(jīng)擁有，現(xiàn)在仍擁有很多著名的擁護(hù)者。愛因斯坦就是其中之一，他以非常巧妙的方式提出了這樣的觀點(diǎn)：“一切事物的開始和結(jié)束都是由我們無法控制的力量決定的。它既決定了昆蟲的命運(yùn)，也決定了星星的命運(yùn)。人類，蔬菜乃至宇宙塵埃都伴隨著神秘的曲調(diào)起舞，這曲調(diào)來自于遠(yuǎn)處一個(gè)看不見的風(fēng)笛手?！?/p>

宇宙像時(shí)鐘一樣運(yùn)轉(zhuǎn)的觀點(diǎn)追溯到艾薩克·牛頓的運(yùn)動(dòng)定律

但是決定論并不像它最初出現(xiàn)時(shí)那樣可怕。實(shí)際上，任何人都不可能精確地計(jì)算出宇宙的未來。要做到這一點(diǎn)，首先你需要精確掌握整個(gè)宇宙當(dāng)前狀態(tài)。但是，即使對這些初始條件的測量存在極小的誤差，很快預(yù)測結(jié)果就會(huì)偏離系統(tǒng)的真實(shí)狀態(tài)，這就是著名的蝴蝶效應(yīng)。即使整個(gè)宇宙中只有三個(gè)粒子，準(zhǔn)確預(yù)測它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都是不可能的。

更重要的是，想要計(jì)算出未來的狀態(tài)一定要將我們自身包含進(jìn)去。如果我根據(jù)一組初始條件計(jì)算出你接下來要做什么，那么揭示這些信息的行為將會(huì)讓我的計(jì)算失效。告訴你說你接下來要喝一杯咖啡，而這就會(huì)改變你的大腦狀態(tài)，從而改變初始條件。如此我就需要重新計(jì)算，結(jié)果可能會(huì)非常不同。

那么，如果我們并不能獲取關(guān)于未來的任何知識，那么未來一切都是確定性的嗎？大自然讓我們對自由意志有強(qiáng)烈的感知，可能這正是我們想要善待他人的基礎(chǔ)。由于互利比互害更加有利于社會(huì)的發(fā)展，自由意志可能是通過自然選擇進(jìn)化出來的幻覺。史蒂芬·霍金認(rèn)為，我們關(guān)于自由意志的概念形成了一個(gè)很好的“有效理論”（例如，見他的書《黑洞和嬰兒宇宙》）。即使一切在現(xiàn)實(shí)中都是預(yù)先確定的，自由意志的幻覺對我們來說已經(jīng)足夠好了，那么為什么不就此接受它呢？

如果這些還是讓你感到不太滿意，你也許會(huì)很高興聽到牛頓力學(xué)并不是真理。二十世紀(jì)初期產(chǎn)生了量子力學(xué)，這是一個(gè)非常難理解和反直覺的理論。它的結(jié)果之一是在微觀尺度上存在本征的不確定性。這件事還是另一件事發(fā)生是無法被預(yù)測的。

“假設(shè)有一個(gè)粒子，你把它放在磁場中，它將會(huì)在A或B處出現(xiàn)，”數(shù)學(xué)家約翰·康威說?？低谠O(shè)想一個(gè)實(shí)驗(yàn)，比如斯特恩-格拉赫實(shí)驗(yàn)，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，磁場改變了電子的路徑?！?strong>即使你知道粒子在哪里，磁場強(qiáng)度是多少等等，你也只能預(yù)測粒子出現(xiàn)在某處的概率。一個(gè)粒子可以沿著路徑A或路徑B運(yùn)動(dòng)，它到達(dá)A的概率是2/3，到達(dá)B的概率是1/3。如果你不相信我，你可以重復(fù)實(shí)驗(yàn)1000次，你會(huì)發(fā)現(xiàn)669次，它在A處，331次在B處?！?/p>

這種自然內(nèi)稟的隨機(jī)性給決定論畫上了句號。但這是否為自由意志爭取到了生存空間？“我們必須非常謹(jǐn)慎，”維也納大學(xué)物理學(xué)教授安東·蔡林格說到，“不確定性意味著找不到足夠的原因來充分解釋一個(gè)事件。”但沒有充分的原因并不意味著我們具有自由意志。不管你是因?yàn)槊凶⒍?，還是因?yàn)槟愦竽X中的某個(gè)隨機(jī)事件要去殺人，你都無法自由支配自己的行為，你可以因此免罪。這里假設(shè)了量子領(lǐng)域的隨機(jī)事件實(shí)際上可以影響你的大腦，這一說法目前還存在爭議。

蔡林格本人是維也納大學(xué)的物理教授

一個(gè)事件缺少物理原因并不意味著背后沒有其它的非物理原因。正如勒內(nèi)·笛卡爾和卡爾·波普爾所描述的那樣，一個(gè)完全脫離物理實(shí)在的人類思維，會(huì)是導(dǎo)致隨機(jī)性發(fā)生的根本原因嗎？“有人可能會(huì)說，不確定性和我們只能對平均值做預(yù)測的事實(shí)表明還有一些人們沒有注意到的原因存在。”，蔡林格說。“這完全是猜測，但在邏輯上是可能的?！?/p>

然而，這種方式可以賦予心靈的自由也是非常有限的：它可能會(huì)以這種或那種方式影響某個(gè)獨(dú)立事件的結(jié)果，但對于多個(gè)事件，它無法在不違反物理定律的前提下改變事件發(fā)生的概率。如果你像上面描述的那樣做了很多實(shí)驗(yàn)，2/3的粒最終到達(dá)A處，1/3最終到達(dá)B處。

然而，隨機(jī)性并不是量子物理的全部。它也揭示觀測與物理現(xiàn)實(shí)之間的神秘聯(lián)系。海森堡著名的測不準(zhǔn)原理指出，粒子的某些物理特性之間可能是相互排斥的。位置和動(dòng)量就是一個(gè)例子。當(dāng)沒有人觀測時(shí)，粒子不具有特定的的位置和動(dòng)量。相反，它存在于鬼魅般的疊加態(tài)中，它可以同時(shí)處于不同的位置并具有不同的動(dòng)量。只有當(dāng)你對粒子的動(dòng)量或者位置進(jìn)行測量時(shí)，動(dòng)量或位置才會(huì)塌縮到某個(gè)固定的值上。如果你測量一個(gè)粒子的位置，它會(huì)告訴你粒子的精確位置。如果你測量它的動(dòng)量，你也會(huì)得到一個(gè)精確動(dòng)量。只是你不可能同時(shí)做到這兩件事。

1933年的維爾納·海森堡

這表明，如果世界上真的存在自由，即你或粒子的行為都不是由宇宙過去的歷史預(yù)先決定的，那么這種自由有兩種形式?！币环N是我有選擇做哪個(gè)實(shí)驗(yàn)（測量位置或動(dòng)量）的自由，另一種是大自然擁有展現(xiàn)它想展現(xiàn)的結(jié)果的自由——這就是大自然的隨機(jī)性，”蔡林格解釋說?！皬哪撤N意義上說，這兩種自由是殊途同歸的。這是大自然的一個(gè)迷人的特征?！?/p>

然而，我們完全不清楚測量過程是如何導(dǎo)致一個(gè)疊加態(tài)塌縮到特定的狀態(tài)上的——這就是著名的量子力學(xué)測量問題。一些物理學(xué)家，例如尤金·維格納和約翰·馮·諾依曼，提出了塌縮是由物理世界外的意識引起的，這又回到了笛卡爾提出的心物二元論。但這種理解頗具爭議。根據(jù)巴特菲爾德的說法，這些理論“具有令人愉悅的模糊感和神秘感，但完全是不可信的”。而它們對于自由意志的確切含義更是無能為力。

然而，量子力學(xué)還有另一種解釋，它不需要引入塌縮這一概念。根據(jù)休·埃弗雷特在20世紀(jì)50年代首次提出的多世界理論，每進(jìn)行一次測量，世界就會(huì)分裂成幾個(gè)分支。每一個(gè)平行世界對應(yīng)一個(gè)可能的結(jié)果。當(dāng)你決定是右轉(zhuǎn)還是左轉(zhuǎn)時(shí)，宇宙立即一分為二。在一個(gè)世界種你會(huì)右轉(zhuǎn)，在另一個(gè)世界中你會(huì)左轉(zhuǎn)。

那么，自由意志存在嗎？

盡管物理學(xué)在過去100多年里取得了巨大的進(jìn)步，但它并沒有為關(guān)于自由意志的問題提供答案。即使是量子不確定性也不能完全否定決定論。量子效應(yīng)發(fā)生在微小的尺度上，它們是否能以一種有效的方式影響宏觀世界是有爭議的。

正如康威所指出的，我們總有可能生活在“第二次重播的宇宙（second time around Universe）”中。第一次，量子事件可能是隨機(jī)的，人們的選擇可能是自由的，但如果我們生活在重播中，那么一切都會(huì)以完全確定的方式發(fā)生?！白罱K，一個(gè)完全確定的世界與量子力學(xué)并不矛盾。”蔡林格說，“任何一種解釋都是猜測，所謂事物具有確定性的本身猜測，當(dāng)然隨機(jī)性也是猜測。這是一個(gè)懸而未決的問題。”

但蔡林格也指出，那些聲稱沒有自由意志的人通常不會(huì)遵循他們的信仰?！碑?dāng)我年輕的時(shí)候我參加過一個(gè)會(huì)議，有人聲稱沒有自由意志，一切都是決定的。所以我站起來在300人面前侮辱了他。他生氣了，我用一種非常安靜的聲音說：“你為什么生氣，我別無選擇！”

蔡林格說得有道理。除了固執(zhí)的科學(xué)家，我們大多數(shù)人認(rèn)為決定論是一種很難下咽的藥丸。接下來的問題是，我們能否解釋人類的意志怎樣在不違反物理定律的情況下影響物理世界的變化。