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与师生谈科学之弊5:幻化的因果

 无题602 2014-02-25
 学:学生,教:教师,李:李晓榕。


李:因果律在人们的思维中根深蒂固,但它究竟是什么?我在读本科时,读过英国著名哲学家休谟(David Hume)的《人类理解研究》。他说:所谓因果,其实就是两事物,总是先后发生,人们由于习惯,预期这仍将发生,因而视前者为因,后者为果。当时我有醍醐灌顶、茅塞顿开的感觉。我的思想更成熟之后,并不认同这一观点。因果律是一种信念,并不是客观真理。德国著名科学家亥姆霍兹(Hermann von Helmholtz)说,因果律带有纯逻辑法则的特性……它只不过是一种对每件事都求得理解的需求。(《生理光学》)当代大数学家外尔在《数学与自然科学之哲学》(Hermann Weyl, Philosophy of Mathematics and Natural Science)中说得更明确:在构造实在世界时,我们强制要求因果律有效。引用这些话是想说明,因果律并非客观规律,只是一种信念,是为了思维的经济有效所做的主观预设。既然如此,

因果律并非放之四海而皆准,

也就不奇怪了,事实也确实如此。《思想史词典?因果》(Dictionary of the History of Ideas?Causation)甚至总结说:现在可以不太夸张地说,因果律已被相当多哲学家放弃,也不再在科学家的实践中起作用。(Today it is not too much to say that [causal maxims] have been abandoned by a considerable number of philosophers and are in no way operative in the practice of scientists.)

教:这个说法这么贬低因果律的地位,似乎很难令人接受。我想,绝大多数人都会觉得因果律非常自然可信,不仅在科学中,而且在其他地方也都深入人心。

李:因果律确实非常自然可信。让我多说一点。因果观由来已久,远远早于近代科学的兴起。早在苏格拉底之前的古希腊,就已明确提出因果问题。因果观的最早起源之一是这种信念:空无不能生出任何东西,(ex nihilo nihil fit, nothing can come from nothing)(这不同于《老子》所说的“有生于无”。)所以,万事万物必有起因。这种因果信念持续了两千多年,直到十八世纪几乎从未遇到挑战。就连当代科学伟人,比如爱因斯坦和哥德尔,也几乎无不认为因果关系是整个科学的基础。亚里士多德的“四因”说集古希腊因果观之大成:质料因(material cause):事物形成所需的质料;形式因(formal cause):事物完善后的形式和样态;动力因(efficient cause):事物产生和变化的起因,它是质料和形式相结合的动力;目的因(final cause):事物产生和存在的最终目的和功用。前面讨论时说过这些。大多数人认为,动力因最重要,也最接近于现代意义上的原因。亚里士多德的因果学说在西方一直畅通无阻,在中世纪伊斯兰哲学中却几次受到重大挑战和修改。古希腊的因果观还有一些其他成分,比如:相似的因必然导致相似的果,相似的果必有相似的因,因和果必然相似。直到十八世纪休谟才第一个在西方质疑和否定所有上面这些观念和亚里士多德的因果学说。比如他认为:因果律其实不外乎人的思维习惯,不具有客观性,四因其实无非动力因,货真价实的原因都是动力因。亚里士多德最重视的目的因已被以物理学为代表的近代科学放弃,但在生物学等学科还有残余,在哲学界仍有市场。有些哲学家相信,生命的本质就有目的性。比如康德就很重视自然的内在目的性,他认为,一个生命体是一个各部分互为因果、交相依存的统一整体,因而就是一种自然目的。此外,康德还认为,因果性不是客观的,而是人心用以联接和判断外物的先天思维定势,是人心在认识外部世界时本能地施加的。

   在过去一两个世纪中,科学界的因果观持续不断地弱化,主要有两大方向:①单向的因果律变成双向的相互关系,②决定论的因果律演变成或然性的统计律。先说第一点。量子物理学的研究表明,在微观世界,至今未能确定时间流逝的方向,即“因”“果”都能倒置,所以因果律是否成立,值得探讨,量子物理学家大多持否定或怀疑态度。用数学语言来说,早先“映射”式的单向因果律不再成立,取而代之的是“关系”式的双向科学定律,其中的变量没有自变量和因变量之别。数学上的“映射”或“函数”有明确的单一方向,而“关系”是双向的。不少科学定律确实是“关系”式的,而不是“映射”式的因果律,比如各种守恒定律,爱因斯坦的质能关系,等等。可以说,因果律是人们很想要有的一种科学说明,是外加于科学定律之上的解释,它依赖于知识背景,属于认识论的范畴,所以不是客观实在。

教:量子物理学至今还没有发现因果律,并不表示因果律就不存在。也许多少年之后又会发现它。

李:量子物理学在过去的百年中都没发现因果律,你还要坚持,这更说明它是一种信念。假如过了千年,还是没发现,还要坚持吗?量子物理学家们大多已不再坚持因果律了。这是因为,对于他们来说,坚持因果律弊大于利,——这会误导他们的研究,而对你来说可能有益无害,——这有益于使你的思维更经济有效,因为它比较适用于你所感兴趣的问题。

   再谈第二点。更重要的是,在含有不确定性的众多领域中,决定性的因果律正在逐渐被或然性的统计律取代。实际上,科学界的因果观不断“与时俱退”,它有如下“产生→促变→增几→相关”的退化过程:

传统的决定论因果观:因是产生果的充要条件 → 因是产生果的充分条件 →

→ 半传统因果观(“促变律”):因是使果发生或化的(必要)条件 →

→ 非传统的概率因果观:因大果发生或变化的率 →

→ 非传统的统计因果观:因和果有统计正相关

可见,“因果性”不断弱化,概率或统计因果律已非一般意义的因果律,统计因果律其实就是我们常说的统计规律的一部分,“促变律”也只是“半因果律”。当然,彻底的决定论者和因果律的“死硬派”(die-hard believer)可能会说,万事万物其实满足绝对的决定论因果律,概率或统计因果律只是由于认识所限而不得已求其次的权宜之计。当代量子物理学家自然不会接受这种辩护,因为当代量子物理学定律本质上是或然性的,——单个量子的行为不具有必然性。此外,“促变律”中的条件,往往只是必要条件,而非充分条件。这一点可以从如下事实看出:大多数科学定律都只是在所谓“余同”(其余情况皆同,ceteris paribus, other things being equal)条件下才成立。也正是在这个意义上,DNA排序的某个变异才是某种疾病的“基因”。


 
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