思想鋼印和自由意志——人類有自由意志嗎？ （之一）

　　《三體》中與自由意志有關(guān)的部分大概是思想鋼印的故事，這個(gè)故事出現(xiàn)在第二部《黑暗森林》中。地球人為了對(duì)抗三體人的智子對(duì)人類的偷窺，決定選出四個(gè)面壁者。每一個(gè)面壁者在不受任何干擾的情況下獨(dú)立思考和設(shè)計(jì)對(duì)付三體人的計(jì)劃。其中，第三位面壁者比爾·希恩斯，英國(guó)物理學(xué)家，他和妻子山杉惠子一起發(fā)現(xiàn)了人類大腦的思維和記憶活動(dòng)是由量子過(guò)程完成的——這確實(shí)是現(xiàn)代一部分物理學(xué)家和神經(jīng)科學(xué)家的觀點(diǎn)。
 　　
 　　希恩斯的秘密計(jì)劃是挽救人類的逃亡主義，為了達(dá)到這個(gè)目的，他們發(fā)明了思想鋼印機(jī)器，被思想鋼印機(jī)器打了思想鋼印的人，思維方式就被控制了，例如，對(duì)人類未來(lái)充滿樂(lè)觀主義。思想鋼印之所以可以被發(fā)明，是和希恩斯等人發(fā)現(xiàn)人類做出決定的機(jī)制有關(guān)的——這里就涉及人類的意志了。這個(gè)機(jī)制就是：
 　　
 　　“不談技術(shù)細(xì)節(jié)了，簡(jiǎn)單說(shuō)吧，在大腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中，我們發(fā)現(xiàn)了思維做出判斷的機(jī)制，并且能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生決定性的影響。把人類思維做出判斷的過(guò)程與計(jì)算機(jī)作一個(gè)類比：從外界輸人數(shù)據(jù)，計(jì)算，最后給出結(jié)果。我們現(xiàn)在可以把計(jì)算過(guò)程省略，直接給出結(jié)果。當(dāng)某個(gè)信息進(jìn)入大腦時(shí)，通過(guò)對(duì)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的某一部分施加影響，我們可以使大腦不經(jīng)思維就做出判斷，相信這個(gè)信息為真?！?/FONT>
 　　
 　　在所有人都相信希恩斯為自愿者打上勝利意志的烙印時(shí)，其實(shí)希恩斯偷偷打上了失敗意志，但當(dāng)時(shí)沒(méi)有人能夠發(fā)現(xiàn)，因?yàn)楸淮蛏箱撚〉娜送瑫r(shí)進(jìn)入了一個(gè)秘密群體，類似宗教的群體。
 　　
 　　思想鋼印的存在，說(shuō)明控制人類的思維是可能的，這和自由意志是矛盾的。也許，整個(gè)宇宙的歷史和我們的環(huán)境本身就是思想鋼印，我們的意志是被完全操控的。我們問(wèn)，這是真的嗎？自由意志存在與否，是被爭(zhēng)論了上千年的問(wèn)題，參與爭(zhēng)論的人主要是有信仰的人和哲學(xué)家。直到最近二十年，科學(xué)家才開(kāi)始進(jìn)入爭(zhēng)論。這和認(rèn)知科學(xué)以及物理學(xué)的發(fā)展有關(guān)。
 　　
 　　那么，我們擁有自由意志嗎？或者，我們本來(lái)就是被操控的木偶？
 　　
 　　自由意志，由兩個(gè)詞組成，自由，意志。在英語(yǔ)中，它們分別是，free，will。
 　　
 　　我們先分別分析一下這兩個(gè)詞的含義。
 　　
 　　先說(shuō)自由。自由，free，無(wú)約束。在物理學(xué)中，就是與過(guò)去無(wú)關(guān)，沒(méi)有原因。在相對(duì)論中，每一個(gè)事件都有一個(gè)過(guò)去光錐，凡處于過(guò)去光錐中的事件原則上都可能與這件事本身存在因果關(guān)系。無(wú)約束，則是徹底的，任何處于過(guò)去光錐中的事件與該事件無(wú)因果關(guān)系。在數(shù)學(xué)上我們可以說(shuō)，這個(gè)事件不是光錐中所有事件的函數(shù)。
 　　
 　　當(dāng)然，相對(duì)論的因果關(guān)系雖然是現(xiàn)代物理學(xué)中的普遍假設(shè)，并沒(méi)有嚴(yán)格的證明，但我們現(xiàn)在還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)反例。我們可以擴(kuò)張自由的定義：某時(shí)空點(diǎn)上將要發(fā)生的事件與過(guò)去無(wú)關(guān)，不是過(guò)去所有事件的函數(shù)。
 　　
 　　再談意志。意志，will。這個(gè)詞，中文解釋是，決定達(dá)到某種目的而產(chǎn)生的心理狀態(tài)。我們現(xiàn)在談的是個(gè)人的意志，不涉及群體。Will這個(gè)詞的英文解釋是，某個(gè)故意行動(dòng)的原因，這是哲學(xué)上的定義，與中文類似。在心理學(xué)中，與will相似的一個(gè)詞是volition，定義是決定做一件事的認(rèn)知過(guò)程。
 　　
 　　叔本華和尼采說(shuō)的意志是一種更獨(dú)立的概念。在他們那里，可以看成是一種絕對(duì)的獨(dú)立性和頑強(qiáng)性。但是叔本華的意志不是個(gè)人的意志，我們不再涉及。
 　　 
 　　將自由意志放在一起，就是決定做一件事的認(rèn)知過(guò)程本身不是過(guò)去所有事件的函數(shù)。換句話說(shuō)，意志是獨(dú)立的，它是自身的原因。自由意志與隨機(jī)又有不同，隨機(jī)本身雖然沒(méi)有約束，但我們不能說(shuō)它是自身的原因。另外，自由意志決定的事情看上去有理性，而隨機(jī)則不然。
 　　
 　　舉一個(gè)例子，假如你有自由意志，那么你可能決定今天晚上去聽(tīng)音樂(lè)會(huì)，或者和某朋友散步。萬(wàn)一你做出的事情是以下的：和一堵墻對(duì)話一分鐘，然后咬自己的舌頭，然后又覺(jué)得疼，然后沒(méi)事將枕頭塞進(jìn)馬桶…… 這不是自由意志的體現(xiàn)。
 　　
 　　在物理過(guò)程中，典型的隨機(jī)過(guò)程是布朗運(yùn)動(dòng)，液體中懸浮的花粉在無(wú)數(shù)看不見(jiàn)的分子撞擊下做無(wú)規(guī)行走，這明顯不是花粉的自由意志。其實(shí)，仔細(xì)分析，布朗運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)行走看上去無(wú)規(guī)，假如你知道了所有分子的行為，你還是原則上能夠解釋的。所以，隨機(jī)有時(shí)也是不自由。
 　　
 　　在西方，自由意志是否存在是一個(gè)爭(zhēng)論了近兩千年的問(wèn)題。從圣經(jīng)看，上帝雖然創(chuàng)造了人，但他給予人自由，后來(lái)夏娃和亞當(dāng)就是出于自由受到惡魔的引誘吃了智慧樹(shù)上的果子。彌爾頓寫的《失樂(lè)園》中詳細(xì)描寫了天使的背叛，也就是，上帝雖然全知全能，但他也賦予了天使做出自己決定的自由，這就導(dǎo)致了神學(xué)哲學(xué)中的魔鬼難題：既然上帝創(chuàng)造了魔鬼，魔鬼是惡的，為什么上帝要?jiǎng)?chuàng)造？為什么最后還要懲罰魔鬼？這是自由意志問(wèn)題的另一個(gè)表述：如果上帝給予魔鬼和人以自由意志，為什么不讓自由意志的使用為好目的服務(wù)？這和上帝的全能是否矛盾？
 　　
 　　在基督教中，托馬斯阿奎那（13世紀(jì)），他認(rèn)為自由意志是存在的。15世紀(jì)到16世紀(jì)的馬丁路德是決定論者，也就是說(shuō)他不相信自由意志是存在的。這和圣經(jīng)有矛盾，圣經(jīng)中，上帝雖然創(chuàng)造了人同時(shí)全知全能，但賦予了人自由意志，所以人要為自己的行為負(fù)責(zé)。
 　　
 　　基督教或更廣義地說(shuō)舊約中上帝的法律類似自然界中萬(wàn)事萬(wàn)物遵循的規(guī)律，一旦制定，就要執(zhí)行，這也是西方最早的科學(xué)（古希臘之外）的起源之一，law在基督教中和科學(xué)中是同一個(gè)單詞。所以，全知全能的上帝在科學(xué)中的對(duì)應(yīng)物就是決定論。那么，決定論就引起了道德責(zé)任問(wèn)題：如果人沒(méi)有自由意志，人的“意志”或決定以及導(dǎo)致的行為是“冥冥”中早已注定的，那么人還要為其行為負(fù)責(zé)嗎？必須懲罰殺人者嗎？這里“冥冥”包括與這個(gè)人有關(guān)系的所有歷史，以及影響他的環(huán)境。
 　　
 　　決定論與自由意志的關(guān)系，西方的各種觀點(diǎn)可以分為兩類：不相容論，相容論。這兩類觀點(diǎn)起源甚早，一直延續(xù)到今天。
 　　
 　　不相容論認(rèn)為，世界是決定論的，自由意志與決定論矛盾，所以自由意志不存在。強(qiáng)不相容論者認(rèn)為，人的一切行為都是預(yù)先注定的，所以人最終不應(yīng)該為自己的行為負(fù)責(zé)。（這個(gè)派系里有著名的哲學(xué)家約翰洛克，當(dāng)代哲學(xué)家Galen Strawson。他們都認(rèn)為其實(shí)決定論和非決定論都與自由意志無(wú)關(guān)。很奇怪，洛克對(duì)自由意志的看法與他的政治哲學(xué)矛盾，他相信人對(duì)自己的生命、自由和財(cái)產(chǎn)有處置權(quán)。）
 　　
 　　相容論認(rèn)為，決定論與自由意志不矛盾。相容論的代表人物是托馬斯·霍布斯，和洛克一樣，也是英國(guó)人。這有些像笛卡爾的二元論，他認(rèn)為，人的自由意識(shí)不受約束，但物質(zhì)是遵循決定論的。后面我們會(huì)看到，相容論是與量子力學(xué)矛盾的。
 　　
 　　是不是相容論者是錯(cuò)的，而不相容論者反而是對(duì)的呢？就是說(shuō)，人沒(méi)有自由意志，因?yàn)槭澜缡菦Q定論的？量子力學(xué)告訴我們，世界在嚴(yán)格的意義上是非決定論的，所以，不相容論者也是錯(cuò)的。
 　　
 　　爭(zhēng)來(lái)爭(zhēng)去，原來(lái)哲學(xué)家都錯(cuò)了？那么，自由意志到底存在還是不存在？假如你是正常人，你的行為到底是預(yù)先注定的，所以你殺人你沒(méi)有責(zé)任？還是，在決定殺人的時(shí)候，你的決定是自身的原因，外界以及你的遭遇雖然也起了作用，但你的決定不是你的歷史和環(huán)境完全決定的函數(shù)？所以，你是有罪的？
 　　
 　　在心理學(xué)界，行為主義心理學(xué)認(rèn)為人的一切行為都是刺激和反應(yīng)的結(jié)果，否定了自由意志。人本主義則認(rèn)為人有自我實(shí)現(xiàn)的傾向，相信人對(duì)其生活中發(fā)生的事情起主要作用，這是承認(rèn)了自由意志。但心理學(xué)家用實(shí)驗(yàn)介入自由意志問(wèn)題時(shí)間也不長(zhǎng)，心理學(xué)家Benjamin Libet在八十年代做了一些認(rèn)知實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)人在感知決定和行動(dòng)之前，已經(jīng)有潛在的大腦活動(dòng)，也就說(shuō)，決定的作出應(yīng)該沒(méi)有被直接感知。這導(dǎo)致心理學(xué)界對(duì)自由意志問(wèn)題的討論。一方認(rèn)為，未被感知的決定其實(shí)就是決定論的，不是人的自由選擇，另一方認(rèn)為未被感知的大腦過(guò)程和被感知的過(guò)程不應(yīng)該被劃分為完全不同的性質(zhì)，未被感知的過(guò)程，例如發(fā)生在右半腦的過(guò)程，未必不是人的自由選擇。
 　　
 　　物理學(xué)的嚴(yán)肅介入，就我所知，最著名的工作是2006年兩位普林斯頓的著名數(shù)學(xué)家John Conway和Simon Kochen關(guān)于“自由意志定理”的證明。這篇論文發(fā)表在物理學(xué)刊物《Fundations of Physics》。我必須坦承，今年一位網(wǎng)友將這篇論文告訴我，我在閱讀這篇論文以及聽(tīng)了Conway的公開(kāi)課后，從一位潛在的非自由意志論者轉(zhuǎn)變成公開(kāi)的自由意志論者。在這篇論文之前和之后，物理學(xué)涉及自由意志的論文，就我所知，不會(huì)超過(guò)兩位數(shù)。
 　　
 　　我們先陳述Conway和Kochen定理（以下簡(jiǎn)稱CK定理），在下一篇長(zhǎng)微博中再討論這個(gè)定理的證明：兩位實(shí)驗(yàn)家測(cè)量?jī)蓚€(gè)光子的自旋，如果兩個(gè)光子是糾纏的，如果實(shí)驗(yàn)家有自由決定選擇測(cè)量的方向（自旋的方向），那么測(cè)量的結(jié)果不是過(guò)去歷史的函數(shù)。也就是說(shuō)，如果人有自由意志，那么光子給出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也是自由的——不依賴過(guò)去的歷史。
 　　
 　　這個(gè)定理的可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化：在一個(gè)單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)中，如果實(shí)驗(yàn)人有選擇的自由，那么粒子呈現(xiàn)的結(jié)果也是自由的，不是過(guò)去歷史（包括整個(gè)宇宙）所決定的。
 　　
 　　CK由此得出兩個(gè)結(jié)論，推翻了兩個(gè)著名哲學(xué)觀點(diǎn)。第一個(gè)是笛卡爾的二元論，笛卡爾認(rèn)為，人的意識(shí)是自由的，但物質(zhì)是決定論的。很明顯，笛卡爾的二元論與CK定理直接矛盾。也因此，自由意志的相容論者是錯(cuò)的。
 　　
 　　第二個(gè)不是那么明顯的推論是，我們現(xiàn)在觀測(cè)的事件，不可能由宇宙過(guò)去的任何某個(gè)時(shí)刻的“初始條件”決定，一個(gè)更加極端的說(shuō)法就是，我們觀測(cè)的事件，不可能由宇宙最初一刻的初始條件決定。這就否定了拉普拉斯的決定論，他認(rèn)為只要你有足夠能力收集到宇宙所有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，你就可以預(yù)言宇宙的未來(lái)，包括所有細(xì)節(jié)。同樣，萊布尼茲的充足理由律也受到威脅，他的充足理由律說(shuō)，任何事件的發(fā)生都是有原因的。
 　　
 　　這兩個(gè)推論足以讓物理學(xué)家感到震驚。雖然我們?cè)缇椭懒孔恿W(xué)在微觀上是非決定論的，但我們沒(méi)有精確的陳述。自由意志定理是一個(gè)精確的陳述，雖然不能證明自由意志是存在的，但告訴我們這個(gè)世界是不可思議的。
 　　
 　　請(qǐng)?jiān)谧鍪轮叭级?，你是有?zé)任的。另外，請(qǐng)相信你自己，你可以改變自己的命運(yùn)。