大图景:论生命的起源、意义和宇宙本身
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第13章 何为实在,何为虚幻?

奥古斯特·孔德创造了“社会学”这个术语,并将它放在他的科学金字塔顶端;他认为对社会的研究就是科学层级结构“顶峰上的建筑”。此后,物理在描述微观世界上所取得的令人炫目的成功,使一部分人心中的次序完全倒了过来;他们更喜欢聚焦于对现实最深层最基本的说明方式。欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)这一位出生于新西兰,与其他人一道发现了原子结构的实验物理学家,他有一次作出了以下评论:“所有的科学要么是物理,要么是集邮。”那些不搞物理的科学家——换句话说,就是绝大多数的科学家——自然难以苟同,这也不奇怪。

从涌现的角度来说,问题是:涌现出来的现象在什么程度上是新颖的、与此前不同的呢?涌现理论到底只是一种重新包装微观理论的方式,还是某种真正的新东西?就此而言,即使只是从原则上来说,涌现理论的行为是否能从微观描述中推导出来,还是说它们描述的对象在宏观的情景下的确会有本质上不同的表现?换一个更富有争议性的表达,这些问题就是:涌现出来的现象到底是真实的,还是说只是一种幻象?

你可能也会想到,在我们开始探讨有关意识或者自由意志的涌现这类错综复杂的议题时,这些问题就会在我们面前出现,而且占据了中心位置。当然,你会认为是自己作出了到底是分走最后这块比萨还是清心寡欲抵抗诱惑的决定,但你真的确定是你作出的选择吗?如果自然背后的规律是确定性的,那么你的决断岂不就是幻觉?

但即使当我们讨论物理时,涌现现象是不是一种独立的现实,这也是相当重要的问题。菲利普·安德森(Philip Anderson)是1977年诺贝尔奖的得主,获奖原因是他有关材料电学性质的工作。他是一位“凝聚态”物理学家——思考的是在地球这里存在的那些材料、流体或者其他可以在宏观层面上触及的物质形态,这与天体物理学家、原子物理学家和粒子物理学家恰恰相反。在20世纪90年代,当美国国会正在考虑超导超级对撞机(Superconducting Super Collider,简称SSC)这一粒子加速器的命运时,安德森作为一名与粒子物理没有直接联系的物理专家,被传召到国会作证。他对委员会说,毫无疑问这台新仪器将会带来不错的研究结果,但它做出的发现与他自己的研究毫无瓜葛。这是个诚实而准确的答案,虽然对于那些希望整个物理领域能呈现一条统一战线的物理学家来说,这有点令人灰心丧气[国会在1993年取消了SSC项目;与它竞争的大型强子对撞机(Large Hadron Collider)在欧洲落户,然后在2012年发现了希格斯玻色子]。

安德森的评论基于以下事实:涌现理论可以完全独立于那些对同一个系统粒度更细、适用范围更广的描述。涌现理论是自治的(使用它不需要依赖于其他理论),而且可以有多种实现方式(有许多不同的微观理论可以导致相同的宏观行为)。

例如,安德森感兴趣的是诸如电流如何流经某种特殊的陶瓷这类问题。我们知道这些材料都由原子组成,还有电和磁与这些原子相互作用的规则。要回答安德森关心的问题,我们只需要知道这些。我们可以将有关原子、电子和它们相互作用的理论看成是涌现出来的理论,而将任何比这些更细分的东西都看作微观理论。涌现理论有它自己的法则,独立于任何假想中更深层的理论。这种涌现理论也可能具有多种实现方式。安德森不需要考虑被锁在原子核内部的夸克,或者希格斯玻色子本身,当然也不需要考虑超弦理论或者任何尝试给出适用范围更广的关于物质的微观理论(对于他的绝大部分研究,他甚至不需要考虑原子,因为他的研究处于更粗粒化的高层次)。

在这种情况下,凝聚态物理学家一直在强调应该将涌现现象看成真正的新现象,而非“只是”某些更深层次的描述在均匀化后的结果。在1972年,安德森发表了一篇后来影响很大的文章,题目是《量变引起质变》(More Is Different),他在其中论述道,在有关自然的多个互相重叠的叙事中,每个叙事都应该以其本身的理由被研究和赏识,而不应只重点关注最基础的层次。凝聚态物理中一个有名的问题就是构筑一个成功的高温超导体理论,在这些超导体中电流传播畅通无阻。每个研究这个问题的人都相信这些材料由普通的原子构成,遵守一般的微观规律;但知道这些对于理解高温超导如何发生基本上没什么帮助。

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在这里有几个相互关联,但在逻辑上截然不同的问题:


1.粒度最细(最微观、适用范围最广)的理论是否就是最有趣或者最重要的理论?

2.作为研究项目,理解宏观现象的最好方法是不是先去理解微观现象,然后推导相关的涌现描述?

3.在涌现层面上的研究中,我们能不能学到一些即使像拉普拉斯妖那样聪明也在微观层面研究上学不到的东西?

4.如果我们只知道微观上的法则的话,在宏观层面上系统的行为会不会不符合我们的预期——甚至直接相互矛盾?


第一个问题显然与主观感觉有关。如果你对粒子物理感兴趣,而你的朋友对生物学感兴趣,不能说你们两个谁对谁错,只是想法不同而已。第二个问题更加实际,而答案显然是否定的。在绝大部分有意思的情况下,我们对于更低层级的研究会带来对更高层级的一些知识,但对这些更高层级的直接研究会让我们学到更多东西(并且速度更快)。

第三个问题就开始需要讨论了。其中一种观点是:如果我们完全理解微观层面的话,因为它的适用范围严格包含了涌现理论,所以我们会理解所有我们可能知道的东西。在原则上,你无论有什么问题,都可以翻译成微观层面所用的语言,然后在微观层面上解决。

但“原则上”这几个字潜藏了各种各样的罪过,或者至少是一个非常大的错误。这个看法相当于说“你想知道明天会不会下雨?告诉我地球大气层所有分子的位置和速度,然后我就能算出来”。这不仅仅非常不现实,也忽略了一点,就是涌现理论可能描述了系统在微观层面上完全看不见的真正特征。你也许有一个独立而详尽的理论能描述事物如何运转,但这不意味着你就知道一切;特别是你不知道这个系统的所有有用的说明方式(即使你知道箱子里空气的每个原子如何运动,你可能完全忽略了这个系统同样能用流体来描述)。从这个角度——也就是正确的角度——来说,通过研究涌现理论本身,我们的确学到了新东西,即使所有这些理论完全兼容。

最后是第四个问题,也是火药味最浓的所在。

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我们现在要进入的领域名为强涌现。到目前为止,我们讨论的都是“弱涌现”:即使涌现理论带来了新的理解,也使实际计算更为可行,但在原则上,你可以在电脑中编入微观理论的规则,然后进行模拟,从而得知系统确切的运转情况。在强涌现中——如果它真的存在的话——这是做不到的。在这个观点中,当许多不同部分集合起来组成一个整体时,我们不仅仅需要寻找有关如何更好地描述这个系统的新知识,还需要考虑系统的新行为。在强涌现中,拥有许多组成部分的系统,即使是从原则上说,它的行为也不能还原为所有这些部分各自行为的总和。

强涌现这个概念表面上令人费解。它一开始承认,我们可以说某个宏观物体,比如说一个人,是由更小的组成部分组成的,比如说原子(记住,在量子力学中,我们不一定可以将全体细分成部分,但强涌现主义者通常不关注这个细节)。然后它同样接受微观理论的存在,微观理论会告诉你原子在任何特定的场景下会有什么行为。但之后强涌现的概念却宣称,由原子组成的更复杂的系统会对这些原子产生某种影响——而且它不能看作其他作为个体的原子产生的影响。唯一的思考方式就是将它看成由部分组成的整体产生的影响。

我可以将想象聚焦在指尖皮肤里的某个特定原子。一般来说,通过原子物理的法则,我会认为我可以预测那个原子的行为,只需要利用自然规律以及有关它周围状况的细节——其他原子、电场和磁场、万有引力,等等。强涌现主义者会说:不对,你做不到。这个原子是你这个人的一部分,在没有对“人”这个巨大系统的相应理解之前,你不能预测这个原子的行为。只知道这个原子以及它的周边环境并不足够。

世界当然可能以这样的方式运转。如果世界的确如此运转的话,那么我们有关原子的所谓微观理论就是错误的。物理理论的好处就是,它们会明确地告诉你要预测某件物体的行为需要什么信息,预测到的行为又是什么。根据我们最优秀的物理理论,原子应当如何运动这个问题毫无模糊之处。如果在某种情况下,比如说当原子处于我的指尖上,它会以另一种方式运动的话,那么我们的理论就是错误的,需要改进。

这当然完全可能(许多事情都有可能)。在第22章到第24章,我们会更深入挖掘目前最优秀的物理理论到底是如何运作的,其中包括量子场论这一大获成功的严格框架。在量子场论中,不可能有新的力或者作用会对我们身体中的原子起重要作用——或者更精确地说,所有这样的可能性都已经被实验所推翻。但我们当然可以想象量子场论本身就是错的。然而,我们没有量子场论错误的证据,而在非常广泛的适用范围中,认为它正确的实验以及理论上的理由却非常有力。所以,我们当然可以考虑如何改变这个物理的基本范式——但我们也应该意识到代价是对我们有关世界最优秀的理论进行翻天覆地的改变,而目的仅仅是为了解释某个显然极端复杂而难以理解的现象(人类行为)。

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要理解组成我们的原子以及我们体验到的意识之间的关系,我们也许需要硬着头皮接受强涌现的概念,也许不需要。但我们有责任搞清楚原子和意识之间的关系,因为它们都在真实世界存在。

但它们真的存在吗?

现实的不同叙事之间有何关系,对此的立场构成了一个连续的光谱,从一端的“强涌现主义”(所有叙事都是自治甚至是互相不兼容的)到另一端的“强还原主义”(所有叙事都能被还原到某个基础叙事上)。强还原主义者不仅希望将世界在宏观上的特征联系到某种底层的基本描述上,还希望更进一步,认为在“存在”的某种合理的定义下,涌现理论的本体论里出现的要素根本不存在。对于这个思想流派来说,有关意识的真正问题,实际上是意识这种东西根本不存在。意识不过是幻觉;它并非真正存在。在心灵哲学的语境中,这种带有强硬色彩的还原论被称为消去主义,因为它的支持者希望完全避免谈及心理状态(自然,消去主义的种种流派也是百花齐放,它们之间在应该消去什么而应该保留什么上有分歧)。

骤眼看来,什么是真实什么是虚假,这并不像是个无法解决的问题。你面前的桌子是真实的,而独角兽就不是。但如果考虑到这张桌子由原子组成,那又如何?说原子是真实的,而桌子不是,这合理吗?

这会构成对“真实”这个词的某种特定的识解译者注:“识解”(construal)是社会心理学中的术语,在这里指个人在不同语境中对某个概念的理解和定义。,限制它只能用在最基本层次的存在上。这不是我们能想到的最方便的定义。其中一个问题是,我们目前实际上还没有关于最深层次现实的完整理论。如果这就是我们对于真实存在的标准的话,那么最负责任的态度就是承认人类思考过的所有东西没有一件是真实的。这种哲学有点禅宗式的纯粹,但如果我们的目的是利用“真实”这个概念去区分某些现象的话,那么它就没什么用处。维特根斯坦会说这种讨论方式没有意义。

诗性自然主义者有另一种解决办法:某种东西是“真实”的,其实是说它在某个特定的有关现实的叙事中扮演了不可或缺的角色,而这个叙事在适用范围内又精确描述了这个世界。原子是真实的;桌子也是真实的;意识的真实性更是无可争辩[史蒂芬·霍金和伦纳德·姆沃迪瑙(Leonard Mlodinow)也提出过类似的观点,他们把他们的观点称为“依赖模型的实在论”]。

即使在这个宽容的标准下,也并非所有事物都是真实的。物理学家曾经相信过“以太”的存在,这是一种充满空间的不可见物质,它是作为电磁波的光传播的介质。是阿尔伯特·爱因斯坦第一个鼓起勇气站出来指出以太实际上没有意义;我们可以就这样承认它并不存在,而所有电磁理论作出的预言也不会因此有丝毫损失。在我们对世界的最优秀的描述中,不存在需要依赖以太这个概念的领域;它不是真实的。

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幻觉只是某种失误,某些在任何粗粒化的层次中都无关紧要的概念。当你在沙漠中跋涉,缺水少食而精神恍惚时,觉得看见了远处有个青葱的绿洲,长着棕榈树,还有个小池塘——那(很有可能)就是个幻觉,意思是它并非真的在那里。但如果你运气不错,它真的存在的话,你从中掬起一捧清水,这清水就是真实的,即使我们有一个适用范围更广的关于世界的说明方式,会将它描述为由氧原子和氢原子组成的一堆分子。

诗性自然主义对“基础”和“涌现/有效”、“真实”和“幻觉”,以及“客观”和“主观”的划分

意识并非幻觉,即使我们认为它“只是”关于那些遵循物理定律组成我们的原子的、某种涌现出来的说明方式。如果台风是真实的——我们很有理由认为它们的确是真实的——即使它们只是一堆原子的运动,那么我们没有理由用不同的方式对待意识这个概念;它是一个涌现现象,但它同样是真实的,就像我们在生活中遇到的几乎所有东西一样。

将我们的自然主义冠以“诗性”,这一点大有用处,因为还存在其他种类的自然主义。有些严格的自然主义流派尝试消去目光所及的事物,坚称关于世界的唯一“正确”的说明方式就是最深层最基本的那种。在光谱的另一端则是更宽松的自然主义,它们认为在世界最基本的层面上,除了物理现实之外还有别的东西。自然主义是个大杂烩,包含了不同的观点,有的相信心理属性是与物理属性不同的实在,有的相信道德原则与物质世界一样都是客观而根本的。

诗性自然主义在光谱的中间:只有一个统一的物理世界,但有许多有用的对于世界的说明方式,每种方式都抓住了现实的其中一方面。诗性自然主义至少与它自身的标准是一致的:它尝试给出我们关于世界最有用的说明方式。

在处理现实的多重叙事时,我们最容易犯的错误就是混淆不同叙事的专用语汇。也许有人会说:“你不可能真正需要什么东西,你只是原子组成的集合,而原子没有需要。”的确,原子没有需要;“需要”这个概念不存在于我们有关原子的最优秀的理论中。说“组成你的原子中没有一个需要任何东西”并没有问题。

但这并不意味着你没有需要。“你”这个概念也不存在于有关原子的最优秀理论之中;你是一项涌现现象,意味着你是某个在宏观层面上描述了这个世界的高层次本体论中的要素。在适合谈论“你”这个概念的描述层次上,同样完全适合谈论需要、感觉与欲望。这些都是在我们对人类最好的理解中出现的真实现象。你可以将自己看作人类个体,或者看作一堆原子的组合,但至少在考虑其中一类如何与另一类相互作用时,不能同时应用这两种看法。

无论如何,这就是理想状态。追随着伽利略对复杂细节的忽视以及对简单的追求,物理学家开发了许多不同的形式体系,其中不同的说明方式——或者说“有效场论”——之间的界限有着定义好的明确划分。当我们从物理学过渡到生物学和心理学这样更复杂微妙的领域时,要将一个理论与另一个理论区分开来要更为困难。我们可以说人类会患上疾病,变得有传染性,可能会将他们的疾病传染给其他人。“疾病”是我们描述人类所用的词汇中非常有用的一个类别,它本身就具有真实性,而且独立于它的微观基础。但我们也知道,在更深的层次上,疾病只是体现了诸如病毒的感染。我们没有办法,只能放松要求,谈论人、疾病和病毒时将这些词汇混成一个大杂烩。

就像对不同的物理理论之间对偶的研究养活了许多物理学家那样,对不同词汇之间关系以及交融的研究也养活了许多哲学家。对我们的目的而言,大可以将这些问题留给那些对本体论吹毛求疵的人作为作业,而转到另一个问题上:我们如何构建一系列谈论我们这个世界的方式?