“無”中生有：突現論如何解釋宇宙中的複雜性？_風聞

來源：神經現實

想象你正在搭建倫敦參議院大學的樂高模型——喬治·奧威爾《1984》中的“真理部”的原型就是這幢建築——在這個過程中，樂高積木塊本身沒有改變。如果拆散結構，再把積木重新拼成吉薩金字塔或者埃菲爾鐵塔的模樣，積木仍然是原來的形狀、重量和顏色

**如果你把整個世界看作樂高積木，那你就是原子論者（atomism）。這種觀點認為自然界萬物都由微小的、不變的部分所組成。**我們感受到的所謂變化、流動（flux）不過是宇宙機器的齒輪在轉動；宇宙機器規模巨大，但它遵循着普遍法則，並由較小的單元構成，因而終將是可理解的。幾個世紀以來，科學技術一直專注於辨認這些單元。科學實驗，就是去識別系統與過程的組分；工廠，將部件拼裝成產品，而這些部件本身又包含更小的部分；標準模型（Standard Model），則告訴我們什麼是現代物理的基本實體。

然而，當這種組合性的模型無法解釋某些現象，這些現象就成了迷。讓我們舉個簡單的例子，比如小孩在微笑：通過觀察組成小孩的原子的運動來解釋他愉快的笑容，似乎很難，甚至不可能；引入膠子、中微子和電子這些亞原子的粒子，只會添亂。更有效的做法是訴諸於發展心理學或敍事性解釋，比如“父親微笑地看着孩子，於是孩子回以微笑”。那麼，會不會發生了某種基礎性的轉變，產生了一些不能被還原為部分的新特徵、新對象？

**突現（emergence）的概念可以幫助我們理解這個問題。**如果説原子論挖地三尺，力圖尋找最基礎的“磚瓦”，突現論則將目光投向上方和外部，考察當事物變得足夠大、足夠複雜時，是否會有新奇的現象突然出現。從雷蒙德·錢德勒1953年的小説《漫長的告別》中，我們可以一窺突現的基本原理：“如果一個人只是偶爾喝大，他仍和清醒的時候是一個人。然而一個酒鬼，一個真正的酒鬼，喝醉了就完全成了另一個人。你無法預料他會做出什麼事情，唯一確定的是他已經不是你之前認識的那個人了。”

一個多世紀前，突現論在科學哲學領域很受歡迎。約翰·密爾（John Stuart Mill）、亨利·伯格森（Henri Bergson）、查理·布勞德（C D Broad）等著名學者認為，用化學和生物學解釋生命起源是個幾乎不可能完成的任務；或許我們只能説生命是從這些領域“突現”出來的，而需要用屬於生命的特殊法則才能解釋。然而，自上世紀30年代起，量子化學的進步以及DNA、RNA結構的發現照亮了原子論進路的前景。很快，突現論的正確性及其科學潛力，也籠罩在了懷疑的烏雲裏。

— MARINA MUUN

**如今，這個概念常常被量子神秘主義者、靈魂信仰者以及堅信意識的本質高深莫測的人所援引。**他們所説的突現含混不清，我們可以置之不理。然而，我們不應該因為這些“豬隊友”而貶低突現論。雖然長期受到鄙棄，突現論確實可以幫助我們更好地理解世界，只要我們留個心眼，抓住它靠譜的部分，同時與神秘主義的畏懼態度劃清界限。

**嚴肅正經的突現論觀點主要有兩類。第一種還算容易得到辯護：當系統變得極度複雜，就不可能可靠地預測它未來的狀態。於是，我們需要新的、不可歸約的概念和理論去描述和解釋一些新現象。因為這關乎我們如何擁有對世界的知識，就叫它認識論突現論（epistemological emergence）**吧。（知識是認識論的研究對象。）

**近些年，認識論突現論常常與複雜性理論和非線性系統（比如股市和天氣）聯繫在一起。**為了理解簡單系統和複雜系統有何區別，你可以想象自己在一條自由流動的河邊，把一艘玩具船放到水面上，它會漂到哪去呢？你只要知道水流的速度和船漂流的時間，很簡單就可以算出船漂出多遠。因為河流的運動是線性的，船的位置可以從兩個（或更多）變量的相互關係中推得。可是，如果河流在突堤的柱子周圍打渦旋，它的運動是非線性的，動盪無常，船的最終位置就很難確定了。因為我們不能把螺紋和旋渦化約成簡單的變量。這是個複雜的系統，必須被當做整體來處理。它的最終狀態不能從最初的基礎情況中推出，只能從統計學的角度模擬，以一種高階的、突現的方式。

**認識論版本的突現論並沒有在基礎的層次上威脅到原子論，因為它不否認世界終究是由微小的部分組成的。**認識論突現論只是強調，我們難以精準地預測這些部分的運轉方式。回到那個孩子笑、父親笑的例子，原則上，一個嚴格的原子論者會説只要擁有合適的測量儀器和計算力足夠強大的計算機，我們完全可以對這個現象給出極為細緻、完整的描述。然而，即使原子論者也可能會承認，這麼做實在太蠢了。只要換一種層次的描述（在這個例子中，用心理學語彙考察事件），就可以很好地解釋系統。

另一種突現論則極具爭議，它關乎本體論（這個哲學術語指的是與存在的本質有關的藝術）層面。**本體論突現論（Ontological emergence）**認為有些特徵和對象實際上是世界的一部分，而不是由於我們的理論和預測能力有所侷限而導致的一種表象。原子論者可能不會買賬，因為本體論突現論否定了世界的完全組成性質。

“孩子在笑這個事件超越了基礎物理的層次。

早期的突現論者區分出了本體論突現論的兩個基本問題。**第一個問題是：突現性質何以從一個系統的結構中產生？**後人給出的答案是共時突現（synchronic emergence）。意思是，突現出來的東西與為突現提供基礎的東西同時存在。舉例來説，當某人大腦中神經元放電（這是突現的基礎），他關於紅色的意識體驗（突現的產物）也同時產生了。這也就是説，意識或許依賴於特定的神經過程，但是意識本身具有真實的、非物理的性質，比如覺知（awareness）。（老實説，我們對意識的理解還非常淺薄，目前還沒有資格評斷它是否算作一種本體論突現產物。）

**共時突現對許多不同層級的物體和性質都產生效力。**比如，我們可以説生物性質存在於比化學性質更高的層次，而化學性質又高於物理性質。但是這種層級體系暴露了共時突現的一個致命缺陷，韓裔美籍哲學家金在權（Jaegwon Kim）著名的排他性論證（the exclusion argument）講的就是這個問題。

假如你和絕大多數共時突現論者一樣，認為每當一個事件在高於最基礎層級的某個層級上發生，必定伴隨着較低層級上的一系列事件同時發生，並且低階事件確定了那個高階事件。孩子在笑，便是一個較高層級的事件。這個事件不能被完全還原為物理過程，但必然是由某些基礎的物理狀態和結構確定了生理狀態與心理狀態；因此，每次擁有完全相同的物理狀態和結構，孩子都會笑。如果你還相信世上任何事情都不可能脱離基礎物理層次，那麼就推出了：任何似乎發生在高階的因果作用都是冗餘的。孩子笑並不是母親笑的原因，因為她的笑完全是一系列極為複雜的基礎對象、過程和結構所導致的。笑，也不會導致任何物理變化，因為物理領域在因果上是自我閉合的。（順便提醒一下，如果你拒絕承認物理世界的因果首要性，那你已經是突現論者了。）

**這個反駁論證對共時突現的打擊是摧毀性的。**它將所有化學、生物、心理等種種不屬於基礎物理的性質都變成了僅僅是副現象（epiphenomena）——這些現象在世界的一切變化中都沒有因果效力。然而，只要轉向歷時性突現（diachronic emergence），我們就可以避免排他性問題。歷時性突現提出了一個完全不同的問題：是什麼歷時過程導致了突現特徵的產生？

我們可以考慮一下匪幫的動態，當這些平日裏理性的人組成一個羣體，他們過激的行為似乎是一種整體性質。雖然匪幫是由許多個體構成的，它所展現出的特徵卻不能簡單地等同於個體行為的累積，於是匪幫的行為遵循着特定的社會規律，而非心理規律。

— AP

這種看待匪幫行為的方式在排他性論證面前不堪一擊：雖然乍一看沒什麼問題，但只要深入想想，你就會發現萬事萬物都可以被更基本的物理過程解釋。然而，我們可以把這個例子換種説法。作為匪幫的一部分的個體，與加入匪幫前的那個人有着顯著的區別。簡言之，他們在加入匪幫時被改變了——喪失了我們認為是文明人類所必需的特徵，而成為了某種截然不同的東西。（幸好這個過程一般是可逆的。）於是，羣體的動態應該等於改變後的個體的行為的累積，而不存在什麼匪幫的不可歸約的整體性質。

自然界的一切法則在宇宙誕生之初就已經各就其位了嗎？還是在變化中逐漸突現產生的？

你可能會想，還原主義者難道不能立即駁斥掉這個例子嗎？沒錯。説到底這不是一個很有説服力的變化突現的例子，因為隨着心理學和神經科學法則的演進，我們可能最終得以在更基礎的層級上解釋匪幫行為。然而，還有一些物理範圍內歷時性突現的例示就不太好處理了。

還記得那座樂高積木搭成的參議院嗎？原子論的一大核心論點是，“磚瓦”是不變的。被我們當做是基本的東西的本質屬性不會隨時間而改變；不論是嵌入更大的單元，還是單獨放在那兒，它的本質屬性都一樣。這些磚瓦的非本質屬性可以改變，比如位置，但那些使得原子成為如此這般的原子的特徵不可能改變。

然而，對於磚瓦究竟是什麼這個問題，答案一直在變。現在我們的基本單元不是氫、氦、納等元素，而是粒子物理標準模型中的實體。當渺子（muons）這種基本粒子變化成一個電子、一個電子中微子和一個渺子中微子，這三種變化的產物本身也是基本粒子。也就是説，非組合成的渺子轉變成了截然不同的其他非組合成的基本粒子，這和匪幫成員是一個道理，只不過這種情況下找不到更加基本的解釋方式了。

**思考突現引出了一系列本質上屬於哲學範疇的問題，雖然回答這些問題可能需要大量的科學工作的灌入。**比如：自然界的一切法則在宇宙誕生之初就已經各就其位了嗎，還是在變化中逐漸突現產生的？如果答案是後者，是否意味着存在一系列解釋這些變化如何發生、為什麼發生的“超法則”？在原子本體論自身的領域內，這些問題不會自然產生——而在一種審慎的突現論觀點的指引下，我們也許可以有所突破，將這些概念從神秘主義思想的囚籠內解放出來。

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編譯：有耳

校對：大秋

編輯：EON

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