科學家對哲學的態度_風聞
code2Real-有人就有江湖,有code就有bug2021-08-09 20:03
量子力學的發展為哲學打來了極大的衝擊和機遇,並且其本身的發展方向也受到了各種哲學觀的影響。
但當今物理學家多多少少都會對哲學有一種牴觸的情緒,更願意把科學問題與哲學問題劃清界限,進而傾向於把後者看做是毫無意義甚或是對科學扯後腿的胡言亂語。
不知道科學家這種對哲學的牴觸是從何時開始的,早期的科學家很多大佬同時都是哲學家,例如笛卡爾、帕斯卡、亥姆霍茲、玻爾茲曼等人,包括牛頓麥克斯韋這些大神也有鮮明的哲學立場。包括愛因斯坦等人對康德也是推崇備至的。
但是後來,諸如費曼、温伯格等大佬卻是對哲學頗有微詞。而像維特根斯坦這種哲學界的大佬也斷言,科學家不可能從自己的哲學理論中獲得幫助。
也許是黑格爾試圖“恢復純思辨的、正宗的形而上學”的態度,以及他想把科學納入自己宏大體系,但是又對科學發表極端幼稚的言論的行為,遭到了科學家們的集體鄙視,成為了這種對立的導火索吧。
“哲學家指責科學家眼界狹窄;科學家反唇相譏,説哲學家發瘋了。其結果,科學家在某種程度上強調要在自己的工作中掃除一切哲學影響,其中有些科學家,包括最敏鋭的科學家,甚至對整個哲學都加以非難,不但説哲學無用,而且説哲學是有害的夢幻。這樣一來,必須承認,不但黑格爾體系要使一切其他學術都服從自己的非分妄想遭到唾棄,而且哲學的正當要求,即對於認識來源的批判和智力的功能的定義,也沒有人加以注意了。”---- 亥姆霍茲
量子力學對哲學、以及哲學對量子力學的影響,仍然是一個很有意義的問題。在我看來,關於量子力學基礎的大討論,為科學哲學提供了一個展示其觀念多樣性的大舞台:
1、實在論VS反實在論VS工具論
無疑地,在量子力學詮釋中,科哲中的科學實在論與反實在論或工具主義都是非常有市場的思潮,它們之間激烈爭論,但是沒有誰能壓倒性勝利。
因為在量子力學裏面,任何可觀測量都對應於觀測行為。從哲學意義上説,就是任何我們可經驗的事情都與我們的主體行為相關。一個我們沒有正在經驗的系統,沒有確定的現實。這種不被觀察的系統沒有確定的可觀測量,而只能用“量子態”來描述,而“量子態”本身的特殊性質 - 疊加性、任意性、多重性、非定域性 - 無疑與傳統哲學意義的“實在”大相徑庭。也就是説,沒有被觀察的系統,實在性是可疑的。
一類相當主流的觀念是反實在論的,它認為,量子態不代表物理實在 - 因為那樣的話就太奇怪了。客觀實在毫無意義(所謂客觀,就是獨立於主體 - 觀察者),我們只知道觀察結果。科學不是對客觀現實的描述,而是對觀察現象的描述,觀察結果取決於你如何觀察,而不是取決於“客觀實在”。對此波爾這麼説:
沒有被觀察的現實不是現實
因而按照這種觀點,科學並不涉及“物理世界是什麼”而只討論“我看到的是什麼現象”。而Fred Alan Wolf則乾脆説:
現實創生於觀測行為中
而另一大類觀念,實在論觀念,則認為量子態就是一個對物理實在的描述,進而這個被描述的實在就會具有量子態所表現出來的各種詭異性質 - 多重性和任意性。這些性質無論從哪一個角度看,都與之前傳統哲學的“實在”大相徑庭。這種觀念繼承了以前在科學家中佔主流的實在論:科學是對客觀實在的描述。但是這裏的“實在”與以前的“實在”已經天壤之別了,這種具有顛覆性的不同,直接導致了無數科學家們對多世界理論的猶豫不決。
而另外一種態度,也可能是每個物理學家在具體的工作狀態下所持有的態度,則是工具主義 - “shut up and calculate”。這種觀念很流行,每個人都或多或少地認可它,又或多或少地不滿足於它。這種觀念把物理理論看做是一種做出預言的工具。我們只知道它好不好用,不知道它到底説的是什麼。
總體説來,歷史上反實在論傾向在量子力學迅猛崛起的時代佔據了主流,但是隨着理論的沉澱和積累,實在論傾向捲土重來,大有奪回自己失去的一切的氣勢。現在關於量子力學基礎的討論,仍然沒有主流觀念。
2、本體論VS實證主義
這方面的分歧,與實在論-反實在論之爭很有些相似,但是更加“哲學”。科學中實在論説,科學應該形成對客觀世界的正確解釋和描述,而反實在論説,科學不應該討論實在,而應該討論現象。它們的分歧,是科學所應該關注的範圍以及方法論上的態度,但是並不見得是立場上的分歧。這種立場上的分歧,更多涉及到形而上學。
不論如何,在經歷了上世紀初轟轟烈烈的拒斥形而上學運動之後,在科學中的本體論與實證主義態度之爭,也不會是傳統哲學意義上的那種爭論。
多數持有“認識論波函數( [公式] )”立場的量子力學詮釋會更加偏向實證主義,而把本體論意義上的物理現實歸於無意義討論。而持有“本體論波函數( [公式] )”立場的人們,其核心卻並非固執地堅持一個本體論意義的客觀現實。更多地,是從形式理論的簡潔性立論的。
比如説,面對氣勢洶洶的對多世界理論“不可實證的多重現實”的指責,多世界理論的擁護者們最堅定的信心並不是多世界理論的實在論立場,而是其簡潔性與自洽性。人
當人們問出這樣的問題:
談論不可實證的多重現實有何意義?
多世界的回答在於,承認多重現實,將會在同等可實證預言的條件下,使得理論更簡潔,更自洽。像Sean Carroll 這樣堅定的多世界理論支持者聲稱:
“多世界理論才是純粹的量子力學,哥本哈根則是附加了“單一世界詮釋”的量子力學”
而像David Wallace這種出身於物理學的哲學家也有類似言論:多世界理論對概率的詮釋並不比概率這個數學概念本身的詮釋麻煩,相反地,它能夠給出更加自洽、合理的概率詮釋 – 這其實是多世界理論的一個巨大優勢。
我們可以看出,這些言論,與奎因的“本體論承諾”有着驚人的一致性。如果我們承認量子力學的形式理論體系,那麼這個體系中所藴含的某種本體論基礎必然要被承認。而最簡的量子理論形式體系,就附帶了“多世界”這種本體論承諾。
我不知道多少物理學家會熟悉奎因的科學哲學,也不知道這裏到底是科學家們的態度影響了奎因,還是奎因的態度影響了科學界,但事實就是,本體論波函數詮釋對認識論波函數詮釋的回擊,從歷史的角度上看,與奎因對邏輯實證主義的批判頗有相似性。
3、科哲中證偽主義的偏離
波普爾在劃界問題中的證偽主義,在科學哲學中早在半個多世紀以前就遭到了近乎毀滅性的批判,但是它在科學家卻流傳甚廣 - 雖然也有一些科學家並不同意證偽主義,例如温伯格曾經尖鋭地説,科學家從來就沒有像波普爾描述的那樣工作過。
可能是由於其簡潔明確,證偽主義直到今天,仍然在科學家中有很多粉絲。例如我喜歡的科學家David Deutsch 就曾經狂言,當代哲學家除了波普爾一人,其餘都在做着破壞性工作。但是,從量子力學基礎的討論中,卻表現出很多證偽主義的力不從心。
例如説前面所説的多世界理論,雖然面臨着無法證偽的指責,但是當代物理學家們並不會認為它不是一個科學理論,相反地,它越來越表現出“壓倒性物理學範式(惠勒語)”的苗頭。其實對待多世界理論的態度,就從側面顯示出人們對證偽主義的態度。在早期,這種證偽主義的詰難,是多世界理論難以被人接受的最重要障礙之一。然而在現代,這種障礙已經越來越不重要了 - 雖然多世界理論仍然無法證偽。
然而指責多世界理論最激烈的哥本哈根學派,本身似乎也犯了一個嚴重雙標的錯誤。哥本哈根詮釋裏面也有着無法證偽的概念 - 所謂的量子經典邊界,或曰海森堡邊界。多世界理論至少還可以對一個“世界”做出形式上的嚴謹定義,而海森堡邊界卻是連這個都做不到。
對於反實在論的詮釋來説,物理學只考慮可觀測現象,而對不可觀測的部分則不發一言,並且認為不應該説任何事情。但是,面臨着量子-經典過渡問題,它們也無法保持沉默,因為這牽涉到自洽性問題。既然必須對這個問題説些什麼,那麼不可證偽的地方也就難以避免。
這樣一來,我們必須正視量子力學中難以避免的不可證偽的部分。對此最好的解決方案可能是這樣的:
一個科學理論體系必須在整體上能夠做出可證偽預言,而這個理論整體中那些不可證偽的部分,必須在我們接受理論整體的同時,一併作為科學理論接受下來。
而不是波普爾最初所説的,
一個命題是科學命題,當且僅當它是可證偽的。
4、“意識”的物理主義還原
對哥本哈根詮釋的窮根問底,就不可避免地涉及到意識問題。觀察過程中的鏈條,最終“坍縮”在何處?哥本哈根詮釋認為坍縮在量子-經典邊界,這就給自己帶來了不自洽:由量子力學描述的微觀粒子所組成的宏觀物體卻不遵守量子力學。馮諾依曼假定一切物理過程都在底層滿足量子力學,就不得不把“坍縮”歸結為意識。那麼這就造成了一個結論:意識是無法被還原為物理過程。
而多世界理論把“坍縮”問題給消解了:坍縮只是巨大的普適波函數的純幺正過程在一個局域中的“假”坍縮。而多世界理論有自己的問題,就是偏好基與輸出值問題。如果説偏好基問題已經被退相干理論解決了,輸出值問題 - 我們“選擇”了哪一個“世界”、以及決定論理論中的概率問題 - 卻總是一個難題。所以説多意識理論之於多世界理論,就像馮諾依曼理論之於哥本哈根詮釋一樣,是一個很難繞過去的問題。多意識理論雖然把意識歸結為物理過程,但是最終卻還是要顯式地用它來解釋“哪一個世界”的問題。
那麼,從量子力學的視角來看,意識可以被物理主義還原嗎?這是個問題。
5、關於現實和自由意志的新認識。
這個問題其實貫穿於前面幾個問題之中了。這裏把它重新總結一下。按照貝爾定理的表述,
定域性、(單一)現實性、自由意志三者不可得兼。
也就是説,量子力學中的“現實”與傳統哲學中的“現實”非常不同。上述三個條件中,波姆力學否定了定域性,換來了傳統意義上的現實性(但是波姆力學現在已經是很式微了);哥本哈根否認了現實性,換來了與相對論的相容性;多世界理論則是用多重現實換來了定域性和現實性。
無現實還是多重現實?這是個問題。
當然,如果我們想要保留傳統意義的現實,我們還有一個方案,就是超級決定論(Superdeterminism) - 宇宙中的一切,都在宇宙誕生的那一刻完全確定下來了。那麼,我們將不得不捨棄“自由意志”這個概念。
當主客觀分離時,哲學提供了一個觀察和思考的框架,這個框架是獨立於事實之外,不隨觀察對象的變化而變化。
當主客觀糾纏在一起時,哲學已經難以自圓其説了,因為哲學所基於的標準/框架在不斷變化,你不能用前朝的劍斬本朝的官。