2004-06-04
談因果律與決定論
文章論述/科學哲學
> 看見網站討論因果關係與邏輯關係的文章
> 又看見,吳老師談到自由意志與決定論的問題
> 好像在科學思辨的物理文章,也是以討論因果律與非決定論為主軸
> 能不能說明一下因果論與決定論之間的關係
> 它們似乎是相一致的概念?


  我正在考慮,要從什麼角度來切入你的問題,因為決定論與因果論兩者都是有待澄清與規範的詞彙。最後我們可能會陷入,不同類型的因果論與不同類型的決定論之間「連連看」的境況,而這種「連連看」不見得表示它們有相一致的關係。為了避免我要寫好幾千字,我只打算簡單地談談某幾個特定類型 。 當我們談到因果律(causal law)可能想到康德的先天綜合命題「凡事皆有原因」,而當我們談到因果論(causal theory)可能會想到「名詞指稱的歷史因果理論」,或者是,與物理學實務相涉的因果定律(我想你指的是這一點),但是我們更應該從因果關係(causation)開始談起。對於因果關係的分析是學界最頭痛的問題之一,因為它如此的基本而重要,卻又容易讓人陷入循環論證或無限後退論證的問題,甚至可能根本不存在單一的因果關係概念。

  例如「我拿石頭砸向窗戶」與「窗戶破碎」有因果關係,但是究竟我是窗戶破碎的直接原因,還是石頭是直接原因,還是某種力的效應是直接原因,還是物質分子間的某種相互作用是直接原因?當我們根據科學的要求必須尋找與陳述其中的直接原因時,顯然我們對於原因概念的分析會遭遇因果鏈的後退問題。做這種詳盡分析或許是因為我們想獲得上述因果關係,是否是規律的(哪一種規律:必然性的或機率性的?)。但是得出其規律(即以因果律形式表達)的結論,卻又依賴於自然齊一性的假設,或者是依賴相關先行的普遍規律,這顯然有循環論證之嫌。也就是說,因果關係的分析本身就是難題,這些難題根本地質疑了,我們能否從事件因果關係裡「歸納」出因果定律出來?

  假設我們跳過這個難題,或者同意基礎論者對於知識某些自明的信念,而我們接受科學意義下所宣稱的普遍因果定律,那麼我們來看看因果律與科學決定論的關係(決定論至少還有宗教決定論與形上學決定論,以及強決定論與弱決定論的主張)。因果律陳述了有關自然秩序的普遍「現象」,無論它是必然性的或機率性的。科學決定論雖然以因果律為必要條件,但是科學決定論卻超出了因果律的主張。拉普拉斯的這段話是科學決定論的精髓:我們應當把宇宙的現狀看作它的先前狀況的結果,看作隨後狀況的原因。假定一位神明能夠知曉使得自然生機勃勃的所有的力,和構成自然的所有物體在一瞬間的狀況,對於這個神明來說,沒有任何事物會是不確定的;未來會和過去一樣在它眼前出現。

  上一段是科學哲學家 Popper 於《開放的宇宙》一書之中的引述,我的翻譯版本如下所述:我們可以把目前的宇宙狀態看作是宇宙過去的結果和將來的原因。如果一個有理性的人在某個時刻知道了物質界的一切力及所有物質的相互位置,而他的才智又足以分析一切資料,那麼他就能用一個方程式表達宇宙中最龐大的物體與最輕微的原子運動。對他來說,一切都是顯然的,過去與未來都將呈現在他眼前。——但是值得注意的是,有學者對於「決定論」的意涵有較為保守的解釋,例如物理學家暨認知科學家彭羅斯(Roger Penrose)於《皇帝新腦》一書寫道,「決定論」意思是說,在物理事件的特定時刻之初始值在物理定律的支配之下,完全固定了該事件其他時刻的行為。

  1812 年,拉普拉斯(Pierre-Simon de La-Place)在他的《機率之解析理論》(Analytic Theory of Probabilities)一書中有一段話:在一個特定時刻,某種智慧知道了所有推動自然的力量,以及宇宙中所有物體的相對位置。設若此一智慧足以對其資料進行分析,便能將資料凝聚成單一的運動公式,從宇宙最大的天體到最輕的原子無所不包。對於此種智慧而言,沒有任何事物不能確定,未來也有如過去一般歷歷在目。

  這兩種對於決定論的一般詮釋,差別在於前者強調了一個認知主體(神或觀察者)的「在場」,這個認知主體的確「知道」對於事件的相關初始狀態與科學定律,而後者(彭羅斯的說法)並不預設這一點。就決定論內涵的歷史淵源,與近代物理對於認知主體(觀察者)的強調,以及我個人的看法來說,在這裡我們應當採取第一義,也就是淵源於拉普拉斯的那種說法。同時我們應將第二義(彭羅斯的說法)另外稱為「經典意義或形上學意義下的物理決定論」(或者你有其他的稱呼)

  也就是說,科學決定論告訴我們,對於事件系統的初始狀態有精確的認識後,藉助相關因果律的演繹下,我們便可以正確無誤地推論事件此後的全部發展。科學決定論超出因果律的部分在於,科學決定論的成立還要求我們必須對「事件系統的初始狀態有精確的認識」。如果在科學實務上,我們無法體現這一要求,即使普遍因果律存在,科學決定論也是不成立的(更何況,我們是否能夠掌握相關的普遍因果律,還是一個問題,這一點在前幾段,我已經約略談過)

  哪些問題使得我們無法體現對「事件系統的初始狀態有精確的認識」這一要求呢?值得注意的,也是最關鍵的原因發生在兩個層次上:在微觀世界(量子力學)裡,認識初始狀態便牽涉到觀察者的測量,而測量手段會不可避免地導致測量結果的機率性,另一方面,量測行為會介入量測結果,使得事件之初始狀態與「原貌」(此原貌是指「經典意義或形上學意義下的物理圖像」)偏離;在宏觀世界(混沌理論)裡,事件的非線性相互作用不但混淆我們對於因果關係的追溯,也約束我們掌握非線性動力系統的構成與其變因的能力,這也表現在對於初始狀態的判定。

  讓我們更往前推進一步,即使我們對於事件的初始狀態與科學定律有精確的認識,我們依舊有可能無法推知事件過去與未來的所有發展,例如(基於混沌理論,)認知主體對於確定型的非線性系統,仍然無法有精確的計算與預測(請參考拙作《模擬、預測與真實》,彭羅斯稱這類問題為「可計算性問題」,他刻意將可計算性與決定論兩個詞彙區分開來)。這些觀點不僅牽涉到當代科學的細部發展,也涉及物理實在的圖像。雖然我只是約略地點到,但是這些問題的內涵深遠而意義重大,另外再來詳述。

  科學決定論最基本地有兩個要求:對於事件的初始狀態,與對於事件的科學定律(普遍因果律)有精確的認識。如果這些要求的條件(全知與全能)是上帝所具有,那麼我們便得到宗教決定論;在前兩者之外,如果涉及歷史唯物主義,或是將實在界與現象界視為一事(我的意思是,這包括堅信人類認識能力的無侷限性),那麼我們可能進入形上學決定論的領域,而我認為,只有在形上學領域,其決定論才是不超出(所有規律是必然性的)因果律,這是最強形式的決定論。我這樣說明,應該是很清楚的,但是我還是要提醒:因果律如何成立,是否成立,或者能否被人們所獲得,這是因果關係分析的難題。