中國(guó)網(wǎng)/中國(guó)發(fā)展門(mén)戶網(wǎng)訊 按照今天人們一般的理解，哲學(xué)與科學(xué)是兩個(gè)截然不同的概念，這兩大學(xué)科也應(yīng)該是兩個(gè)少有相互往來(lái)和交流的學(xué)術(shù)共同體。這種狀況，至少在西方文明中，其實(shí)直到現(xiàn)代才出現(xiàn)。遠(yuǎn)的不說(shuō)，即使到了文藝復(fù)興之后，哲學(xué)與科學(xué)（甚至實(shí)驗(yàn)科學(xué)）都是相互滲透、同步發(fā)展的。兩者之間的這種緊密關(guān)系不但體現(xiàn)在同一個(gè)人的思想和研究中，如笛卡爾和萊布尼茲；而且亦體現(xiàn)在哲學(xué)家與科學(xué)家的交流與友誼上，如在洛克與牛頓之間。這種相互關(guān)系產(chǎn)生出了近代科學(xué)與哲學(xué)的輝煌成就。這一傳統(tǒng)在西方一直以某種程度延續(xù)著，以至于到了?20?世紀(jì)初，馬赫的哲學(xué)思想還對(duì)愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)相對(duì)論有過(guò)直接的影響。

現(xiàn)代西方哲學(xué)與科學(xué)的分離是諸多因素的結(jié)果，其中較為重要的因素包括英國(guó)的工業(yè)革命與擴(kuò)張殖民，西方哲學(xué)的中心由英國(guó)和法國(guó)向科學(xué)技術(shù)相對(duì)落后的德國(guó)轉(zhuǎn)移，以及浪漫主義思潮對(duì)德國(guó)哲學(xué)的推進(jìn)等。哲學(xué)中心南移至德語(yǔ)民族的勢(shì)頭如此強(qiáng)烈，以至于到了?19?世紀(jì)末、20?世紀(jì)初，在劍橋大學(xué)和牛津大學(xué)的哲學(xué)系中最有權(quán)威的哲學(xué)家均為黑格爾哲學(xué)的忠實(shí)解讀者。

科學(xué)哲學(xué)可以說(shuō)是離科學(xué)最近的哲學(xué)，尤其是其中包括了數(shù)學(xué)哲學(xué)、物理學(xué)哲學(xué)等與具體的科學(xué)分支緊密結(jié)合的方向。可是科學(xué)哲學(xué)在?20?世紀(jì)初的興起，最開(kāi)始卻是為了擺脫當(dāng)時(shí)黑格爾哲學(xué)的統(tǒng)治，以科學(xué)的精神改造哲學(xué)。在其后?1?個(gè)多世紀(jì)里，從邏輯、數(shù)學(xué)和自然科學(xué)中借鑒的問(wèn)題與方法徹底改變了西方哲學(xué)的面貌。然而，大多數(shù)做科學(xué)研究的學(xué)者，對(duì)哲學(xué)既不了解也不關(guān)心；科學(xué)哲學(xué)逐漸演變成了一個(gè)獨(dú)立于科學(xué)的人文學(xué)科——或是注重自身產(chǎn)生的哲學(xué)問(wèn)題，或是研究科學(xué)實(shí)踐的社會(huì)文化層面，“內(nèi)卷”的現(xiàn)象日趨加劇。

在二者分離之前，科學(xué)與哲學(xué)曾被統(tǒng)稱為“自然哲學(xué)”。牛頓力學(xué)及其時(shí)空物質(zhì)框架與愛(ài)因斯坦相對(duì)論及其時(shí)空物質(zhì)框架，無(wú)疑是自然哲學(xué)的典范。它們出現(xiàn)的時(shí)代都是人類對(duì)自然奧秘的探索遇到根本性問(wèn)題和困難的時(shí)代。16、17?世紀(jì)諸多由實(shí)驗(yàn)方法發(fā)現(xiàn)的自然現(xiàn)象，已經(jīng)無(wú)法在基督教與自然機(jī)械論的二元解釋框架中找到歸屬；同樣地，19?世紀(jì)末以牛頓力學(xué)絕對(duì)時(shí)空觀為背景的電動(dòng)力學(xué)在理論與實(shí)驗(yàn)之間的相悖，也是當(dāng)時(shí)物理學(xué)出現(xiàn)危機(jī)的原因。今天，科學(xué)許多領(lǐng)域的前沿研究所遇到的重大困難，似乎又一次昭示了根本性理論問(wèn)題的存在。科學(xué)哲學(xué)，乃至哲學(xué)本身，在面臨這樣緊要的關(guān)頭時(shí)，是否應(yīng)該再次走出自身的領(lǐng)地，復(fù)興自然哲學(xué)昔日的輝煌，并與理論科學(xué)和實(shí)驗(yàn)科學(xué)攜手并進(jìn)，為突破現(xiàn)存的科技創(chuàng)新“瓶頸”作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)？

哲學(xué)與科學(xué)研究的相互交叉其實(shí)在當(dāng)今國(guó)際舞臺(tái)上已似星星之火，到處可見(jiàn)。無(wú)論是在歐洲還是在北美，為促進(jìn)哲學(xué)與科學(xué)合作的機(jī)構(gòu)，頗具影響力和國(guó)際聲譽(yù)的就有好幾所（如宇宙學(xué)哲學(xué)研究平臺(tái)、哈佛大學(xué)的“黑洞創(chuàng)新”研究中心等）；而學(xué)者因?yàn)檠芯颗d趣而自由形成的交叉研究團(tuán)隊(duì)，則數(shù)量更多。這種交叉式的、打破傳統(tǒng)學(xué)科的做法，還不僅僅是出現(xiàn)在研究人員的研究工作當(dāng)中，有些大學(xué)干脆就取消了本科生攻讀的傳統(tǒng)專業(yè)劃分，讓學(xué)生自己和指導(dǎo)老師一起制定能盡快銜接不斷涌現(xiàn)的新發(fā)現(xiàn)、新發(fā)明的“交叉專業(yè)”。一時(shí)間，打破傳統(tǒng)專業(yè)、重組教研方向的熱潮此起彼伏。需要注意的是，這種打破傳統(tǒng)專業(yè)領(lǐng)域的做法背后秉承的思想精神，是和那些為了市場(chǎng)需求、就業(yè)需要而進(jìn)行的所謂“切實(shí)際、接地氣”的學(xué)科專業(yè)改造思路完全不同的。

黑洞物理學(xué)與早期宇宙

由于?2020?年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了?3?位研究黑洞的科學(xué)家，黑洞和早期宇宙（或宇宙大爆炸理論）等相關(guān)話題再次引發(fā)公眾關(guān)注。這次授獎(jiǎng)顯然是對(duì)這些領(lǐng)域在理論和實(shí)驗(yàn)方面長(zhǎng)期以來(lái)積累的豐碩成果的承認(rèn)。羅杰?·?彭羅斯（Roger Penrose）爵士獲得了這次物理學(xué)獎(jiǎng)金的一半。彭羅斯對(duì)國(guó)際哲學(xué)界的學(xué)者來(lái)說(shuō)并不是陌生人，他本人常年關(guān)注哲學(xué)家對(duì)很多重要議題的探討，這些議題包括廣義相對(duì)論和量子力學(xué)之間的不相容問(wèn)題、量子測(cè)量問(wèn)題、意識(shí)的本質(zhì)問(wèn)題等；不僅如此，他還嚴(yán)肅認(rèn)真地與哲學(xué)家們切磋合作，對(duì)解決這些哲學(xué)問(wèn)題作出了重要貢獻(xiàn)。彭羅斯不僅是牛津大學(xué)哲學(xué)系的常客，也是橫跨牛津、劍橋和紐約大學(xué)的“宇宙學(xué)哲學(xué)研究平臺(tái)”（Research Platform on“Philosophy of Cosmology”）的創(chuàng)立者之一。

黑洞和早期宇宙（或宇宙大爆炸理論）是一個(gè)哲學(xué)家特別感興趣的科學(xué)話題。因?yàn)楹诙醋詮脑诟拍钌虾蛿?shù)學(xué)上被推導(dǎo)出來(lái)后，它究竟是否存在，以及它的本質(zhì)究竟是什么，始終備受爭(zhēng)議。黑洞的概念最早來(lái)源于愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論場(chǎng)方程的奇異解。霍金和彭羅斯證明了這樣的奇點(diǎn)不可能“赤裸”地存在于宇宙之中（彭羅斯給出的是更嚴(yán)格的證明），意思是說(shuō)，它們總是被包裹“事件視界”（event horizon）之中——超過(guò)事件視界，任何物理事件都不再繼續(xù)“發(fā)生”，且任何能量都無(wú)法從事件視界內(nèi)部逃脫。然而，黑洞區(qū)域的內(nèi)部和附近有巨大的引力效應(yīng)，因此那里必然是廣義相對(duì)論效應(yīng)和量子效應(yīng)同時(shí)發(fā)生顯著作用之處。霍金提出的黑洞輻射就是一種發(fā)生在黑洞邊界上的量子效應(yīng)。可以說(shuō)，如果未來(lái)人類真找到了一種把廣義相對(duì)論和量子力學(xué)統(tǒng)一起來(lái)的精確理論（而不是近似理論），那么宇宙中沒(méi)有哪里能比黑洞區(qū)域能更好地用來(lái)（盡管是間接地）檢驗(yàn)該種理論的預(yù)測(cè)了。

彭羅斯曾經(jīng)提出過(guò)“將時(shí)空視為一種自旋網(wǎng)絡(luò)”的扭量理論，該理論所開(kāi)辟的進(jìn)路后來(lái)演變成了圈量子引力論。在當(dāng)今的高能物理學(xué)中，圈量子引力論是弦論的一個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者，兩者都在更高的能量層級(jí)和更小的時(shí)空區(qū)域中超出了基本粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型。而圈量子引力的兩位主要貢獻(xiàn)者——Carlo Rovelli?和?Lee Smolin，恰恰都有很高的哲學(xué)素養(yǎng)，也都是不少哲學(xué)論壇和會(huì)議的常客，這無(wú)疑是對(duì)反映于彭羅斯本人研究方法與學(xué)術(shù)成果中強(qiáng)烈的哲學(xué)傾向的一個(gè)印證。Rovelli?和?Smolin?在為非專業(yè)讀者寫(xiě)的相關(guān)書(shū)籍中，對(duì)量子引力理論的那些令人困惑的特征給出了富有哲學(xué)深度的刻畫(huà)，還提出了許多深刻的形而上學(xué)問(wèn)題。不難看出，正因?yàn)榻趦?nèi)幾乎不可能用實(shí)驗(yàn)判定量子引力的哪條理論進(jìn)路是正確的，或僅僅是相對(duì)更好的，哲學(xué)在這里就不可避免地參與了進(jìn)來(lái)。對(duì)于理論科學(xué)家來(lái)說(shuō)，在選擇理論假說(shuō)時(shí)，傳統(tǒng)力量和審美觀起著重要的作用，這些因素從哲學(xué)觀點(diǎn)看都與認(rèn)知的價(jià)值（或方法的價(jià)值）緊密相連。其他一些關(guān)于黑洞和高能物理的挑戰(zhàn)性問(wèn)題則是形而上的問(wèn)題，如：物理定律的失效問(wèn)題，在黑洞的內(nèi)部和在宇宙大爆炸之際（也許整個(gè)宇宙就是最大的黑洞？）的時(shí)空性質(zhì)問(wèn)題，物理學(xué)中的無(wú)窮大問(wèn)題（比如在黑洞中心的物質(zhì)密度是無(wú)窮大），以及關(guān)于真空中量子漲落的終極問(wèn)題——最后這個(gè)問(wèn)題引發(fā)了弦論學(xué)家關(guān)于宇宙的現(xiàn)狀是來(lái)自于一種“微調(diào)”（fine-tuning）效應(yīng)的猜測(cè)。這聽(tīng)起來(lái)似乎涉及了神靈的干預(yù)（換言之，可能是上帝親手“微調(diào)”了整個(gè)宇宙，使之產(chǎn)生了宏觀的物質(zhì)和時(shí)空）。可以看出，這樣的問(wèn)題就是典型的哲學(xué)問(wèn)題，因?yàn)樗苯由婕坝钪鎸W(xué)中的“人擇原理”（anthropic principle）的正確與否——即，宇宙是不是必須如此這般地存在和演化，以至于使得宏觀世界和人類能以目前被觀測(cè)到的形式存在？ 

前面提到的這個(gè)宇宙學(xué)哲學(xué)研究平臺(tái)中，常職學(xué)者就有：數(shù)學(xué)家彭羅斯，物理學(xué)家?John Barrow、Joseph Silk，以及哲學(xué)家?Jeremy Butterfield、Simon Sounders、David Wallace。它主要由?John Templeton?基金會(huì)資助，是聯(lián)結(jié)了世界頂級(jí)大學(xué)的高規(guī)格研究平臺(tái)，也是匯集各界訪問(wèn)學(xué)者、承辦眾多學(xué)術(shù)會(huì)議和工作坊的具有國(guó)際領(lǐng)導(dǎo)地位的機(jī)構(gòu)。在教學(xué)方面，它與牛津大學(xué)獨(dú)有的本科專業(yè)“物理與哲學(xué)”學(xué)位緊密相連。此外，國(guó)際上還有一個(gè)把黑洞物理研究與哲學(xué)相結(jié)合的重要中心——哈佛大學(xué)的“黑洞創(chuàng)新”（The Black Hole Initiative）研究中心。這也是一個(gè)跨學(xué)科的研究中心，其成員包括天文學(xué)家?Sheperd Doeleman、數(shù)學(xué)家丘成桐、物理學(xué)家?Andrew Strominger?和哲學(xué)家?Peter Galison?等。這些機(jī)構(gòu)的建設(shè)目標(biāo)就是把科學(xué)家和哲學(xué)家匯集一堂，探索能夠解決前面提到的那些重大問(wèn)題的進(jìn)路，以及探討如何突破弦論或圈量子引力論在進(jìn)一步發(fā)展中遇到的瓶頸。

其他著力于哲學(xué)與科學(xué)的交叉研究與教學(xué)的更大型的機(jī)構(gòu)中，筆者認(rèn)為還有?3?個(gè)非常值得關(guān)注：①美國(guó)卡耐基梅隆大學(xué)的哲學(xué)系，包括?3?個(gè)分支——數(shù)學(xué)哲學(xué)與邏輯學(xué)、科學(xué)哲學(xué)與方法論、倫理學(xué)與價(jià)值論；其中，對(duì)醫(yī)學(xué)倫理和人工智能倫理問(wèn)題的研究在最后一個(gè)分支中表現(xiàn)得尤為出色。②德國(guó)慕尼黑大學(xué)的慕尼黑數(shù)理哲學(xué)中心（Munich Center for Mathematical Philosophy at LMU），旨在聯(lián)合哲學(xué)與數(shù)學(xué)（更根本地說(shuō)是指清晰、精密的方法論），來(lái)探究有關(guān)自然與實(shí)在的根本性問(wèn)題。③加拿大韋仕敦大學(xué)的羅特曼哲學(xué)研究所（Rotman Institute of Philosophy at Western University），倡導(dǎo)包括倫理與科學(xué)、物理學(xué)基礎(chǔ)、心智與神經(jīng)科學(xué)哲學(xué)、生態(tài)哲學(xué)等方面的研究?。

還原論、量子引力與時(shí)間問(wèn)題

作為一種科學(xué)意識(shí)形態(tài)（scientific ideology），“還原統(tǒng)一論”有著很長(zhǎng)的歷史。常識(shí)告訴我們，世界中紛繁復(fù)雜的現(xiàn)象涉及許許多多在尺寸和尺度上迥異的系統(tǒng)。從星系、太陽(yáng)系、恒星、行星、海洋、山峰、物種、軀體、器官、細(xì)胞、分子、原子直到基本粒子，不同尺度的系統(tǒng)對(duì)應(yīng)著與其相應(yīng)的科學(xué)分支，如天文學(xué)、天體物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、動(dòng)物學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)等。這種意識(shí)形態(tài)背后的形而上學(xué)試圖為它們提供這樣的一種本體論，即認(rèn)為一切系統(tǒng)都是由基本粒子構(gòu)成，或者說(shuō)是由量子場(chǎng)構(gòu)成（由于物質(zhì)有波粒二象性）；并且認(rèn)為除了物理學(xué)之外的一切科學(xué)分支之所以有現(xiàn)在這樣的樣貌，歸根到底是由于人類的感官知覺(jué)與心智能力的局限，而科學(xué)的一大目標(biāo)就是統(tǒng)合所有的分支、并把它們還原為物理學(xué)（那種終極的、理想狀態(tài)的物理學(xué)）。這種意識(shí)形態(tài)最強(qiáng)烈的支持者就是邏輯實(shí)證主義，即前面提到的在?20?世紀(jì)初要把西方哲學(xué)從黑格爾哲學(xué)的統(tǒng)治中“拯救”出來(lái)的哲學(xué)運(yùn)動(dòng)。近些年來(lái)，這種“還原統(tǒng)一論”在科學(xué)哲學(xué)界已遭到批評(píng)和/或否定，承認(rèn)各個(gè)科學(xué)分支的多樣性和自主性已成為今日科學(xué)哲學(xué)界關(guān)于科學(xué)的一種新的意識(shí)形態(tài)。然而，有諷刺意義的是，現(xiàn)在科學(xué)家們自己反倒開(kāi)始逐漸打破學(xué)科邊界，找到許多超越傳統(tǒng)學(xué)科劃分的共同的基礎(chǔ)和方法。例如，如今的生物學(xué)家都經(jīng)常要運(yùn)用統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的方法來(lái)解決生物學(xué)問(wèn)題，而如果誰(shuí)現(xiàn)在還對(duì)此表示出懷疑的態(tài)度，那他只會(huì)被認(rèn)為是個(gè)外行。“還原”的主張也許依然不是個(gè)好的想法，但是“統(tǒng)一”的愿景已不再是一種空想了。

從哲學(xué)（或認(rèn)知）的角度來(lái)看，物理學(xué)史上最深刻的成就之一就是麥克斯韋和玻爾茲曼建立統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的工作。熱力學(xué)是一種從對(duì)熱現(xiàn)象的觀察推廣而得的科學(xué)：宏觀變量（bulk variables）表征了宏觀物質(zhì)（bulk matter）在觀察層面的狀態(tài)，數(shù)學(xué)定律以靜力學(xué)的風(fēng)格（指平衡態(tài)過(guò)程）把這些變量聯(lián)系起來(lái)。而統(tǒng)計(jì)力學(xué)則按照粒子的力學(xué)定律，概率地表征了大量微粒子組成的宏觀系統(tǒng)，用微觀細(xì)節(jié)嚴(yán)格說(shuō)明了由概率決定的宏觀狀態(tài)的演變。這項(xiàng)工作之美妙就在于，處理同樣的現(xiàn)象或觀測(cè)結(jié)果，兩種進(jìn)路最終會(huì)完美地契合。知識(shí)論告訴我們，對(duì)于任何問(wèn)題的研究都主要有兩種方式：通過(guò)觀察和歸納來(lái)研究和通過(guò)數(shù)學(xué)與推理來(lái)研究——前者是人類作為認(rèn)知?jiǎng)游锼仨氁蕾嚨摹@取人類（或大型哺乳動(dòng)物）生存尺度范圍內(nèi)為真的理論的方法，而后者才是有望帶來(lái)超越人類自身尺度、在其他尺度范圍內(nèi)依然適用的關(guān)于自然物體與過(guò)程的理論的方法。統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)展現(xiàn)給我們的就是，這兩種進(jìn)路其實(shí)能以完美的相互協(xié)調(diào)和相互印證統(tǒng)一起來(lái)。所有其他把這兩種進(jìn)路結(jié)合起來(lái)或者把微觀與宏觀聯(lián)姻起來(lái)的更精彩的科學(xué)事業(yè)，從哲學(xué)的角度來(lái)看，其實(shí)都是統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的翻版。

在科學(xué)前沿的種種挑戰(zhàn)中，最新、最吸引人的，要算是量子引力理論了。量子引力的研究產(chǎn)生了各種各樣的哲學(xué)困惑，從以下簡(jiǎn)單事實(shí)便可見(jiàn)一斑：直到?20?世紀(jì)早期，常識(shí)和物理學(xué)都告訴我們宇宙是由存在于時(shí)空并在時(shí)空中變化著的物質(zhì)、能量、力所組成（也可以說(shuō)是由各種物理場(chǎng)組成）；就像一部電影那樣，物理過(guò)程歷經(jīng)時(shí)間，在電影的空間中發(fā)生著。但是后來(lái)，愛(ài)因斯坦創(chuàng)立了廣義相對(duì)論，在那里，能量同作為背景的時(shí)空之間的區(qū)分被拋棄了——引力就是時(shí)空，時(shí)空就是引力；然而，為什么自然界?4?種基本相互作用中，只有引力是與時(shí)空等價(jià)的呢？更進(jìn)一步說(shuō)，其他?3?種基本相互作用都是量子化的，只有引力還不是，并且似乎無(wú)法被量子化。從形而上學(xué)的角度看，我們連量子化時(shí)空是什么意思都不完全清楚。能量量子化之后，能量子之間的躍遷在能量上是不連續(xù)的，但這種躍遷在時(shí)空中仍然是個(gè)連續(xù)的過(guò)程；如果連時(shí)空也被量子化了，時(shí)空量子（即引力子）之間的躍遷（即運(yùn)動(dòng)）究竟是什么又何以可能，就不僅僅是一個(gè)科學(xué)理論問(wèn)題，更是一個(gè)為一般的科學(xué)與哲學(xué)常識(shí)所無(wú)法理喻的形而上學(xué)問(wèn)題。因此，不難想象，作為時(shí)空的引力如果真能被量子化，就會(huì)產(chǎn)生出一系列嚴(yán)重的形而上學(xué)問(wèn)題。

量子引力論中最廣為人知的問(wèn)題就是時(shí)間問(wèn)題。就像?Rovelli提醒我們的，時(shí)間這種最通常的現(xiàn)象、這個(gè)我們一切的經(jīng)歷和記憶所處的背景，隨著物理學(xué)研究的深入，已經(jīng)逐漸“消失”了。當(dāng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度與光速可以相比擬時(shí)，兩個(gè)參考系中理想鐘表測(cè)出的時(shí)間就會(huì)以不同的速率流逝。“現(xiàn)在”在客觀上也變成了一個(gè)依賴于參考系的東西。而當(dāng)引力場(chǎng)足夠強(qiáng)時(shí)，兩個(gè)鄰近的區(qū)域就會(huì)有不同的時(shí)間。另外，在考察自然的基本規(guī)律時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，除了一個(gè)特例（熱力學(xué)第二定律）之外，其他所有基本自然律在時(shí)間反演變換下都是不變的，所以在自然的基礎(chǔ)層面，其實(shí)沒(méi)有過(guò)去和未來(lái)之分。我們所熟知的時(shí)間，即那種從未來(lái)到現(xiàn)在、再由現(xiàn)在到過(guò)去的一維、連續(xù)、統(tǒng)一的事件流，似乎只是某種東西的近似，而這種東西既沒(méi)有確定的現(xiàn)在，也沒(méi)有未來(lái)和過(guò)去之間的根本區(qū)別；甚至，在引力場(chǎng)足夠強(qiáng)的情況下，都不具有一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)序。此外，當(dāng)時(shí)間作為量子引力場(chǎng)的一個(gè)方面被量子化之后，它甚至?xí)兂刹贿B續(xù)的。在沿著這條路線對(duì)時(shí)間的研究中，最令人吃驚的可能是下面這個(gè)事實(shí)：時(shí)間，乃至因果過(guò)程，均來(lái)源于物理學(xué)中唯一的一條不遵循時(shí)間反演對(duì)稱性的定律——熱力學(xué)第二定律，即孤立系統(tǒng)的熵只會(huì)增加而不會(huì)減少。因果性和時(shí)間的方向都僅僅來(lái)自這條定律，而這條定律卻并不屬于自然界的基本定律；所有基本定律既不遵循時(shí)間的方向，也不遵循因果性。有諷刺意味的是，對(duì)我們?nèi)祟悂?lái)說(shuō)，可能沒(méi)有什么比時(shí)間和因果性更加可畏和“殘暴”的了（而“命運(yùn)”，不正是二者的結(jié)合嗎？），但這兩者都只不過(guò)是大自然在人類所處的尺度上的統(tǒng)計(jì)性事件而已。還有什么比這樣一個(gè)事實(shí)更能告訴我們，人類在大自然中是多么的脆弱？

事實(shí)上，量子引力論的場(chǎng)方程中時(shí)間變量已經(jīng)不復(fù)存在。對(duì)科學(xué)其他任何分支的研究者來(lái)說(shuō)，時(shí)間變量是理論或方程中最常見(jiàn)到的變量，是用來(lái)表述運(yùn)動(dòng)和變化的最基本的參量，但量子引力方程中卻沒(méi)有它。原因不難理解：如果時(shí)間被量子化，那么就存在時(shí)間的“量子”（作為引力子的一部分）；而根據(jù)相對(duì)論，時(shí)間量子之間又必須是相對(duì)的，那么它們就都必須是定域的（local），并具有量子漲落性；因此，那個(gè)經(jīng)典的、連續(xù)的時(shí)間變量（把連續(xù)的時(shí)刻作為其取值的變量）當(dāng)然就在量子引力方程中變得沒(méi)有意義、沒(méi)有地位。與此同時(shí)，廣義相對(duì)論是把宏觀的時(shí)空作為研究對(duì)象的，而且我們的確感受到了連續(xù)的時(shí)間，以及跨越空間的時(shí)間切片（time slices）序列。是否由此可以猜測(cè)，量子引力論中的時(shí)空量子和廣義相對(duì)論中連續(xù)時(shí)空之間的關(guān)系，正是統(tǒng)計(jì)力學(xué)和熱力學(xué)之間的關(guān)系？

知覺(jué)、智能與自由能原理

本文第?2?節(jié)說(shuō)到的統(tǒng)一理論和本節(jié)要談的統(tǒng)一理論相比，可謂相形見(jiàn)絀。如果?Friston?等提出的自由能（最小化）原理（Free Energy [Minimization] Principle，F(xiàn)EP）最終被證明為真或近似為真，那么動(dòng)物的知覺(jué)、行動(dòng)、智能等現(xiàn)象都可以在“自由能最小化”這條自然原理中得到解釋，甚至生物的演化過(guò)程也可以由該原理解釋。自由能原理有希望在整個(gè)自然科學(xué)中扮演牛頓力學(xué)在?20?世紀(jì)之前的物理學(xué)中扮演過(guò)的角色。由于這方面的研究與突破最早是在動(dòng)物的知覺(jué)智能（perceptive intelligence）研究中實(shí)現(xiàn)的，而知覺(jué)智能又是人工智能與深度機(jī)器學(xué)習(xí)研究所關(guān)注與模擬的領(lǐng)域，因此動(dòng)物知覺(jué)智能的預(yù)測(cè)處理（predictive processing）模型，即所謂的“PP?模型”或“預(yù)測(cè)心靈論”，可謂是當(dāng)今研究智能有關(guān)的領(lǐng)域內(nèi)最熱的話/課題了。

有關(guān)知覺(jué)的?PP?模型和生命系統(tǒng)的?FEP?的科研工作已經(jīng)引起了哲學(xué)家們的關(guān)注，其中?Clark和?Hohwy是成就最突出的兩位。Arbib則是一位更偏重科學(xué)方面，但哲學(xué)上也毫不遜色的多才多藝的科學(xué)家，其研究涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和相關(guān)的哲學(xué)；他甚至還跟在科學(xué)模型方面做出先驅(qū)性工作的科學(xué)哲學(xué)家?Hesse?合作出版過(guò)一本名為《實(shí)在的建構(gòu)》?的專著——這個(gè)書(shū)名正好與?PP?模型關(guān)于人腦如何感知外部環(huán)境的說(shuō)法吻合。

依據(jù)?Friston?等關(guān)于?FEP?的工作，Clark?和?Hohwy拓展了?PP?模型的理論和實(shí)驗(yàn)成果，用它覆蓋了整個(gè)的動(dòng)物知覺(jué)與認(rèn)知領(lǐng)域。PP?模型論把動(dòng)物知覺(jué)與行動(dòng)看作是一個(gè)整體性的、基于貝葉斯式的預(yù)測(cè)誤差最小化（Bayesian prediction error minimization）的系統(tǒng)，以此拒斥了傳統(tǒng)的“感覺(jué)—思考—行動(dòng)”序列模型，從而導(dǎo)向了認(rèn)為生命系統(tǒng)具有多面性和整全性的觀點(diǎn)。它同時(shí)還打開(kāi)了解決各類“起源問(wèn)題”的可能性。比如，關(guān)于智能、認(rèn)知和語(yǔ)言是如何通過(guò)進(jìn)化而演生出來(lái)的問(wèn)題。動(dòng)物學(xué)習(xí)也不再是一個(gè)孤立被動(dòng)的、總是發(fā)生在決策和行動(dòng)之前的過(guò)程；相反，學(xué)習(xí)、審度、決策和行動(dòng)，都被看作是跟主體所在的那個(gè)環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)的不同形式。不難看出，這個(gè)整全模型提供了一個(gè)更好的框架，可以用來(lái)考察智能或語(yǔ)言是如何經(jīng)由自然選擇而逐漸演化、衍生出來(lái)的，以及考察如像眼睛這樣的原始感覺(jué)器官是怎么從上述功能的整合發(fā)展中演化出來(lái)的。智能的演生及其他的高階動(dòng)物官能的演生是生命科學(xué)的一個(gè)前沿領(lǐng)域，吸引著科學(xué)家，也吸引著哲學(xué)家。

盡管這種“統(tǒng)一”如果能被實(shí)現(xiàn)將是頗為令人激動(dòng)之事，但它真的能實(shí)現(xiàn)嗎？動(dòng)物知覺(jué)從根本上講，真的是一種主動(dòng)推理嗎？當(dāng)以?PP?模型來(lái)理解時(shí)，知覺(jué)真的就是行動(dòng)、行動(dòng)真的就是知覺(jué)嗎？簡(jiǎn)單地說(shuō)，PP模型下的動(dòng)物知覺(jué)不再是一個(gè)“加工廠”式的系統(tǒng)，把從感官攝入的信息“加工”成知覺(jué)判斷，而是一種像“貝葉斯機(jī)器”（Bayesian Machine）式的東西：在其運(yùn)行中，大腦對(duì)其環(huán)境做出預(yù)測(cè)、同時(shí)讓肢體干預(yù)該環(huán)境（即行動(dòng)），兩者按照大腦自由能的?FEP?協(xié)同作用，使大腦最后形成真實(shí)反映其環(huán)境的知覺(jué)判斷。另外，鏡像神經(jīng)元的存在真是?FEP?的結(jié)果嗎？也就是說(shuō)，在哺乳動(dòng)物大腦里出現(xiàn)的具有行動(dòng)和觀察的鏡像效應(yīng)（mirror effect of action and observation）的神經(jīng)元，是從感知與行動(dòng)為了使大腦的自由能最小化而做出的整合行為中演生出來(lái)的嗎？這里雖然有一些屬于經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題，需等待科學(xué)探究來(lái)驗(yàn)證或否證，但其他的顯然屬于哲學(xué)問(wèn)題。知覺(jué)的?PP?模型的核心——“主動(dòng)推理”或“貝葉斯式推理”中的“推理”概念到底是什么？哲學(xué)中有一個(gè)為人熟知的模型——波普爾的科學(xué)假設(shè)驗(yàn)證模型，它基于一種由提出假設(shè)到檢驗(yàn)假設(shè)的邏輯推理模式。當(dāng)這一波普爾模型配備了貝葉斯推理規(guī)則，它就變得跟?PP?模型的知覺(jué)原則極為相似；但是波普爾模型畢竟是一種科學(xué)方法，而?PP?模型則是一種動(dòng)物大腦中無(wú)需意識(shí)或認(rèn)知的、可以自動(dòng)運(yùn)行的知覺(jué)過(guò)程（不需利用概念和推理來(lái)構(gòu)造假設(shè)、檢驗(yàn)假設(shè)，然后決定接納或拒絕它們）。要說(shuō)麥克斯韋方程組描述了電磁場(chǎng)的行為，這應(yīng)該沒(méi)有什么問(wèn)題；但是要說(shuō)一個(gè)像貝葉斯化的波普爾科學(xué)方法論模型描述了幾乎僅涉及肉體運(yùn)動(dòng)的大腦中的神經(jīng)突觸和神經(jīng)元的行為，這又是什么意思呢？當(dāng)然，也許這樣大的轉(zhuǎn)換和跨度并非不可能，只不過(guò)是哲學(xué)家由于自身缺乏想象力才拒絕接受?PP?模型的形而上學(xué)可靠性，也就是拒絕想象能量在大腦中的無(wú)意識(shí)轉(zhuǎn)移過(guò)程為什么會(huì)遵循一些反映了科學(xué)方法的規(guī)則。正如本文第?4?節(jié)中要談的，如果昆蟲(chóng)甚至癌細(xì)胞都可以“采取策略”或者“博弈”以在生存競(jìng)爭(zhēng)中獲勝，那么為何大腦不能用“推理”來(lái)“猜測(cè)”它遇到的有可能產(chǎn)生感官輸入的外部原因呢？

演化論與博弈論

“演化博弈論”（evolutionary game theory）是一個(gè)通過(guò)結(jié)合演化生物學(xué)與博弈論而產(chǎn)生的發(fā)展迅速的交叉學(xué)科。Maynard-Smith是?20?世紀(jì)?50?年代最杰出、最知名的演化博弈論創(chuàng)始人。他把經(jīng)濟(jì)學(xué)中的博弈概念引入生物學(xué)，建立了從生物單位（如細(xì)胞、昆蟲(chóng)、人類等）之間的博弈壓力與選擇來(lái)研究生物表現(xiàn)型演化的研究分支。接下來(lái)的“里程碑”大概要數(shù)Sigmund和?Nowak的工作了。Nowak?統(tǒng)一了博弈演化論的理論，并把其應(yīng)用擴(kuò)展到空間博弈（spatial games）和其他具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的群體。

人類是社群性的動(dòng)物，個(gè)體的存在和生活在大部分情況下依賴于跟他人的關(guān)系。盡管“游戲/博弈”這個(gè)術(shù)語(yǔ)一般指的是為了娛樂(lè)或贏錢的玩家策略，但科學(xué)家起初用它意指經(jīng)濟(jì)和政治中有策略的交鋒，后來(lái)又意指一切需要用策略來(lái)智勝對(duì)方、獲得收益的關(guān)系。博弈論就是研究這種關(guān)系的數(shù)學(xué)理論。如?Maynard-Smith?在演化博弈論中發(fā)現(xiàn)的，如此理解的博弈也可以在動(dòng)物群體甚至益生元群體中得以應(yīng)用。在博弈論中，普遍假定博弈各方具有為獲取利益（utilities）做出理性選擇的能力；而在演化博弈論中，僅要求個(gè)體具有作為自然選擇機(jī)制的差異適應(yīng)度（differential fitness）。人與人之間的博弈由各人理性地根據(jù)獲利（payoff）和概率來(lái)運(yùn)算、選擇策略，然后以獲利值的高下來(lái)決定勝負(fù)；而在生物體與生物體之間，則是個(gè)體在博弈競(jìng)爭(zhēng)中運(yùn)用了使得個(gè)體在自然環(huán)境中繁衍出更多下一代的策略而取勝，這里所謂的策略并不需要有任何理性選擇的含義。此外，當(dāng)具有理性的主體展開(kāi)重復(fù)博弈的過(guò)程時(shí)，自然演化過(guò)程中的物種間博弈也會(huì)在人類社會(huì)中發(fā)生。無(wú)論是否理性、是否采用決策，這種重復(fù)的博弈過(guò)程經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，總會(huì)得到一個(gè)像是經(jīng)歷了自然選擇而得出的結(jié)果。演化與決策在博弈中相互對(duì)比著出現(xiàn)，前者是自然的，后者是理性的。當(dāng)博弈論從經(jīng)濟(jì)學(xué)轉(zhuǎn)移到生物學(xué)時(shí)，演化取消了理性，得到了演化博弈論；而當(dāng)演化博弈論重新回到經(jīng)濟(jì)學(xué)和政治學(xué)中時(shí)，演化的過(guò)程又取消了決策者的理性。在?Nowak?的演化動(dòng)力學(xué)時(shí)代，這個(gè)理論覆蓋了所有種類和尺度的生物種群，包括人類社會(huì)。生命的核心方程就是演化博弈論中的復(fù)制體方程（replicator equations）和數(shù)學(xué)上與之等價(jià)的種群動(dòng)力學(xué)中的洛特卡-沃爾泰拉方程（Lotka-Volterra equations）。這一數(shù)學(xué)理論已經(jīng)逐步得到展開(kāi)，并用于更廣泛的現(xiàn)象。

倫敦政治經(jīng)濟(jì)學(xué)院的哲學(xué)教授、哲學(xué)系主任Alexander?多年來(lái)開(kāi)展的研究工作就是從演化博弈論的角度考察道德的演化。Alexander所著的《道德的結(jié)構(gòu)演化》是該領(lǐng)域中影響甚大的一本著作。利用演化博弈論的論證和洞見(jiàn)，他為元倫理學(xué)的諸多問(wèn)題提供了新的視角和解決方案。在西方哲學(xué)傳統(tǒng)中，關(guān)于人們對(duì)公平、正義的感受和辯護(hù)，以及對(duì)正確與錯(cuò)誤的道德感的本質(zhì)，霍布斯和康德被認(rèn)為是站在立場(chǎng)對(duì)立的兩端。霍布斯式的道德理論是建立在“個(gè)體的根本自私性和野蠻性”與群居條件下“分享有限資源的必要性”這兩個(gè)相悖的事實(shí)上的；而康德式的道德理論則訴諸存在于每個(gè)個(gè)體的理性靈魂中的理性原則或律令（imperatives）。無(wú)論對(duì)于二者中的哪一個(gè)（甚至對(duì)于任何其他討論道德的傳統(tǒng)進(jìn)路），Alexander?的演化博弈論思路都可謂是一種改進(jìn)；其關(guān)鍵就在于，該思路懸置了一切關(guān)于動(dòng)機(jī)（我們是不是本質(zhì)上自私）和理性（我們做出的決策是優(yōu)還是劣）的事項(xiàng)，而讓社會(huì)條件去約束這些根據(jù)所選的“策略套餐”（strategy set）而反復(fù)進(jìn)行的博弈過(guò)程，看它按照復(fù)制者方程?如何進(jìn)行演化。人們已經(jīng)在計(jì)算機(jī)中做了這類社會(huì)博弈的模擬。獲勝策略最終將占據(jù)全部群體（或幾乎全部群體）。結(jié)果表明，公平、正義等，恰好是在最大的一組可相互替代的相容條件下，大多數(shù)跟人類群體相似的群體所發(fā)展的策略。例如，在“分蛋糕”的博弈模擬中，不均等分割策略雖然可能會(huì)占據(jù)全部群體，但是這種情況下所需的對(duì)群體的約束，比起得到均等（也就是公平）分割策略的約束來(lái)說(shuō)，是嚴(yán)之又嚴(yán)。我們難道不能猜測(cè)，這就是作為道德準(zhǔn)則的“公平”從人類社會(huì)的長(zhǎng)期演化中產(chǎn)生出來(lái)的過(guò)程？

關(guān)于道德的演化的研究工作現(xiàn)在已經(jīng)和關(guān)于知覺(jué)與智能的研究工作結(jié)合起來(lái)（參見(jiàn)第?2?節(jié)），這種交叉研究的結(jié)果之一就是得到了對(duì)“天生觀念”（innate ideas）的存在和本質(zhì)的洞察，而“天生觀念”曾在西方哲學(xué)史中飽受爭(zhēng)議。人類是不是生下來(lái)就有一些先驗(yàn)為真的觀念？哲學(xué)史上有兩個(gè)比較出名的回答：笛卡爾認(rèn)為“是”，而洛克認(rèn)為“否”。但是，如果上述研究揭示了我們關(guān)于公平和正義的感受或認(rèn)識(shí)是生物的和文化的演化產(chǎn)物，那么這種感受可能就是對(duì)公平和正義的天生感受或認(rèn)識(shí)。這種思路如果進(jìn)一步走下去就可以問(wèn)，我們對(duì)于概率的認(rèn)識(shí)、對(duì)于“諸多中立選項(xiàng)應(yīng)該具有相同概率”的認(rèn)識(shí)，是先天的還是學(xué)習(xí)來(lái)的？已經(jīng)有可靠的嬰兒心理學(xué)實(shí)驗(yàn)指出了這些觀念的天生特征。同樣的，根據(jù)?PP?模型，人類的知覺(jué)用以構(gòu)建關(guān)于所處環(huán)境的知覺(jué)判斷的貝葉斯規(guī)則是先天的（a priori）還是天生的（innate）？或者可以問(wèn)，對(duì)先天/后天（a priori/a posteriori）、對(duì)分析/綜合的傳統(tǒng)劃分，是不是已經(jīng)過(guò)時(shí)？包括這些在內(nèi)的很多問(wèn)題，都是今天的科學(xué)家和哲學(xué)家在學(xué)科交叉共同體中提出來(lái)并正在進(jìn)行嚴(yán)密研究的。

如果有人認(rèn)為演化博弈論并不考慮競(jìng)爭(zhēng)個(gè)體是理性的人還是昆蟲(chóng)，因而把它的方法拿來(lái)用于人類社會(huì)顯得太激進(jìn)了，那么認(rèn)為自然界中不僅人類這個(gè)物種有主體性（agency），而且“主體性無(wú)處不在”可能就更顯激進(jìn)了。目的論解釋（teleological explanations）曾經(jīng)是自然哲學(xué)中一類合理的解釋，在亞里士多德哲學(xué)傳統(tǒng)中尤其是這樣。自牛頓力學(xué)成為西方主流世界觀之后，這類解釋就顯得可疑了。的確，演化類型的解釋進(jìn)路，或者說(shuō)用自然選擇來(lái)解釋演化的進(jìn)路，跟牛頓式的、愛(ài)因斯坦式的、量子力學(xué)式的解釋進(jìn)路都不相同；但即使是在這里，目的（telos）或主體性（即為了理由或目的而做出的行動(dòng)）似乎也不應(yīng)該有地位，盡管大自然對(duì)物種的選擇似乎是為了某種理由或目的。然而，近來(lái)情況有了變化，有賴于對(duì)“決策”和“行動(dòng)”的跨領(lǐng)域交叉科學(xué)思考，科學(xué)家已經(jīng)突破了這個(gè)長(zhǎng)期在哲學(xué)家眼中神圣不可觸動(dòng)的邊界。

根據(jù)?Okasha的說(shuō)法，生物學(xué)和社會(huì)科學(xué)中大量關(guān)于演化過(guò)程的證據(jù)表明，主體性和目的性時(shí)常被用于構(gòu)建模型和提供解釋。在生物學(xué)研究的實(shí)踐中，根據(jù)他的說(shuō)法，主體性的概念出現(xiàn)了兩種形式：一種適用于生物體個(gè)體，另一種適用于自然界或演化和適應(yīng)的環(huán)境。生物物種究竟是會(huì)演化到一個(gè)確定的終點(diǎn)，還是（用有價(jià)值意味的話來(lái)說(shuō)）由于具備了某種最優(yōu)特征才存活下來(lái)，現(xiàn)在仍是個(gè)有爭(zhēng)議的話題。這種爭(zhēng)議就像是對(duì)于為生存而作對(duì)的兩種甲蟲(chóng)，我們能不能說(shuō)“選擇較大的身軀還是選擇較硬的甲殼”是它們用以博弈的策略呢？另一個(gè)相關(guān)的概念源于“人類的理性可以從利益最大化的角度來(lái)理解”這種觀念。一個(gè)理性的行動(dòng)就是在其他條件均同時(shí)給行動(dòng)者帶來(lái)最大利益的行動(dòng)。博弈中的行動(dòng)主體就是用盡一切手段追求最佳結(jié)果的主體。鑒于演化和最優(yōu)化之間可能存在的這種對(duì)稱關(guān)系，我們也許可以論證，理性作為人類的基本特征之一，正是長(zhǎng)期演化的產(chǎn)物。同樣是Okasha?指出的，這種聯(lián)系可以從兩種角度來(lái)看：一種角度是認(rèn)為理性本身就是適應(yīng)環(huán)境（adaptation）的產(chǎn)物，另一種角度是“為理解其行為，我們完全可以把歷經(jīng)了演化的生物體看成是有理性的”。當(dāng)然，究竟哪種是正確的，依賴于“適配最大化”（fitness maximization）能不能和“效用最大化”（utility maximization）相符——前者是關(guān)于適應(yīng)的概念，從而是關(guān)于自然選擇的概念；而后者是關(guān)于理性的概念，從而也是關(guān)于主體能力和行為準(zhǔn)則的概念。

本文選擇性地報(bào)告了筆者認(rèn)為非常重要、同時(shí)也略微知曉的例子，希望能拋磚引玉，激發(fā)廣大科學(xué)界和哲學(xué)界的讀者對(duì)當(dāng)下一些值得關(guān)注且很有意思的話題的興趣。筆者試圖指出，基礎(chǔ)科學(xué)中極富思維挑戰(zhàn)的根本性概念難題需要哲學(xué)、形而上學(xué)的洞見(jiàn)，生命科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的互動(dòng)研究中也需要認(rèn)識(shí)論、倫理學(xué)的參與；與此同時(shí)，所有這些蓬勃發(fā)展的科學(xué)探索也給傳統(tǒng)哲學(xué)難題的討論帶來(lái)了諸多意想不到的啟迪和推進(jìn)。在目前這個(gè)科學(xué)又將迎來(lái)大變革的時(shí)代，科學(xué)與哲學(xué)的相互啟發(fā)和深度聯(lián)盟，有助于我們深入探索各學(xué)科中重大的基礎(chǔ)性難題，有助于我們發(fā)展出擁有跨學(xué)科特點(diǎn)的新的研究方法，從而或許有助于我們將來(lái)創(chuàng)造出具有全新境界的科學(xué)。

特別需要聲明的是，本文完全沒(méi)有提及關(guān)于類腦智能與人工智能的進(jìn)展，不是因?yàn)樵擃I(lǐng)域哲學(xué)與科學(xué)鮮有交叉，而是因?yàn)檫@里的交叉研究太多、太醒目，筆者在這里很難以合適的篇幅來(lái)討論，只好選擇完全回避的策略。

（作者：劉闖，復(fù)旦大學(xué)哲學(xué)學(xué)院。朱科夫，中國(guó)科學(xué)院。《中國(guó)科學(xué)院院刊》供稿）