对于“非完全决定论”的解析，本文主要内容关键词为：决定论论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
以尼.玻尔（N.Bohr）为代表的“哥本哈根学派”的科学家们主张量子理论的几率特征是“本质性的”，是微观实在本身的行为方式；而以爱因斯坦（A.Einsten）为代表的另一些科学家则认为量子力学的几率特征只是其所使用的数学工具的结果，量子力学现有的形式是不完备的，相信人们最终可以发现微观世界的因果性的定律。国内一些学者企图走第三条道路，他们认为双方观点都各自包含合理性因素，因而倡导对其进行“辩证综合”，提出了“弱的决定论”、“非完全决定论”、“概率决定论”等概念。本文尝试从因果观念的发生学意义上，对后面这些观点进行解析。
普遍因果性原理是一种设定
在讨论有关因果的问题时，我们应区分广义的因果性原理（General Principle of Causality）与狭义的因果规律（Law of Causality）。前者是意义广泛的定性的观念，而后者则特指在科学研究中发现的形式化的定量规律。我们可在两种不同的意义上谈论因果必然性和决定论的有关问题。
D.玻姆在（D.Bohm）《现代物理学中的因果性与机遇》一书中这样描述道：“一切事物都处于不断地转换、运动和变化的状态之中。但是我们发现：毫无前兆无中生有的事物是不存在的，同样，从来也没有什么事物会毫无痕迹地消失掉——即在它消失之后根本不引起任何事物。客观世界的这一普遍特性可表述为下述原理：任何事物都有其来龙，由其它事物演变而来，也有其去脉，它又引起其他事物。”[1](P124) 这段话表述了因果性观念的发生学基础。我们需要注意的是，这种朴素的因果观念还没有涉及到可重复性问题。
即使人们没有有关因果性的观念，我们仍不会否认，整个宇宙在时间和空间上是一个联系的整体。而所谓的因果性的观念不过是说，这种联系是有序的，是人们可以思议、可以理解的。宇宙中没有任何一个事物是完全孤立的，没有任何一个事物的存在和运动发展不受到其自身条件的限制和环境的制约，而这种限制和制约的实质就被认为是“因果作用”，这种作用把“原因”和“结果”联系起来了。所以，因果性作为一个最初的定性的观念，本质上是一个设定，即把自然在时空中运动所受到的必然制约谓之因果性。作为设定，广义的因果性观念只是一个是否自洽的问题，既不能证实也不能证伪。
康德的有关因果知性范畴的意义也正在于此。康德发现，因果性不是从外在自然中总结出来的观念，而是我们用以看待和思考事物的思维框架，是用以描绘自然的先验图式。它不是自在之物的原则，而是经验之可能的条件；一种对自然界存在普遍因果性相互作用的信念还没有达到一种经过严格界定的规律，一个缺乏规定性的定性倾向。我们说自然是以因果性作用的方式相互联系起来的，不过是说，必定存在着唯一的方式，制约着宇宙从现在状态走向未来的状态，宇宙的上一状态是通过唯一的通道通达下一状态的。我们从时间的一维性和不可逆性知道，这句话永远是正确的。
因果性的观念从其产生之时，就是同必然性的观念联系在一起的。“原因这个概念本身显然包含着与一个结果相联结的必然性的概念，以及规则的严格普遍性的概念。”[2]因果性不过是“自然的理性”、宇宙秩序的一种表现方式，而必然性则是这种理性和秩序的本质，因此必然性是因果关系的核心和理想化特征。对于因果必然性的信念实际上来自于对于“宇宙的完备秩序”（爱因斯坦语）的信念。对于自然具有完备秩序的坚信使我们产生了这样的朴素的信念：“一切发生的事件都有其相应的原因，相同的原因会产生相同的结果。”在此，自然的完备秩序表现为因果必然性，任何没有原因的结果和没有结果的原因都同样是不可接受的。
这种在广义的因果性观念中的必然性有着深远的意义。一方面只有具有必然性的自然才是作为科学研究对象的自然，才是人类能够形成知识的条件。另一方面，必然性是因果观念合理性的基础，因果观念在必然性中才能获得说明和支持。
因果规律与必然性
同样，我们还可以在狭义的因果规律中谈及必然性。当我们去着手探索具有经验内容的因果性，着手去探索实际存在的因果规律时，这时我们就会涉及到可重复性问题。“达到因果性的第二步是注意到这个事实：当我们研究在范围广泛的条件下所发生的过程时，我们发现，尽管变化和转换非常复杂，但在这种复杂性当中却存在有一些关系，它们有效地保持不变。”[1](P7) 因为只要我们不是泛泛地谈到自然的属性，而是要发现规律，首先就是要确定事物的“类”。规律是一个类概念，一个可重复再现的概念。
菲利普·弗兰克指出，因果规律是一种“序列再现”。因果律的一般形式是：如果A，那么B。即当事件A出现，则事件B一定出现。事件A和B是指两个可重复再现的事件。但是说一事件的再现必然是指在一定条件下，某状态的近似再现。因为我们从时间的一维性和不可逆性可知，没有任何一个世界状态是在严格意义上可再现的，所以，所谓的事件再现是指描述某事件的特征的一组基本变数的再现。如果我们企图在最严格的意义上去定义事件的出现，那么世界上没有一个事件是可以重复再现的，那因果律将失去意义。这一点菲利普·弗兰克已经作出了详尽的分析，他得出结论说：“如果同样状态A并不再现，那么因果原理——‘如A重现，B也重现’——不管世界上会发生什么事，它都是有效的。”[3](P301) 因为A事件的出现伴随着B事件的出现本身是唯一的，也是已经被证实的。这一句话在这种情况下只是一句同语反复。
所以，同一切可称为规律的事物一样，因果规律是建立在类概念的基础之上的，只有承认事物类的存在，我们才能谈及规律。在科学实际中，这也是表征事物特征的基本变数的再现。我们选择一组描述事件的基本变数，使得这组变数成为事件的充分必要条件，而忽略其非主要的特征，类概念才会成立。在考察因果律时，当我们用一组基本变数描述一个事件时，一切满足这一组基本变数的事件，都是我们考察的事件的重现。而那些非主要的特征则被全部归入了“背景条件”。当一系列事件再现时，我们总是假定它们被考虑到的特性之外的“背景条件相同”。在科学研究的实际中，这种假定是有效并且是必需的。但我们必须知道的是，背景条件实际总是在一定的范围内涨落。因此事件的重现总是在一定的误差范围内的，一旦背景的涨落足够大，以至影响到所考察事件的基本特征因而不可再被忽略时，我们将不得不重新界定什么叫一个事件，我们将重新选择新的状态变数来表征这一事件。
由此，菲利普·弗兰克指出：“物理学中的因果性定律的发现，是靠找出那些在‘再现’的定义中可不加考虑的状态变数。可以不加考虑的状态变数愈多，我们保留下来的变数就愈少，再现的发生就愈频繁，我们也就愈接近物理的因果定律，我们已经知道，物理的因果性定律的关键在于状态的再现是由少数的变数来定义的。”[3](P304)
在此，我们理解了科学现实中因果律的实质：任何科学中的因果性规律都是人的创造，我们可以通过定义事件、选择状态变数来改变它，它是一种近似的、理想化的规律。它简化了我们对于自然的探索。但我们后面的分析将表明，如果我们遗忘了它真实的来源，在某些特定情况下，则会引发始料不及的问题。
就我们的生活经验来说，大多数时候，我们既不能准确地指出生活实践中某一事件的来龙，也无从知道某一事件的去脉。“人们可以预期太阳东升，但风却可以随心所欲地刮。”[4](P5) 在科学研究中这也是普遍的情况。但这并不构成对因果性信念的证伪，这是因为，因果性原理是一个先在的设定。它实际上隐含了这样一种假设：一切纷乱现象背后，隐藏着规律和秩序；现象的偶然性背后，都有着本质上的必然性在起作用。我们认为对于原因或结果的无知是我们自己的知识的问题，而不是自然界本身的问题。“机遇不是别的，而是我们对于原因的无知。”即使现有的某一因果律在一定的条件下被证伪了，也会发现更为普适的规律来代替它。
自然的完备秩序只是一种理想的极致，在人的实践中，永远是未完成的，只能趋近于它而不能达到它。但人们对因果必然性的信念却没有动摇过。天才人物像亚里士多德、阿基米德和培根等人“必然都具有完全的科学头脑。他们本能地认为事无大小，全都可以看作是支配全部自然秩序的普遍原则的体现。”[4](P5) 并且，这种本能信念也正显示出了一种科学的品格，那就是对必然性的不懈的追求。在自然中寻找因果必然性也成为科学的主要任务之一。
决定论是知性矛盾的产物
从历史上看，决定论似乎是随着量子革命的兴起而被最后摒弃。形式上，正是量子力学将牛顿的决定论自然图景粉碎了。量子力学的直接数学上的结果是，在亚原子领域，我们不能再指望从粒子的初始条件和运动规律，准确地预言粒子下一时刻的运动状态，牛顿理论不再适合，而必须运用量子理论进行研究。但实质上决定论的崩溃却是其内含的知性矛盾导致的自我崩溃，是思维矛盾的累积所导致的自我否认。决定论从它奠基的时候就已埋下了倾覆的种子。
决定论问题的提法是：宇宙的未来是否已经被它过去和现在的状态完全先在地决定了？对这一问题，在广义的因果性原理与严格的因果规律的两种不同语境下具有不同的意义。
首先，在广义的因果性原理的语境中不存在决定论问题。人们认为，自然是存在普遍因果相互作用的，没有任何事物可以没有原因地出现，也没有任何事物的出现可以不引发任何结果。既然宇宙存在并且只存在一次，则过去、现在和未来都是唯一的，并且它们也是通过某种唯一的方式相互联结起来的。因此，世界是唯一的，也就是确定的。但这种确定却不是一种先在的决定。
在广义的因果性的语境中，因果性原理只是一个没有任何经验内容的命题，很多因素无法指明，也就是无法“决定的”。决定论断言宇宙的未来已经由它的过去和现在完全地决定了，只有在具体的规律中才能谈及这种可能。如果我们并不知道未来是以什么方式被决定的，那实际上不过是说，必定存在着某种与宇宙现在状态相联系的唯一的宇宙状态，它在未来的确定时间会出现。至于那是一个什么状态，它与现在的宇宙状态是怎么联系的则无法指明，也就是无法决定。我们从时间的一维性和不可逆性知道，上面的话只是无意义的同语反复。因为宇宙的未来某一时刻必定有且唯有某种状态会出现。所以菲利普·弗兰克指出：“问题不在于未来是决定了的，而在于它是怎样决定的。”[3](P281)
只有在严格的因果规律的语境中才产生决定论问题。从历史上看，牛顿力学给人们描绘出一幅决定论的自然图景，当牛顿力学的范式被扩张到了包括化学、生物等各学科门类中后，牛顿的追随者们认为牛顿力学可以囊括所有的科学领域，一切科学最终都可以归化为物理学；宇宙的最终作用机制就是牛顿定律，牛顿力学给出了宇宙存在和运动的最终说明。牛顿的经典动力学，以力与加速度间因果性的描述为基本构架，建立了具有数学准确性的高度形式化的因果律。牛顿理论成为一种新的形而上学。拉普拉斯正是在牛顿力学的框架下给出了决定论最形象的表述。
当我们进行深入地分析时会发现，决定论是一个知性矛盾的产物。决定论表面上是趋向于必然性的极限，但实质上却是一种错误地表达因果必然性的方式。决定论忘记了任何现实的因果规律都是人的构造：事件需要人去界定，状态变数需要人去选择。将一种简化的规律作无限制的外推，就将它引入了自反状态，最终使它成为一个“奇点”。决定论将逻辑必然性误置于现实世界之中。“也就是把逻辑上的决定论转移到感官对象上面去了。”[5]但这种误置立即就引出了逻辑上的问题，作为知性矛盾的产物，决定论最终会走向自己的反面，进行自我否定。它本质上是一个悖论！
决定论的基本预设是，人们对于事物详情细节的了解，在原则上将趋于无限。但假若我们有能力达到，人们将发现因果律已经不存在了：这时世界上任一事物都将以无限的方式与一切其他事物相联系，因此描述事件的变数组的数目将趋于无限多。同时每一事物又将以无限的差异与同类中任一其它事物相区别。每一事物都变成个别的、唯一的，世界上将没有任何两个事物被认为是完全相同的，宇宙本身将是一个不重复的事物在时空中的纠集，它自身成为完整的、也是唯一的因果链。而这个因果链却是无法形式地表述的，因为我们必须用无穷多个单称事实描述而不是规律来刻画这个唯一的因果联系。这时没有任何一种不变的方式来联系宇宙中不同的部分或过程，也没有任一个部分或过程可表述为原因或结果。唯有上一时刻整体的宇宙状态才是下一时刻整体宇宙状态的充分必要条件。我们将进入荒唐的逻辑。作为“序列的再现”的因果律将不再存在。
决定论的矛盾实质反映的是人的有限认识能力与宇宙的无限可能性的矛盾，它企图将带着人的烙印的有限认识能力扩展到无限。决定论忽略了一切“预先决定”，只有对人才有意义。只有人的意识才有“预先”性，才能达到对未来的概念，产生对未来的判断。从自然自身来讲，是否已被“预先决定”的问题是毫无意义的，自然存在且只存在一次，随着时间的推进而产生出全新的又是唯一的现实。它是确定的但又不存在任何预先的决定。正如玻姆所指出的：“每个物体、事件、过程等等，原则上都是确定的，但是归根到底，这种确定的基础是宇宙未被分割的总体本身。宇宙总体是自确定的。但是我们可以看到，并不存在各个部分根据与整体状态无关的先定关联而来的机械论决定性。”[1](序言P3)
“非完全决定论”的概念混淆
爱因斯坦与玻尔之争的焦点，并不在认识论上，即是否承认量子力学的几率描述的合法性；而是在本体论上，即这种几率特征是否是本质性的、最终的，是否是微观实在本来的行为方式。这中间并不存在第三种立场。
一方面，如果对于决定论的悖论本质没有真正理解，就容易产生决定论在亚原子领域被机遇论所代替，而在宏观领域依然有效的误解。这种认识是某些学者进行“辩证综合”的基础。另一方面，他们又片面地理解了量子理论的统计方法中的机遇律表现出来的倾向性，即人们仍可用某种概率分布预言大量粒子运动所表现出来的趋势和规律。因而混淆统计相关和因果相关的意义，这是导致他们最终提出“非完全决定论”、“弱的决定论”、“概率决定论”等概念的直接原因。
这种主张犯了双重的范畴错误。首先，混淆了必然性、“宇宙的完备秩序”与决定论的区别，认为必然性最终只能通过决定论来达到，认为只有决定论的形式才表述了宇宙的完备秩序；其次，没有弄清方法论的机遇律与“本质性的”机遇律的差别，没有弄清统计相关和因果相关的界限。关于后一点我们借用菲利普·弗兰克的例子来进行讨论，这两个例子清楚地说明了因果规律同统计规律的差别和联系，它们相互转化的可能及其限制。
如果我们以一定的速率朝一定方向射出一颗子弹，我们就能从牛顿运动定律和初始条件推算出它会打中靶上的哪一个特殊的点；但如果我们考察掷骰子的情况，我们就无法准确地断定某一次的投掷会是几点向上。但我们却仍可以预测，在足够大量的投掷中，任一点向上的几率都是六分之一。前一种情况我们说满足因果性定律，而后一种情况则是统计性定律。
在射击的例子中，从理论中讲，只要背景条件相同，而在同样正确的初始条件下，重复射击，结果必定是相同的，都会射中靶心C。但在实际操作中我们会发现情况并不是这样。在实际操作中我们借以确定位置和方向的工具精度的不足，初始位置同P有一定的距离误差，射击方向也有一个误差，这就是初始条件中的离散，我们用d来表示。它们在靶上引起命中点的离散，子弹不能准确地命中靶心。在数学上我们知道，命中点的规律是呈高斯分布，以距离平方规律而减少。我们以常数D来表示关于命中点的花样的“离散”。D越小，命中点越靠拢靶心；D越大，命中点就越分散。在实际条件下多次重复的射击中，我们无法准确地预测靶上的命中点，但我们能根据初始条件中离散d的范围，预测靶上命中点的花样和离散D。这时我们实际上只能获得“统计性定律”。
但如果我们确实能够设法改进实际工具，使得初始条件的离散d减小，则结果中的离散D也会随之减小，并且D的减小程度与d的减小程度有关。这时，即使实际中我们无法完全消除d以至不能最终使D趋于零，只要理论上通过d的减小可将D减到任意小。我们仍可以肯定，有关子弹射击的规律是一种因果性规律。
这就是说，在许多我们不得不用统计方法进行研究的情况中，机遇律描述只不过是我们采用的手段，是方法论上的。但并不能排除这种机遇律“背后”存在着因果作用，即这些现象或过程本身遵循着因果性规律。
这当中的界限就是理论上能否通过消除初始条件中的离散的方法，消除最后结果中的离散。量子力学的几率特征，虽然首先是它使用的数学方法的结果。但在现有的量子力学框架内，是不能通过减少初始条件中的离散来消除最终结果的离散的。所以，尼·玻尔一再强调量子力学的几率特征是“本质性的”、是最终的。
“非完全决定论”者显然接受玻尔的观点，认为量子力学的几率特征是微观世界本来的特征。因为若非如此，就意味着量子力学的机遇律只是某种最终的因果律的替代品，他们就会将决定论观点贯彻到底而成为“完全决定论者”。但同时他们又混淆了统计相关和因果相关的区别。在量子力学中，就单个粒子来说，虽然我们无法由其初始条件完全决定其未来运动状态，但大量粒子的平均行为，仍是可以预言的。波函数分布显示出大量粒子的统计行为是有明显的倾向性和规律性的。但必须清楚这只是一种统计相关而不是因果相关，这种几率律是不能通过任何方法归化为因果律的。“非完全决定论”者只含糊地说在这种统计规律“背后”仍然有因果作用，却又断言这种因果作用最终也不能用因果律而只能用几率律来描述，这显然是站不住脚的。因此，“非完全决定论”、“概率决定论”只是一种自相矛盾的折衷。
量子力学的几率律不能通过消除初始条件中的离散来消除最后结果中的离散，它不能最后归化为某种形式的因果律。但并不意味着这种几率律是最终的，是微观实在本身的行为方式。我们赞同爱因斯坦的观点，即认为量子力学是不完备的。因为关于微观粒子的运动状态是某种无原因的结果，是与我们关于宇宙的完备秩序的信念不相符合的。
让我们再来看看菲利普·弗兰克关于掷骰子的例子。其实它与子弹的射击一样，严格满足牛顿力学的规律。但在实际的条件下，当我们选取某些明显的参数作为初始条件时，我们只能通过统计方法对某一面朝上的几率进行预测，而不能通过消除初始条件中的离散来消除结果中的离散，从而作出准确的预测。但如果我们详细考察可能影响哪一面朝上的力学因素，我们将发现很多新的参数，例如手接触骰子的方式、骰子的密度分布、空气对于骰子的阻尼、骰子与桌面的弹性系数等等，这些众多的参数组成一组异常复杂的方程。理论上如果我们有能力准确地预知这些参数并能解这些方程，我们同样可以准确地预测骰子将会哪一面朝上。
这种情况相比我们以前的那些粗略的初始条件，我们说引入了一些隐变量。这些隐变量曾被归入“背景条件”中，认为对骰子运动的影响可以忽略。而现在我们发现，它们对骰子运动状态具有不可忽略的影响。它们的引入使我们对骰子的运动状态有了更精确的把握，使过去只能用统计方法进行处理的事物，也可用因果性规律进行描述。
寻找隐变量一直是突破量子力学现有框架、达到因果性描述的一条可行的道路，虽然向这个方向的努力在理论与实践上都遇到了很多困难，但科学家们从未放弃这种努力。其实，即使这条路走不通，也不能证明现有的几率描述就是最终的，物理学家们也还会采用别的方法追求量子力学的完备性。
诚如路易·德布罗意（L.De Broglie）在为D.玻姆《现代物理学中的因果性与机遇》一书写的序言中总结的那样：“量子物理学无权认为它的现有概念已是最后确定的了，它不能阻止研究工作者去想象比起已经研究过的实在领域更为深刻的实在领域。”[1](序言P5) 科学总是不断地向未知领域推进，昨天还是未知的东西，今天已成为已知；昨天知之不祥的东西，今天知之更切。将未知变为已知，将偶然的领域纳入必然的王国正是自然科学的根本目标。