田松 | 梦想与创造的自然法则——读普利高津新著《确定性的终结》|163

▲田松教授

作者田松（本号主编，北京师范大学哲学学院教授）
责编许嘉芩刘愈

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谁能保证太阳在明天早晨会依然升起？对于确定性寻求首先是人类的心理需要。中国古代就有一位杞人因为不知道天会不会塌下来而寝食不安，如一位现代歌星反复哼唱，明天你是否依然爱我，直到从一个半吊子知识分子那里获得了一个确定性的安慰才算放下心来。他的同辈及后人只笑话他杞人忧天，却忽视了他追寻确定性的心理需要。倘若无此需要，不知道西方科学还能不能发展起来。原始人为了获得太阳照常升起这类事件的确定性，不知道想了多少“伪科学”的办法，诸如祈祷、祭祀、牺牲之类。学过现代天文的现代人可以确定性地说：地球在公转的同时，又绕自轴旋转。只要太阳和引力不突然消失，不但太阳每日东升西落，春夏秋冬也会如期而至。这就是科学给人的自信。获得了物质世界确定性的科学是人类理性值得自傲的成果，然而，科学同时让人尴尬。人类也是物质世界的一部分。我们可以确定性地知道，一块石头扔出去之后，必然沿一条抛物线轨迹落在一个可以预先算出来的一个确定位置，一个人在跳起来之后，与一块石头也毫无二致，哪怕落脚点突然出现一个粪坑他也只能眼睁睁地掉进去，看起来还好象是他自己跳进去的似的。最可怕的是，人的大脑同样由物质构成，如果也遵循确定性的科学定律，一个人就根本不必、不能也无法为自己的行动负责。在文革中打老师的学生用不着找借口说是中了林彪四人帮的毒，他只要说：他大脑中分子原子的运动已经决定了他必然要有此类行为，所以他也没有办法，就如他没有办法让自己不落入粪坑。物质世界的确定性与人的自由意志的矛盾在西方已经讨论了许多年，甚至可以上溯到古希腊。普利高津称之为伊壁鸠鲁的两难推理。普利高津说：“我们受益于古希腊人的两个理念，第一，是自然的‘可理解性’，第二，是建立在人的自由、创造性和责任感前提之上的民主思想。只要科学仍然将自然描述为一架自动机，这两个理念就是相互矛盾的。这正是我们要着手克服的矛盾。”

对于确定性的反抗从前只是哲学的事，而科学则如勤劳的渔夫，打捞一条又一条确定性的鱼。科学的网眼越造越密。然而科网恢恢，疏而有漏。上个世纪末，数学出现了确定性的丧失；本世纪初，量子力学引入了概率；世纪中叶，非线性物理学等混沌诸学科兴起。科学自身开始走向确定性的反面。根据混沌学说，从前的科学讨论的只是用线性方程可解的问题。线性方程描述的世界简单、规则、平衡、稳定，具有决定性的确定性，时间可逆，既可推断未来，也可回溯过去。而非线性描述的世界则充满了随机、偶然、不确定、不可逆、不稳定，在远离平衡态的地方出现了许多复杂的线性世界里无法想象的秩序。在现实世界中，能够用线性方程解决的问题与非线性相比只占无穷小的比例。引力定律只在处理二体问题时才是线性的，实际的太阳系则是混沌的。因而明天太阳是否能照常升起仍然是一个没有彻底解决的问题。科学之网只捞出了确定性的鱼，而鱼只是混沌海洋极小极小的一部分。关于科学从线性向混沌的转变，近十年来出版的中译本已有不少。因研究耗散结构而获得诺贝尔化学奖的普利高津在他的前几部著作《从存在到演化》、《从混沌到有序》和《探索复杂性》中也有精彩的论述。在这部《确定性的终结》中，普利高津把从前的思想又向前推进了一步。提出了一些在根本问题上与其他当代大科学家如霍金等人相左的观点。这些观点的革命性是无疑的。

普利高津认为时间并非如爱因斯坦所说只是一种错觉，每个人都将体会到衰老，在真实的历史中生存的人必处于不可逆的时间之中。未把不可逆包含于其中的物理学必定不是完备的物理学。同时，在不可逆的世界里，决定论的确定性也是不可能的。“概率不再是我们无知所造成的一种心态，而是自然法则的结果”，如柏格森所说“时间证明，自然界存在不确定性”。普利高津宣称，“我们现在能够把概率包括在物理学基本定律的表述之中”，如此，“牛顿确定论就破产了；未来不再由过去所决定，过去与未来之间的对称性被打破了。”由此观之，引入了概率的量子力学便存在一个矛盾。一方面，薛定谔方程仍然如牛顿方程般时间可逆；另一方面，又有与不可逆性和波函数的坍缩相联系的测量过程。普利高津用热力学的统计描述代替牛顿力学的轨道描述和量子力学的波函数描述，他认为，如此可将不可逆性和概率引入物理学的基本定律，从而消解量子力学的自身矛盾，使之获得一个新的既是统计的又是实在论的阐释。此时，“基本量不再是对应于概率幅的波函数，而是概率本身。”由此延伸，普利高津认为：大爆炸可以认为是我们这个宇宙从远离平衡态的“元宇宙”中创生出来的不可逆过程，因而“时间先于存在”。

从青年时期，普利高津就有一个梦想：“献身于解决时间之谜来求得科学与哲学的统一。”这个梦想结果也许就是“确定性的终结”。如本书的副标题所说，这是一个“新自然法则”。此时，“人类的创造力和创新性可以被视为在物理学或化学中存在的自然法则的放大”。

▲（《确定性的终结——时间、混沌与新自然法则》普利高津著，湛敏译。上海科技教育出版社，“哲人石丛书”之一，1998年12月第一版）

北京稻香园

1999年1月20日

[本文发表于《中华读书报》1999年1月27日第16版,收入在《堂吉诃德的长矛》。转载请联系原作者取得授权并注明出处。]