导读科学能否回答道德问题

李淼中科院理论物理所研究员

一、自由意志与决定论

我们的意志是自由的吗？也就是说，我们的行为和做出如何行动的决定是听命于我们自己，还是事先被设定好的？

这是在西方宗教和哲学中存在了两千年并被不断争论了两千年的终极问题之一，到了20世纪末，这个问题也进入了科学领域。也许，在不远的将来，科学将对这个问题做出终极裁判。

但是眼下，不论是哲学家还是科学家以及普通人，不得不做出“主观”的选择，相信自由意志或认为自由意志并不存在。具有讽刺意味的是，不论你相信还是不相信自由意志的存在，相信存在的人必然做出“你相信与否都与你自己无关，你不过是冥冥之中那个决定的承载者”的结论。我这么说，自然会引起专家的反驳，因为否定自由意志存在的人的个人观点因人而异，他们并不一定是所谓的决定论者。

我们下面再认真定义一下何谓意志，何谓自由意志。在做出这个定义之前，有必要提一下决定论和非决定论。在物理学中，所谓决定论，是凡事都有因，在莱布尼茨的哲学中，即充足理由律。用在物理事件上，每一个物理事件都是由上一个物理事件或上一串物理事件决定的；用在判断上，就是凡是正确的判断都有一个充分的理由。

当然，我们知道，莱布尼茨的充足理由律在微观物理世界不成立，量子力学告诉我们，任何一个事件的出现只是偶然的，只遵守量子力学的某种概率规律。例如，此刻打在我眼睛中的一个锥状细胞上的一个光子完全是偶然的，首先，这个光子来自某个物体的辐射，这个物体是否辐射它由概率决定；其次，我的锥状细胞是否记录它也是由概率决定。

那么，现代人为何还相信决定论？因为多数人认为，在宏观层次上，决定论还是成立的。的确，物理学家虽然发现了一些宏观量子现象，但肯定多数宏观现象是决定论的。只是，物理学家和神经学家在大脑的运作机制上发生了分歧，到现在为止，没有人能够肯定大脑的“运行”过程都是经典物理过程。

这样，哲学家兼文学批评家史卓森将观点（或人群）分成九类，视其在决定论和自由意志两个问题上的立场而定：

我们看到，前四类对两个问题都有立场，后五类不是对决定论是否为真存疑就是对自由意志存疑，第九类最犹豫不定，对两个问题都存疑。

第一类是强决定论者，我想中国大陆的很多理工科生是强决定论者。

第二类叫自由意志主义者，或自由意志论者，我本人目前的立场就是，这些人的观点和第一类完全相反。

第三类人常常叫作相容论者，因为他们既相信决定论又相信一定程度的自由意志，这也并不奇怪，因为外部世界是决定论的，我们的决定也会受到外部世界的影响，当然外部世界不是全部，我们有所谓的“主观能动性”。而史卓森本人属于第七类，他完全排除自由意志的存在。

不相容论者的范围比较大，覆盖了除了3、5、8之外的所有各类。

二、自由意志与哲学及伦理

那么，什么是意志？英文对应的词是will，这个词，中文解释是，决定达到某种目的而产生的心理状态。我们现在谈的是个人的意志，不涉及群体。will这个词的英文解释是，某个故意行动的原因，这是哲学上的定义，与中文类似。在心理学中，与will相似的一个词是volition，定义是决定做一件事的认知过程。在认知科学中，随着我们对大脑过程认识的加深，will的定义也将会发生变化。

自由在英文里是free，这里free与“随机”不同，只是没有约束的意思。free和will放在一起，构成自由意志，却不是随机决定的意思。随机其实也是不自由的。举例来说，在物理过程中，典型的随机过程是布朗运动，液体中悬浮的花粉在无数看不见的分子撞击下做无规行走，这明显不是花粉的自由意志。其实，仔细分析，布朗运动的无规行走看上去无规，假如你知道了所有分子的行为，原则上你还是能够解释的。所以，随机有时也是不自由的。

自由意志，在我的理解，是大脑中自发的那一部分，但这自发的理由并不随机，看上去有道理。比如我现在决定去读书，如果是由我的自由意志决定的，那么它一点儿也不违背常理，但如果我现在决定去撞墙，就有点不理性了，除非我有去撞墙的理由——例如对某事表示愤慨。

希腊哲学没有大张旗鼓地讨论自由意志，甚至没有自由意志这个概念，但苏格拉底的道德论已经涉及人类行为的善，以及人类对行善的支配权。到了晚期希腊哲学，斯多亚派认为人在宇宙面前没有自由，只有服从。伊壁鸠鲁派则持截然相反的看法，认为偶然性导致人的自由意志，人有选择权。这是自由意志问题最早涉及人类如何面对自己的善恶问题。

到了基督教，自由意志问题就成了根本问题之一。从《圣经》看，上帝虽然创造了人，但他也给予人自由，后来夏娃和亚当就是出于自由，受到恶魔的引诱吃了智慧树上的果子。弥尔顿写的《失乐园》中详细描写了天使的背叛，也就是说，上帝虽然全知全能，但他也赋予了天使做出自己决定的自由，这就导致了神学哲学中的魔鬼难题：既然上帝创造了魔鬼，魔鬼是恶的，上帝为什么要创造？为什么最后还要惩罚魔鬼？这是自由意志问题的另一个表述：如果上帝给予魔鬼和人以自由意志，为什么不让自由意志的使用为好目的服务？这和上帝的全能是否矛盾？

在基督教中，奥古斯丁主张人有自由意志，他认为如果将恶归结于人类与生俱来的本性，则为犯罪找到开脱的借口。他用新柏拉图主义的理论来为基督教的教义背书，上帝是至善的，但作为上帝创造物的人类不是至善的，所以就有了恶，既然恶是人类自由意志的产物，那么惩恶扬善，就是值得弘扬的了，从而也是正义的。到了托马斯·阿奎那（13世纪），他认为自由意志是存在的。15世纪到16世纪的马丁·路德是决定论者，也就是说他不相信自由意志是存在的。这和圣经有矛盾，《圣经》中，上帝虽然创造了人，同时全知全能，但赋予了人自由意志，所以人要为自己的行为负责。

哈里斯在本书中列举了一些具体的例子，说明犯下至恶罪行的人在小时候可能遭遇到虐待，或者，在大脑或基因中早已种下了种子，所以我们不能将犯罪本身完全归咎于罪犯本人。他的雄辩有一定道理，但我们不能将这些例子当作人类没有自由意志的理由。冲动有时固然不可克制，冲动有时可能因为早就种下恶因，但不能说我们就失去了控制冲动的理由，更不能由此推论我们的一切行为都是外因导致的，甚至极端地说我们的行为在宇宙大爆炸之初就被决定了。

三、自由意志与物理学

这就将我们引导到自由意志与物理学的关系问题上。

前面已经谈到，在微观物理世界中，由非决定论主导。早在20世纪，海森堡通过对原子的研究告诉我们，我们无法预测电子在下一时刻的位置，同样，我们也无法预测任何基本粒子在下一时刻的行为，这种不可能预测性是根本的。表面上看，这是自然界对人类非常不友好的举动，但是，正是由于基本粒子的不可预测性，我们的世界才是稳定的，否则原子在极短的时间内就会消失。

以爱因斯坦为代表的部分物理学家不愿意放弃经典决定论，他们认为，表面上的不可预测性只说明量子论是不完备的理论。可是从20世纪60年代开始，物理学家们通过实验揭示，量子论是完备的，不存在遵从决定论的更加完备的理论。也就是说，从根本上看，我们的世界是非决定论的。

多数认知科学家和神经科学家并不认为大脑的认知过程涉及非决定论的量子过程，例如，神经元之间传递信号以及保存信号看上去是电过程。有少数神经科学家例外，他们会像数学物理学家罗杰·彭罗斯那样相信大脑神经元运行机制在根本上利用了量子效应。彭罗斯走得最远，他认为大脑的关键过程甚至与时空的量子力学有关。

我们也许不会像彭罗斯那样走得太远，但至少要考虑研究认知过程是否涉及量子效应，这就要求我们设计完全不同于过往的实验，而不仅仅是测量大脑的电信号。

有趣的是，20世纪80年代，心理学家本杰明·利贝特（Benjamin Libet）做了一些认知实验，发现人在感知决定和行动之前，已经有了潜在的大脑活动，也就是说，决定的做出应该没有被直接感知。这导致心理学界对自由意志问题的讨论。一方认为，未被感知的决定其实就是决定论的，不是人的自由选择；另一方认为，未被感知的大脑过程和被感知的过程不应该被划分为完全不同的性质，未被感知的过程，例如发生在右半脑的过程，未必不是人的自由选择。这里，我将“人的自由选择”定义为大脑的自主决定，这个决定不能由更早的大脑和周边状态推断出来。

2006年，两位懂得量子论的数学家，西蒙·柯晨（Simon Kochen）和约翰·康威（John Conway）证明了一个令人惊讶的定理。定理的陈述涉及自由意志，所以这两位数学家将这个定理称为自由意志定理，这个定理原则上是量子力学的一个定理。这里，我不打算用严格的数学语言来陈述这条定理，只稍微解释一下定理的含义。

我们知道，人是通过实验来了解这个世界的，即使你不是科学家，你也是通过观察来了解世界的。我们说太阳每天都会升起，是因为我们过去每天都看到太阳升起了。太阳每天升起是一个规律，在更深的层次上，这个规律是牛顿力学和万有引力的推论。在宏观世界中，我们看到的都是这种决定论的规律。

在微观世界中，我们说过，我们无法预测电子在下一时刻的行为。比如我们用荧光屏来测量电子的位置，量子力学只能告诉我们电子在荧光屏上位置的可能分布。那么，在测量的那一刻，电子是否自己决定要在哪个位置出现？柯晨和康威告诉我们，如果测量电子位置这个决定是我们的自由意志决定的，那么，电子在哪个位置出现也不是电子过去的历史甚至整个宇宙过去的历史决定的，而是电子“随意决定”的，电子在“做决定”之前，由于并不知道你要测量它的位置还是速度，还是别的什么，它只能“临时做出决定”。

自由意志定理是一个十分反直觉的定理，从根本上否定了笛卡尔的二元论。笛卡尔的二元论认为，外部世界是决定论的，而人可以自主，是非决定论的。柯晨和康威证明了，人和外部世界要么都是非决定论的，要么都是决定论的。这条定理当然不能证明人有自由意志。

四、无自由意志导致的悖论

如果人从一出生就失去了自由，完全听从别人的指令，我们当然会认为他很可怜，简直比奴隶还可怜。

同理，如果我们深思一下，人如果没有自由意志，一切如同强决定论者或行为心理学派认为的那样，只是事先被设定的，无论他犯罪或做好事，我们都觉得与他本身无关，是不是也很可怜？

本书作者哈里斯的主要观点是，即使我们知道我们是不自由的，但我们有自由的幻觉，于是就将幻觉当作真自由，同时，对那些不由自主犯下罪行的人，我们要考虑到他们不由自主的处境。哈里斯的信念在逻辑上是可能的。

当然，目前我还是自由意志论者，所以我不会觉得自己可怜，更不会觉得下面的一些悖论会困扰我。（但这不妨碍我认为人的行为有部分受先天和环境影响的成分。）

一个最简单的悖论是懒惰者悖论。

假设小明是一个强决定论者，认为与他有关的一切都已决定不可更改了，他就会遇到如下的两难处境。小明第二天要考数学了，他知道，他的考分已经是板上钉钉，不可更改了。他又觉得，如果晚上复习一下，他会考得更好，也许能及格，如果不复习，他肯定不及格。那么，他到底是复习还是不复习？如果考分是事先决定了的，岂不是复习不复习都一样？但是，从直觉上看，复习和不复习的结果当然会不一样，那么，复习或不复习是不是也是事先设定好的？这是懒惰者悖论，很绕人。

一个更加绕人的悖论是纽科姆提出来的，1969年由另一个人在一篇哲学文章中分析并发表。为了帮助我们记住这个悖论，我们将它改名为“两个盒子的悖论”。

假设有一个全知者，给你两个盒子，A和B。A是透明的盒子，里面装有1000美元，B不透明，可能是空的，也可能装有100万美元。现在，你来参加这个游戏。游戏要求你选择只拿那个不透明的B盒子，或两个盒子都拿。

全知者根据你的行动决定是否在B盒子里放100万美元。如果你只拿B盒子，那么就在里面放100万美元，如果你两个盒子都拿，就不在B盒子里放任何钱。

如果你是决定论者，认为全知者已经知道了，你一定拿B盒子，因为他会在里面放100万美元。如果你两个都拿，你只能得到A盒子里那看得到的1000美元。

如果你是自由意志论者，你会这么推理：“全知者以为他自己知道了，如果他推测我只拿B盒子，就在里面放了100万美元，如果他推测我两个都拿，就不在B盒子里放钱。反正他已经决定了，并且不能改变自己的决定，我只拿B盒子要么什么也没有要么是100万美元，但如果我两个都拿，要么是A盒子里的1000美元，要么是1000加100万美元，反正比只拿B盒子多了100万美元。”

大家就这两种不同的选择争论得没完没了，因为确实每一种选择都有道理。相信宿命论的总有100万美元好拿，不相信的觉得自己总会多拿了1000美元。

奇怪的是，不相信宿命论的人却相信因果律，既然决定已经做了，哪怕是全知者做的，他也不能改变了。相信宿命论的，认为全知者连你的行为也预测了，你只好选择最好的结果。

发表纽科姆悖论的诺齐克说，奇怪的不是每一个人都有确定的选择，奇怪的是做出不同选择的人居然是一样多的。

站在宿命论即一切都被事先设定好的立场上看，我们怎么解释这个悖论？如果我只拿B盒子，我当然应该得到100万美元，因为全知者设计了我只拿B盒子。这个有趣的悖论告诉我们，全知者自己并没有选择，他不能让B盒子空着，因为他知道参加游戏的人不傻。

五、事情并没有完

我们不可能仅仅靠哲学思考和设计悖论来解决自由意志是否存在的问题，也不可能仅仅靠几个简单的对大脑电信号的测量来解决这个问题。同样，仅仅靠量子力学的非决定论我们也推不出自由意志。

自由意志是否存在的问题与人类大脑如何工作的密切相关，这个问题会驱动我们更加深入地研究认知科学以及意识问题。我们每一个人在稍稍思考了自由意志问题之后都会被带入天人交战的处境，自然是我们改变不了的条件，包括整个宇宙的历史，宇宙大爆炸，我们的父母将我们生下来，这个社会在我们发育和受教育的过程中给我们提供的帮助以及没有给我们提供的便利，而人是我们自己。