??

? ? ?天涯君：到底宇宙是個什么樣的東西傻粘？我們小時候會問，宇宙是有邊還是無邊的帮掉，長大了很多人就不會問了弦悉。但還是有很多人會去想這些問題。我以前看一些書蟆炊，發(fā)現(xiàn)人擇原理很有趣稽莉。可惜中文資料中涩搓，關(guān)于人擇原理的論述極少污秆，而且很多也是機(jī)器從外文資料翻譯過來的的，讀起來很拗口昧甘，我因此做了一些梳理和語序的調(diào)整良拼。同時我也查閱了一些英文資料，把它整合編譯在這里充边。斜體就是我自己寫的庸推，其余來自相關(guān)資料。部分可能是第一次被翻譯成中文浇冰。由于比較繁雜贬媒，這里就不一一注明引用來源。在此肘习，向他們表示謝意际乘。

? ? 人擇原理看上去荒謬，但的確也有一些鼎鼎大名的物理學(xué)家包括諾貝爾獎獲得者也在很嚴(yán)肅的討論這個東西漂佩〔焙“黑洞之父”惠勒就是一個支持者罪塔。

當(dāng)代人對宇宙有這樣一些猜想：

荒謬（孤獨(dú)）的宇宙:我們的宇宙碰巧就是這樣。

（天涯君:存在即合理器赞，沒有原因垢袱。萬物之間的很多關(guān)系其實(shí)也是關(guān)聯(lián)關(guān)系，不是因果關(guān)系港柜。我們?yōu)槭裁匆欢ㄒ穼€因果呢？因果論明顯受線性思維和決定論思維的影響咳榜。）

獨(dú)特的宇宙:在物理學(xué)中有一個深層的內(nèi)在統(tǒng)一夏醉，這使得宇宙成為了它的樣子。一些關(guān)于萬物的理論將解釋為什么宇宙的各種特征必須有我們所看到的精確的值涌韩。

多元宇宙:多重宇宙存在畔柔，有所有可能的特征組合，我們不可避免地發(fā)現(xiàn)自己在一個允許我們存在的宇宙中臣樱。

智能設(shè)計(jì):造物主設(shè)計(jì)宇宙的目的,是為了支持復(fù)雜性和智能的出現(xiàn)靶擦。

生命原則:有一個潛在的原則約束著宇宙向生命和思想進(jìn)化。

自我解釋的宇宙:一個封閉的解釋或因果循環(huán):“也許只有具有意識能力的宇宙才能存在”雇毫。這是惠勒的參與性人擇原理(PAP)玄捕。

模擬宇宙:我們生活在虛擬現(xiàn)實(shí)模擬世界里。

（天涯君：“缸中之腦”的翻版棚放。不過《宇宙的琴弦》枚粘、《隱藏的現(xiàn)實(shí)》的作者，者飘蚯，著名物理學(xué)家格林說宇宙本來就是以最節(jié)省能量和信息量的方式存在的馍迄，能夠以比現(xiàn)有宇宙還節(jié)約信息能量的方式來模擬它嗎？如果不能局骤，模擬它有何意義攀圈？）

宇宙自然選擇模型：也被稱為“多產(chǎn)的宇宙”，它提出宇宙有“后代”，如果它們與我們的宇宙相似赔嚎，它們就會更豐富馍资。就如同生命的演化一樣。李?斯莫林(Lee Smolin)提出的撕捍，該理論假設(shè)宇宙通過創(chuàng)造黑洞而有“子子孫孫”，其子子孫孫的宇宙具有物理常數(shù)的值泣洞，這取決于母體宇宙的值忧风。

（天涯君：上面這幾個關(guān)于宇宙的材料，在人擇原理的中文資料里很少見球凰，由本人從英文資料翻譯過來狮腿。）

? ? ? ??

? ? ? 人擇宇宙學(xué)原理（簡稱人擇原理）由鮑羅和泰伯拉提出腿宰。這條原理很復(fù)雜，但簡而言之：正是人類的存在缘厢，才能解釋我們這個宇宙的種種特性吃度，包括各個基本自然常數(shù)。因?yàn)橛钪嫒舨皇沁@個樣子贴硫，就不會有我們這樣的智慧生命來談?wù)撍?span>宇宙為了使我們能存在來思考它椿每，它就必須要使自己變得能讓我們生存。（天涯君：人擇原理并不是民哲英遭，民科提出來的挖诸，是嚴(yán)肅的物理學(xué)家提出來的。）

? ? ? ? 事實(shí)上，進(jìn)化生物學(xué)家阿爾弗雷德羅素華萊士早在1904年就預(yù)言了類似的原理：“像我們所知道的那樣一個巨大而復(fù)雜的宇宙，可能是必需的。為了創(chuàng)造這樣的一個世界玲销，其應(yīng)該精確地適應(yīng)每一個細(xì)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)人類的有序發(fā)展”瘩绒。 ? ? 1957年，羅伯特迪克寫道：“現(xiàn)在宇宙的時代不是隨機(jī)的阳堕，而是由生物因素決定的。”物理基本常數(shù)的值的變化將使人無法考慮這個問題（天涯君：為什么基本常數(shù)的值的變化使人無法考慮這個問題？因?yàn)榛境?shù)值的變化换途，導(dǎo)致宇宙可能形成不了人類。也就沒人來考慮這個問題）肾档。

? ? ? “眾所周知姑宽，我們在這個宇宙中的存在依賴于無數(shù)的宇宙常數(shù)和參數(shù)炮车，它們的數(shù)值必須落在非常窄的數(shù)值范圍內(nèi)。如果連一個瘦穆，哪怕是輕微的參數(shù)有改變，人類（問題是扛或，智能生命必須是碳基生命嗎？）也就不存在了派昧。如此多的參數(shù)是偶然地排列在一起嗎？這種可能性很小五慈。這使得一些科學(xué)家和哲學(xué)家們提出了一個建議：是上帝為我們的特殊需要提供了一個特殊的工程泻拦。

? ? ? ? 這就是人擇原理：宇宙似乎是為我們的存在而進(jìn)行調(diào)整的。例如,考慮質(zhì)子忽媒。質(zhì)子是帶正電的亞原子粒子（和中子一起）形成了原子核的原子核（圍繞著負(fù)電荷的電子軌道）争拐。無論是出于天意還是偶然的運(yùn)氣（取決于你的觀點(diǎn)），質(zhì)子的大小剛好是電子的1836倍晦雨。如果它們稍微大一點(diǎn)或者小一點(diǎn)架曹，我們就不存在了（因?yàn)樵硬荒苄纬晌覀冃枰姆肿樱Ｄ敲促|(zhì)子是如何比電子大1836倍呢闹瞧？為什么不是100倍或者10萬倍呢绑雄？為什么不更小呢?在所有可能的變量中，質(zhì)子是如何最終形成合適的大小的奥邮？是運(yùn)氣還是創(chuàng)造万牺？或者質(zhì)子攜帶的正電荷和帶負(fù)電荷的電子是一樣的？如果質(zhì)子沒有平衡電子洽腺，反之亦然脚粟，我們就不存在了。它們的大小沒有可比性已脓，但它們是完全平衡的珊楼。難道大自然只是偶然發(fā)現(xiàn)了這樣一種幸運(yùn)的關(guān)系，還是上帝因?yàn)槲覀兊木壒识鴽Q定了它度液？這里有一些例子厕宗，說明人擇原理是如何直接影響我們星球的宜居性的

? ? ? 水的獨(dú)特性質(zhì)：每一個已知的生命形式都依賴于水。值得慶幸的是堕担，與人類已知的其他物質(zhì)不同已慢，水的固體形態(tài)（冰）密度比液體的密度要小。這就導(dǎo)致了冰的漂浮霹购。如果冰沒有漂浮佑惠，我們的星球?qū)?jīng)歷失控的冰凍。水的其他重要特性包括其表面張力、內(nèi)聚性膜楷、黏性和其他熱學(xué)性質(zhì)旭咽。

? ? ?地球的大氣層： 如果有太多的氣體構(gòu)成了我們的大氣層，那么我們的星球?qū)馐苁Э氐臏厥倚?yīng)赌厅。另一方面穷绵，如果沒有足夠的氣體，這個星球上的生命將會被宇宙射線摧毀特愿。地球的反射率或反照率（反射的光的總量與所吸收的總光量相比）仲墨。如果地球的反射率比現(xiàn)在大得多，我們就會經(jīng)歷失控的嚴(yán)寒揍障。如果它比它小得多目养，我們就會經(jīng)歷一場失控的溫室效應(yīng)。

? ? 地球磁場：如果它更弱毒嫡，我們的星球?qū)挥钪嫔渚€摧毀癌蚁。如果它更強(qiáng)大，我們將會被嚴(yán)重的電磁風(fēng)暴摧毀兜畸。

? ?地球在太陽系中的位置：如果我們離太陽遠(yuǎn)一點(diǎn)匈勋，我們星球的水就會結(jié)冰。如果我們離得更近膳叨，它就會沸騰。這只是眾多例子中的一個痘系，說明我們在太陽系中的特殊地位如何允許地球上存在生命菲嘴。

? ? 我們的太陽系在銀河系中的位置：再一次，有很多這樣的例子汰翠。例如龄坪，如果我們的太陽系離銀河系中心太近，或者在它螺旋臂的邊緣复唤，或者太靠近任何一群恒星健田，我們的星球?qū)挥钪嫔渚€摧毀。我們的太陽如果更紅佛纫，或者更藍(lán)妓局，光合作用將會受到阻礙。光合作用是一種自然的生化過程呈宇，對地球上的生命至關(guān)重要好爬。上面的例子絕不是詳盡的。它只是眾多因素中的一個小樣本甥啄。這些因素必須是合適的存炮，才能讓生命存在于地球上。我們很幸運(yùn)地生活在一個享有特權(quán)的太陽系中的特權(quán)星球上，在一個享有特權(quán)的宇宙中享有特權(quán)的星系上穆桂。

? ? 現(xiàn)在的問題是宫盔，有這么多的宇宙常數(shù)和宇宙參數(shù)定義了我們的宇宙，這么多可能的變量享完，它們是如何在我們生存所需的極窄的范圍內(nèi)發(fā)生的呢灼芭？流行的觀點(diǎn)是，我們要么是純粹的偶然性驼侠，要么是通過有目的的智能設(shè)計(jì)姿鸿。 ? ? ? ?

? ? ?持“偶然性觀點(diǎn)'”的人尋求通過一種假設(shè)，來試圖淡化其中運(yùn)氣的因素倒源。這種假設(shè)說：我們的宇宙只是眾多被稱為多元宇宙的宇宙中的一個苛预，這給了大自然更多的機(jī)會去做正確的事情，This gives nature many more chances to “get it right,” bringing the odds against its success down significantly笋熬。這給了大自然更多的機(jī)會去做正確的事情热某，從而大大降低了它的成功幾率。

? ??在無數(shù)無生命的宇宙中胳螟，一個或多個必要的變量不能落在生命所需的特定值范圍之內(nèi)昔馋。我們的想法是，大自然最終會把它做對糖耸，而且顯然是這樣做的秘遏，因?yàn)槲覀兊拇嬖诰褪亲C據(jù)（或者爭論中所說的）。我們是幸運(yùn)的嘉竟，我們的宇宙偶然發(fā)現(xiàn)了宇宙價值的正確組合邦危。人擇原理通常被認(rèn)為是作為數(shù)學(xué)假設(shè)的多元宇宙的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。

? ? ? 想象一下無數(shù)的無生命的宇宙舍扰，其中一個或多個必要的變量不能落在生命所需的特定價值范圍之內(nèi)倦蚪。智慧設(shè)計(jì)論者將人擇原理作為進(jìn)一步的證據(jù)來支持他們的論點(diǎn)，即生命是由一個卓越的策劃者策劃的边苹。生物系統(tǒng)不僅具有設(shè)計(jì)的特征（DNA的信息內(nèi)容陵且、指定的復(fù)雜性、不可約的復(fù)雜性等）个束，而且支持和提供生命環(huán)境的宇宙似乎被設(shè)計(jì)成達(dá)到這一目的的手段慕购。”

（天涯君：打引號的這段材料來自國外某個類似于知乎的網(wǎng)站播急，由天涯君進(jìn)行翻譯脓钾。可以看得出來這段材料有個預(yù)設(shè)桩警，就是把生命預(yù)設(shè)為碳基生命可训。實(shí)際上生命不一定是碳基，但我們現(xiàn)在看到的地球上的生命都是碳基。）

?弱人擇猜想

? ? ?人之所以存在并且能觀測宇宙握截，是因?yàn)橛钪娌⒉痪哂型耆骄男再|(zhì)飞崖，按照 Carter 的說法（弱人擇原理），“我們必須準(zhǔn)備好接受這樣一個事實(shí)谨胞，那就是我們在宇宙中所處的位置必然是經(jīng)過選擇的固歪，正是因?yàn)檫@一位置的特殊性才讓我們能夠成為宇宙的觀察者”。在 Carter 的論文中胯努，他將“位置”解釋為我們在時間和空間雙重意義下的位置牢裳。認(rèn)為人們生存在眾多個宇宙演化模型中一個，假如我們不是身處當(dāng)前這模型叶沛，即宇宙會以不同方式演化蒲讯，我們也不會在這里。

? ? ?? ?（天涯君：也許宇宙的存在也如同生命一樣物競天擇灰署，也在演化中判帮，有部分就演化出了智能生命。）

? ? ? ? 物理學(xué)常數(shù)溉箕，它們偏愛那些應(yīng)該存在使碳基生命得以進(jìn)化的地域晦墙，而且以及宇宙應(yīng)該足夠年老，以便能夠?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)肴茄。

（天涯君：宇宙的年齡要長到足夠智能生命的出現(xiàn)晌畅。）

? ? ? ?為什么？憑什么寡痰？

? ? ? ?各種物理學(xué)常數(shù)踩麦？首先都是智能生命在研究測量。比如說氓癌，某個宇宙沒有演化出智能生命，那所謂光速還有其他物理學(xué)定律贫橙，物理學(xué)常數(shù)都是沒有意義的贪婉。Why? ?智能生命都沒出現(xiàn)，哪來的物理學(xué)卢肃？有誰去測量這些常數(shù)疲迂？

? ? ? ?你又會問：“智能生命不存在，并不代表這些自然常數(shù)不存在澳妗尤蒿？”拜托，自然常數(shù)正是你們這些吃抱著撐著的智能生命才發(fā)明的概念 幅垮，好不好腰池。

? ? 我們所有的自然常數(shù)，之所以是這個數(shù)值，有可能為了更大概率保證類似于人類這種智能生命的誕生示弓。而只有智能生命的誕生讳侨，才會去定義、測量這些自然常數(shù)奏属。

? ? ?你也可以說跨跨，這樣子太武斷了吧。宇宙想怎么演化就怎么演化囱皿，憑什么要為人類這種卑微的生命而存在勇婴。是的，宇宙有可能是演化成另外一個樣子嘱腥。但是耕渴，演化成另外一個樣子，我們就不會在這討論“人擇原理對不對”爹橱？宇宙已經(jīng)演化出了人類適宜的環(huán)境萨螺。）

? ? ? Carter 的理論在提出后不斷受到質(zhì)疑，但在學(xué)術(shù)界和其他領(lǐng)域也有大量的支持者愧驱。例如有人認(rèn)為碳基生命的出現(xiàn)并不是偶然的慰技，而是物理常數(shù)作用的必然結(jié)果。而這些宇宙常數(shù)又恰好是被精心“設(shè)計(jì)”的组砚，使得碳基生命以及人類這樣的智慧生物能夠最終出現(xiàn)并且試圖探索宇宙的奧妙吻商。持這種觀點(diǎn)的人認(rèn)為如果一些常見的物理常數(shù)與現(xiàn)在的值有微小的差別的話，人類乃至碳基生命都不可能存在糟红。

? ? ? ? 我們觀測到的宇宙中的很多宇宙常數(shù)是至關(guān)重要的艾帐，他的任何一點(diǎn)變化都會使得宇宙的面貌發(fā)生完全的改變，從而不會有現(xiàn)在這個形式的宇宙盆偿，更加不會有智慧生命思考“宇宙為什么是這個樣子”的問題柒爸。

? ? ? 但是從另一個角度講，我們很容易理解如果這個宇宙可以在一百幾十億年前形成事扭，那么就很可能有更多的宇宙在“不同時候”形成捎稚，帶有不同的宇宙常數(shù)，產(chǎn)生不同的結(jié)果求橄。因而今野，人擇原理也可以理解為在非常非常多的宇宙中，有一個的宇宙常數(shù)恰好在能產(chǎn)生智慧生命的那個小范圍內(nèi)罐农，它誕生后過了一百幾十億年条霜，終于有個“弱智生物群體”中的智者提出了一個偉大的問題：“這個宇宙為什么會是這個樣子” 。

? ? ?在卡特最初的定義中涵亏，弱人擇原理僅僅涉及到確定的“宇宙學(xué)”參數(shù)宰睡，即我們在宇宙中空間和時間上的位置蒲凶，而沒有牽涉到后來屬于強(qiáng)人擇原理的基本物理常數(shù)的值。他同樣也只是提到“觀測者”而不是“碳基生命”夹厌。不過這些模棱兩可的話豹爹，卻是導(dǎo)致無休止的對于各種版本人擇原理誤解的原因。智慧設(shè)計(jì)論的支持者聲稱得到了強(qiáng)人擇原理的理論支持矛纹。

? ? ?一方面臂聋，多宇宙理論或稱為多選擇宇宙理論的存在，是基于另一些理由或南，而弱人擇原理提供了一個貌似正確的理由孩等，來解釋我們宇宙的良好秩序。如果存在可以支持智慧生命存在的宇宙采够，實(shí)際上這種宇宙也必定存在肄方，而我們的宇宙無疑也是其中之一。不過有些進(jìn)化論的支持者也聲稱得到了人擇原理的理論支持蹬癌，例如Ikeda及Jefferys就認(rèn)為人擇原理是表面上支持智慧設(shè)計(jì)論权她，實(shí)際上卻否定了智慧設(shè)計(jì)論。

? ?

?強(qiáng)人擇猜想

? ? ??宇宙必須具備某些性質(zhì),這些性質(zhì)允許生命在宇宙的某個歷史階段得以存在.

? ? ? ?（天涯君：?憑什么逝薪？這是典型的決定論的想法隅要。如果贊同強(qiáng)人擇原理的話，可能要贊同有一個上帝董济。當(dāng)然步清，排除上帝的存在，也可能宇宙在物競天擇的演化虏肾，不能產(chǎn)生出觀測者的宇宙就消失了廓啊。宇宙不能產(chǎn)生出觀測者來觀測它，她的存在有何意義封豪？當(dāng)然谴轮，怎樣定義觀測者，這是一個問題吹埠、

? ? ?它暗示著宇宙的目的是產(chǎn)生智慧生命书聚，設(shè)定自然法則和基本物理常數(shù)，是為了確保我們所知道的生命會出現(xiàn)和進(jìn)化藻雌。）

? ? ?終極人擇猜想

? ? ? 提普勒提出了Omega點(diǎn)宇宙論作為假設(shè)，同時仍然聲稱他的這些分析是建立在已知的物理定律上的斩个。

? ? ? ?Omega點(diǎn)是一個術(shù)語胯杭，它用來描述遙遠(yuǎn)的未來宇宙的狀態(tài)，他認(rèn)為這是已知的物理定律所要求的受啥。根據(jù)這一宇宙論做个，即智能生命接管了宇宙中的所有物質(zhì)鸽心，并最終迫使它崩潰。在那次坍塌中居暖，宇宙的計(jì)算能力發(fā)散到無窮大顽频，而隨著宇宙達(dá)到一個孤立點(diǎn)的宇宙奇點(diǎn)，計(jì)算能力被模擬的環(huán)境持續(xù)了無限的時間太闺。這個奇點(diǎn)是提普勒的Omega點(diǎn)糯景。隨著計(jì)算資源的逐漸分化，蒂普勒指出省骂，未來的社會將能夠通過模仿宇宙大爆炸時所產(chǎn)生的其他宇宙來復(fù)活死者（天涯君：能量量需要太大了吧蟀淮，估計(jì)只能是一個空想。感覺很偽科學(xué)钞澳。）怠惶。他看來，歐米加點(diǎn)具有上帝的所有屬性轧粟，大多數(shù)傳統(tǒng)宗教都宣稱擁有上帝的屬性策治。（天涯君：這個Omega點(diǎn)的理論的材料暫時在中文的資料中沒見過，由本人從英文資料中翻譯過來的兰吟。若非必須通惫，勿增實(shí)體，為什么一定要假定上帝的存在揽祥？）

? ? 他和合著者約翰.巴羅在1986年出版的著作《人擇宇宙原理》中讽膏，定義了“最終的人擇原理”（FAP），作為對人擇原理的概括：智能信息處理必須在宇宙中存在拄丰，一旦它存在府树，就永遠(yuǎn)不會消亡。宇宙及其賴以存在的基本常數(shù)必然保證在某一階段會出現(xiàn)能夠觀察它的物種料按。

? ? 包含智慧的信息處理過程一定會在宇宙中出現(xiàn)奄侠，而且，它一旦出現(xiàn)就不會滅亡载矿；

? ? ? ? 為了讓宇宙在邏輯上存在垄潮，它必須包含觀察者;否則，說宇宙是否存在或不存在闷盔，在邏輯上是沒有意義的弯洗。顯然我們的宇宙存在。如果我們宇宙中的最后一個觀察者死了逢勾，沒有更多的觀察者牡整，那么宇宙將不復(fù)存在（天涯君：“我思故我在的另外一個版本”？）溺拱。它與物理定律不一致逃贝，因?yàn)橛钪嬉Ｖ勾嬖?因此谣辞，必須有一個“歐米加點(diǎn)”，它能永遠(yuǎn)維持生命沐扳。

? ?（天涯君：提普勒是美國數(shù)學(xué)物理學(xué)家和宇宙學(xué)家泥从，在杜蘭大學(xué)的數(shù)學(xué)和物理系中擔(dān)任聯(lián)合職務(wù)，正兒八經(jīng)麻省理工畢業(yè)的沪摄。不過George Ellis認(rèn)為他的理論很大程度上是偽科學(xué)躯嫉。約翰.巴羅是劍橋大學(xué)的物理學(xué)教授。）

? ? ?完全荒謬人擇猜想

? ? ? ? 生命將會掌握所有的物質(zhì)和力量卓起，不止在一個宇宙和敬，而是在所有邏輯上可能存在的宇宙；生命將會傳播到邏輯上可能存在的所有宇宙的每一個角落戏阅，而且將會儲有所有邏輯上可能被理解的昼弟、無限的知識；

（天涯君：這是某個業(yè)余物理學(xué)家為了嘲笑人擇原理奕筐，捏造出來的舱痘。）

其他:

? ? ? 普林斯頓大學(xué)的康韋和寇辰教授在2006年提出了自由意志定理，被學(xué)界看作是結(jié)合了寇辰和史拜克早前的工作與貝爾不等式思路的產(chǎn)物离赫“攀牛康韋和寇辰于2009年發(fā)表了一個改進(jìn)和加強(qiáng)了的版本，即：如果人類擁有自由意志渊胸，則基本粒子也有旬盯。康韋等對自由意志的定義翎猛，主要指兩層含義：(1)能在不同的可能性之中做出選擇胖翰；(2)這個選擇不能由過去發(fā)生過的一切歷史所決定。即切厘，即使掌握了整個宇宙過去所有的一切信息萨咳，也無法對該選擇作出準(zhǔn)確預(yù)測。

? ? ?其實(shí)看人擇原理的提出就會發(fā)現(xiàn)疫稿，人擇原理有可能就是基于進(jìn)化論的觀點(diǎn)培他。進(jìn)化論是現(xiàn)代生物學(xué)的基礎(chǔ)，包括霍金遗座、溫伯格等世界最頂級的科學(xué)家都宣布支持進(jìn)化論舀凛。根據(jù)上面的分析，宇宙不僅必然會出現(xiàn)能夠感應(yīng)光量子的智慧生命（人擇原理）途蒋，甚至智慧生命的自由意志本源在于量子的自由意志猛遍，是它們決定了智慧生命對外部環(huán)境具有熵減作用。

? ? ? 當(dāng)然這些量子不是游離于生命之外的，而是生命體內(nèi)的螃壤，這一點(diǎn)很重要，非常重要筋帖。這一點(diǎn)決定了宗教理論最好遠(yuǎn)離人擇原理奸晴。

（天涯君：見附錄二）

部分反對意見：

? ? ? 1、生命的化學(xué)本質(zhì)是碳的化合物嗎日麸？目前的人擇原理特別是弱人擇原理假設(shè)生命就是碳基生物寄啼，但實(shí)際上允許碳基生物進(jìn)化的物理常數(shù)的界限也比預(yù)想的要少了很多限制？

? ? ? ?人類進(jìn)化是為了適應(yīng)當(dāng)前的宇宙代箭、宇宙常數(shù)和所有的一切墩划，而不是宇宙適應(yīng)人類，那就是說是因?yàn)槲覀冞m應(yīng)了宇宙嗡综，宇宙卻不是專門為了適應(yīng)我們的乙帮。強(qiáng)人擇原理的批評者認(rèn)為它既不是可試驗(yàn)的也不是可證偽的。巴羅和蒂普勒（1986）認(rèn)為雖然最終人擇原理是一個站得住腳的物理學(xué)觀點(diǎn)极景，它也還是“和道德價值非常接近”察净。霍金認(rèn)為我們所處的宇宙并不如人擇原理的擁護(hù)者所說得這般“特別”盼樟。他認(rèn)為有98%的可能氢卡，一個宇宙大爆炸會產(chǎn)生同我們一樣的宇宙。然而晨缴，諸如霍金所使用的這些方程式是否能得出這樣的結(jié)論译秦？而且什么樣的宇宙可被稱為是“和我們一樣”，這些問題在科學(xué)上都是重要的击碗。

? ? 霍金的波函數(shù)陳述了宇宙在與比它先出現(xiàn)的事物沒有聯(lián)系的情況下是如何形成的筑悴，也就是說，它是怎樣從零產(chǎn)生的延都。然而雷猪，從2004年起，這個理論就在不斷地被爭論晰房，而且求摇，正如霍金在1988年所寫的，“是什么打破了這種平衡從而創(chuàng)造了一個宇宙去解釋它們殊者？……為什么宇宙要不遺余力地去打擾現(xiàn)有的東西与境？”“從無到有”是形而上學(xué)的一個根本問題。

2猖吴、對巴羅和泰普勒斯SAP（強(qiáng)人擇原理）的批評人士聲稱摔刁，它既不是可測試的，也不是可證偽的海蔽，因此不是一種科學(xué)的陳述共屈，而是一種哲學(xué)上的陳述勉吻。同樣的批評也針對多元宇宙的假設(shè)。這種批評的一個修正版本是且警，我們對生命的出現(xiàn)橘荠，尤其是智慧生命的理解如此之少，以至于我們實(shí)際上不可能計(jì)算出每個宇宙中觀察者的數(shù)量矾削。另外壤玫，作為基本常數(shù)的函數(shù)的先驗(yàn)分布很容易被修改以得到任何想要的結(jié)果。許多批評集中在強(qiáng)烈的人擇原理的版本上哼凯，如巴羅和提普勒的人擇宇宙原理欲间，它們是目的論的概念，傾向于將生命的存在描述為可觀測的物理常數(shù)的必要前提断部。但實(shí)際上上大量的證據(jù)也表明猎贴，生物通過自然選擇進(jìn)行了微調(diào)，以適應(yīng)生命存在的物理和地球物理環(huán)境家坎。生命似乎已經(jīng)適應(yīng)了宇宙嘱能，而不是相反。

附錄一:

《宇宙學(xué)新疆域》（FRONTIERS OF UNIVERSE）

[美]艾薩克．阿西莫夫　著

卞毓麟 何妙甘瑁　譯

為何事物如現(xiàn)在那樣

（注：本文中的“人類學(xué)原理”惹骂，“強(qiáng)人類學(xué)原理”和“弱人類學(xué)原理”，一般翻譯為“人擇原理”做瞪，“強(qiáng)人擇原理”和“弱人擇原理”对粪。）

? ? ? 1988年11月，科學(xué)家們就一直討論多年的論題——人類學(xué)的原理装蓬，召開了一次極有權(quán)威的科學(xué)會議著拭。

? ? “ 人類學(xué)的”（Anthropic）一詞源于希臘語，意思是“與人有關(guān)的”牍帚。人類學(xué)原理試圖強(qiáng)調(diào)人類儡遮，作為目擊者，對宇宙的真正存在來說是必需的暗赶。

? ? ?也許看來它的反面是正確的鄙币。我們是在一顆普通恒星的一個小的行星上，而這顆恒星湮沒于包含了幾千億顆恒星的一個星系里蹂随，還有另外的恒星在其他1000億個星系里十嘿。為什么如此無法想象的龐大的一個宇宙居然僅為我們而存在？

? ? ? 答案則是宇宙越小岳锁，它膨脹然后收縮而絕滅所需的時間就越少绩衷。對我們來說，為了取得進(jìn)化時間，宇宙必須像它現(xiàn)在那樣大咳燕。

? ? 此外勿决，自然規(guī)律使得原子能夠形成。假如這些規(guī)律稍有不同招盲，原子便不可能形成剥险。而且，大爆炸以后有過的經(jīng)歷似乎使恒星和星系得以形成宪肖。稍有差異原本就會使它們的形成變?yōu)椴豢赡堋Ｒ皇窃咏∨馈⒑阈呛托窍祫偤媚苄纬傻脑捒厍敲次覀冏约壕筒豢赡苄纬伞?/span>

? ? ?甚至說到地球，地球軌道或太陽質(zhì)量的略微變化便會使地球無法居住娜遵。即使它能居住蜕衡，其物質(zhì)的組成和化學(xué)性質(zhì)的微小改變——例如，假如水變成冰時并不膨脹设拟，或者假如碳原子不能彼此鉤連在一起的話——將會使生命成為不可能慨仿。

? ? ?量子理論也使得我們好像是必不可少的。根據(jù)量子理論纳胧，在有些情況下镰吆，我們實(shí)際上只有直到觀測到電子時才可能辨別它在做什么。當(dāng)沒有觀測到電子時跑慕，即使理論上也不可能推斷它在做什么万皿。某些科學(xué)家認(rèn)為這意味著如果沒有目擊者，宇宙便不會存在核行。

? ? ? 按照這個理論牢硅，宇宙必須有目擊者，而且自始至終必須有目擊者芝雪。但另一方面减余，直到宇宙150億歲時，最早的人類才進(jìn)化惩系∥徊恚恐龍?jiān)匈Y格當(dāng)目擊者嗎？直到宇宙 100億歲時蛆挫，地球本身才形成赃承。這是否意味著在其他行星上有別的形式的生命曾作見證？否則它是否意味著宇宙是上帝僅僅為了人類的利益而創(chuàng)造的悴侵？而且那個上帝從頭到尾是宇宙永恒的監(jiān)護(hù)人嗎瞧剖？根據(jù)“強(qiáng)人類學(xué)原理”，這個假定似乎是必然的。

? ? ?然而抓于，大多數(shù)科學(xué)家更喜歡“弱人類學(xué)原理”做粤。為了理解其意義是什么，請你考慮一下這個問題：為何你的耳朵就具有它們現(xiàn)在所有的形狀和位置捉撮？答案也許是使得眼鏡能配戴在耳朵上怕品。假如那樣的話，耳朵必須存在且必須在它們現(xiàn)在的地方巾遭，而這正是眼鏡的存在所決定的肉康。

? ? ?但它是從相反方向來理解的。眼鏡被設(shè)計(jì)來適合耳朵灼舍，而不是反過來吼和。假如耳朵長在別的地方或根本就不存在的話，那么就會以不同的樣式設(shè)計(jì)眼鏡骑素。

同樣情況炫乓，有可能存在無限多的宇宙，每個宇宙具有一組不同的自然規(guī)律献丑∧┑罚或許這無限多的宇宙中，除了一個之外创橄，其余的宇宙所具有的自然規(guī)律都不容許生命存在箩做。而僅有一個宇宙里，其自然規(guī)律確實(shí)考慮到了生命的存在妥畏。

這一個宇宙就應(yīng)是我們的宇宙卒茬，而我們就在其中經(jīng)歷了進(jìn)化，然后對這個宇宙顯得多么恰好地適合于我們感到驚異咖熟。但這實(shí)在與我們毫無關(guān)系圃酵。我們發(fā)覺我們的宇宙的完美僅僅因?yàn)樗俏ㄒ坏奈覀兡茉谄渲猩娴挠钪妗６喟脞晒埽谄渌纳ㄈ缥覀兯模┎豢赡艽嬖诘挠钪胬锕停瑒e的種類的生命或別的類型的無法想象的現(xiàn)象也許會盛行。而且這些生命或現(xiàn)象中的每一種确沸，若具有驚奇的能力的話捌锭，便會驚奇為何它們的宇宙顯得如此適合于它們。

? ? ? 我們怎樣能斷定這種弱人類學(xué)原理是否正確呢罗捎？畢竟观谦，我們自己的宇宙是我們所能觀測的唯一一個宇宙。一位意大利科學(xué)家E·W·賽阿默（E. W. Sciama）曾提出一個建議桨菜。

? ? 要是有無數(shù)個宇宙的話豁状，那么可能有許多宇宙足夠接近完美而容許我們這種生命生存捉偏。我們的宇宙應(yīng)只是它們中的一個，且它也許不是最臻于完美的泻红。

要是我們更多地了解我們的宇宙夭禽，要是我們能作比至今已作的更精密的測量，我們能比現(xiàn)在更多地認(rèn)識到生命及其需求谊路，我們會知道我們的宇宙并不是十分完美的讹躯。我們甚至可借助修正這個自然規(guī)律的精確形式或那個常數(shù)的精確值，設(shè)法設(shè)計(jì)（在腦海里）一個比我們的宇宙更合適的宇宙缠劝。

附錄二：

《量子力學(xué)中的自由意志定理》

（天涯君：這篇文章的技術(shù)細(xì)節(jié)比較難懂潮梯，看不懂就算了，我沒看懂惨恭，不一樣的享受人生酷麦。看不懂的就看下美女吧喉恋。你們既然進(jìn)我了的公眾號，就不能讓你們空手而歸母廷。）

（天涯君：給女士們也準(zhǔn)備了帥哥一枚）

唐先一

作者簡介：唐先一轻黑，中國科學(xué)院自然與社會交叉科學(xué)研究中心客座學(xué)者；

……

二琴昆、自由意志定理簡介

康韋等的自由意志定理最初發(fā)表于2006年氓鄙，被學(xué)界看作是結(jié)合了寇辰和史拜克(Ernst Specker)早前的工作與貝爾不等式思路的產(chǎn)物。⑦在一些學(xué)者的質(zhì)疑之下业舍，⑧康韋和寇辰于2009年發(fā)表了一個改進(jìn)和加強(qiáng)了的版本抖拦。下文所介紹的，即此2009年的版本——自由意志定理(Strong Free Will Theorem)舷暮。

通過反證法态罪，自由意志定理證明了如下事實(shí)：如果人類擁有自由意志，則基本粒子也有下面。其中康韋等對自由意志的定義复颈，主要指兩層含義：(1)能在不同的可能性之中做出選擇；(2)該選擇不能由過去發(fā)生過的一切歷史所決定沥割。即耗啦，即使掌握了整個宇宙過去所有的一切信息，也無法對該選擇作出準(zhǔn)確預(yù)測机杜。

定理預(yù)設(shè)人類具有自由意志帜讲，其中當(dāng)然包含了：實(shí)驗(yàn)者可以自由地選擇在哪個方向上測量粒子的自旋。在此基石之上椒拗，定理的證明還需要三條基本公理：SPIN似将、TWIN和MIN获黔。依次介紹如下：

SPIN：對一個自旋1粒子，依次在空間三個彼此垂直的方向上測量其自旋的平方玩郊，總是得到兩個1肢执，一個0，按某種順序译红。(該公理是量子力學(xué)的嚴(yán)格推論预茄。)

TWIN：兩個自旋1粒子可以建立起這樣的關(guān)聯(lián)，使得當(dāng)它們在相同方向上被測量自旋平方時侦厚，總是給出相同的1或0的結(jié)果耻陕。這樣兩個粒子叫做“twinned”。進(jìn)一步地刨沦，若實(shí)驗(yàn)者A對粒子a依次在三個彼此垂直方向x诗宣、y、z上測量自旋平方想诅，而實(shí)驗(yàn)者B對粒子b在w方向上測量自旋平方召庞，且恰好w與x、y来破、z中的一個方向相同篮灼，則實(shí)驗(yàn)者B測得結(jié)果將與該方向上A測得的結(jié)果一致。(twinned即量子糾纏徘禁，只要兩個粒子建立了量子糾纏诅诱，此公理即可由量子力學(xué)嚴(yán)格導(dǎo)出。)

MIN：當(dāng)實(shí)驗(yàn)者A和B處于類空間隔之中送朱，分別進(jìn)行測量實(shí)驗(yàn)時娘荡，實(shí)驗(yàn)者B可以憑其自由意志自由地從33個候選方向中選擇一個w方向，來測量粒子b的自旋平方驶沼，而該選擇不會對粒子a產(chǎn)生任何影響炮沐；同樣地，實(shí)驗(yàn)者A也可以完全自由地從33個候選方向中選取三個彼此垂直的方向x回怜、y央拖、z(共40種不同的選取可能)來測量粒子a，且此選取也不會影響到粒子b鹉戚。(此即定域性條件：處于類空間隔中的事件彼此不能影響鲜戒。由相對論和因果的時序性嚴(yán)格保證。)

在有了這三條公理之后抹凳，給出定理的嚴(yán)格證明之前遏餐，還需要介紹一個數(shù)學(xué)上的事實(shí)——寇辰—史拜克佯謬：⑨在如下圖所示的空間33個方向上，若給每個方向上都安排一個0或1的數(shù)值赢底，則不可能存在這樣一種安排失都，使得任意三個彼此垂直的方向上柏蘑，都恰被安排有兩個1和一個0。

圖1(a)粹庞，寇辰—史拜克佯謬中所選取的空間的33個方向(引自康韋等的論文咳焚，2009)

圖1(b)，寇辰—史拜克佯謬中所選取的空間的33個方向(引自康韋等的論文庞溜，2009)

于是革半，以反證法來證明自由意志定理：假設(shè)待測的自旋1粒子沒有自由意志，即其行為服從決定論流码。那么又官，在每次測量即將開始之前，其測量結(jié)果就已經(jīng)可以預(yù)先確定÷裕現(xiàn)在六敬，由于實(shí)驗(yàn)者B具有自由意志，可以在33個方向中任意選擇驾荣，這樣粒子b必須面對所有33種可能外构，任意一個方向w的測量，它都必須有一個0或1的結(jié)果播掷。這樣审编，一個決定論的粒子就必須有一個“萬全的腳本”，即叮趴，其測量結(jié)果是之前整個宇宙的歷史和w的函數(shù)，記之為β=β(H0权烧，w)眯亦，完全可以預(yù)先確定。其中H0代表整個宇宙之前的完備信息般码，w可在33個方向中選一妻率，β只能等于0或1。

現(xiàn)在再來看實(shí)驗(yàn)者A和粒子a板祝，當(dāng)A進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時宫静，他知道對粒子b的實(shí)驗(yàn)也正在類空間隔中進(jìn)行，但由于身處類空間隔之中券时，他既無從知道實(shí)驗(yàn)者B選擇了哪個方向孤里，也不知道粒子b的測量結(jié)果。但是橘洞，實(shí)驗(yàn)者A確定地知道：在33個方向中捌袜，每個都有可能是w，而對每一個可能的w炸枣，粒子b都會給出明確的測量結(jié)果β虏等。于是弄唧，可將之記為β(w)，也就是“萬全的腳本”霍衫，且β(w)=β(H0候引，w)，這就構(gòu)成了一個分布于33種可能的w上的函數(shù)敦跌。由于公理TWIN澄干，實(shí)驗(yàn)者A知道，當(dāng)他進(jìn)行測量時峰髓，將在任意方向得到和B完全相同的結(jié)果傻寂，即他的測量結(jié)果也將必須符合函數(shù)β(w)。而另一方面携兵，實(shí)驗(yàn)者A擁有自由意志疾掰，他是可以任意選擇三個彼此垂直的方向進(jìn)行測量的，由公理SPIN徐紧，三個測量結(jié)果必定是兩個1静檬，一個0。這樣并级，函數(shù)β(w)就必須滿足這樣的性質(zhì)：在任意三個彼此垂直的方向上拂檩，函數(shù)β(w)給出的值為兩個1，一個0嘲碧。然而稻励，寇辰—史拜克佯謬已經(jīng)證明，這樣的函數(shù)β(w)是不存在的愈涩，故導(dǎo)出了矛盾!所以粒子必須具有自由意志望抽。

回顧自由意志定理的整個邏輯鏈條，可見其為：

人有自由意志+SPIN+TWIN+MIN+決定論的粒子→矛盾

正如康韋等在其論文中所述：SPIN履婉、TWIN煤篙、MIN三條公理告訴了我們，自旋1粒子面對三個彼此垂直方向上自旋平方的測量時毁腿，其反應(yīng)必須是自由的辑奈。

自由意志定理在貝爾不等式工作的基礎(chǔ)上更進(jìn)了一步。因?yàn)樵诮Y(jié)果上已烤，貝爾不等式只是否定了所有定域性的隱參量理論鸠窗；而自由意志定理，在承認(rèn)人類自由意志的前提下胯究，否定了所有決定論性地描述粒子行為的理論塌鸯。在前提假設(shè)上，貝爾不等式需要隱參量的靜態(tài)系綜條件唐片；而自由意志定理要求的SPIN丙猬、TWIN涨颜、MIN三公理更普適，也更弱茧球，可以說并不直接依賴量子力學(xué)庭瑰。⑩實(shí)驗(yàn)上，貝爾不等式需要較苛刻的實(shí)驗(yàn)條件抢埋，(11)而自由意志定理只需一個假想實(shí)驗(yàn)弹灭。

三、學(xué)界對自由意志定理的反饋

自由意志定理的發(fā)表引起了學(xué)界熱烈的反響揪垄。其中當(dāng)然有眾多支持的聲音穷吮，如施特勞曼(Norbert Straumann)對自由意志定理的另一證明進(jìn)路；(12)阿倫茨(Felix Arends)等人的工作饥努，認(rèn)為康韋等的證明可以進(jìn)一步簡化捡鱼，33個自由選擇的測量方向可減少至18個。(13)也有學(xué)者討論了自由意志定理進(jìn)一步的應(yīng)用和影響酷愧，其中科爾貝克(Colbeck)的工作可能對量子論有著相當(dāng)?shù)囊饬x驾诈。(14)

當(dāng)然，也有反對的觀點(diǎn)溶浴。例如乍迄，梅農(nóng)(Menon)撰文指出，(15)自由意志定理能論證粒子的非決定性意義不大士败，此結(jié)論早已暗含于其兩條前提假設(shè)中：其一闯两，由粒子構(gòu)成的人是非決定性的；其二谅将，TWIN實(shí)為量子力學(xué)的嚴(yán)格推論漾狼，而量子力學(xué)所描述的粒子當(dāng)然是非決定性的。梅農(nóng)進(jìn)一步提出懷疑：既然SPIN戏自、TWIN邦投、MIN加決定論的粒子導(dǎo)出了矛盾伤锚，可能不是粒子有自由意志擅笔，而是MIN有問題，即因果時序性可能并不嚴(yán)格成立!(即未來可以影響過去屯援，但其并未就之展開猛们。)

戈?duì)柎奶?Goldstein)等則認(rèn)為，(16)因?yàn)槎ɡ淼那疤嶂邪ㄓ蛐詶l件狞洋，其當(dāng)然能證明量子力學(xué)與決定論矛盾弯淘，這是貝爾不等式已經(jīng)完成的工作，毫無新意吉懊。

另一種反對來自霍爾(Hall)和巴雷特(Barrett)庐橙，(17)就如同TWIN所展示的假勿，粒子a、b的選擇具有極強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性(總是相同)态鳖。而如果身處類空間隔中的實(shí)驗(yàn)者A转培、B在“自由”選擇方向x、y浆竭、z浸须、w時，其選擇因某種原因(例如參加同一研究項(xiàng)目邦泄，受過相同培訓(xùn)等)而具有一定的關(guān)聯(lián)性删窒，則定理的推導(dǎo)將失效。于是顺囊，實(shí)驗(yàn)者測量選擇間的關(guān)聯(lián)性能否被排除成了一個關(guān)鍵性問題肌索。隨后，2012年包蓝，科爾貝克等在《自然》上發(fā)表論文證明：只要兩名實(shí)驗(yàn)者的選擇有一定程度的彼此獨(dú)立驶社，則此獨(dú)立性可通過技術(shù)過程被放大，達(dá)到完全的隨機(jī)而擯除所有的關(guān)聯(lián)性测萎。(18)自由意志定理被挽救了亡电。

最嚴(yán)峻的反對觀點(diǎn)是：自由意志定理所證明的只是非決定性(indeterministic)，而不是自由意志(free will)硅瞧。如梅拉利(Merali)和莫德琳(Maudlin)等所述：粒子非決定性的行為份乒，充其量只是一種隨機(jī)性(randomness)的體現(xiàn)，既不能被稱為自由意志腕唧，也不清楚如何能以之來構(gòu)建出人類的自由意志或辖；粒子的行為是自由的，但沒有體現(xiàn)出意志枣接。(19)關(guān)于這個爭論颂暇，目前的文獻(xiàn)沒能很好地給出解決方案，本文第六節(jié)中將就此做進(jìn)一步解決但惶。

就這一點(diǎn)耳鸯，康韋和寇辰其實(shí)也提出了反駁，(20)他們認(rèn)為自由意志定理所揭示的不可能是隨機(jī)性膀曾。因?yàn)樗械碾S機(jī)性都可以從一個事先制備的隨機(jī)數(shù)列當(dāng)中來依次提取县爬，從而獲得實(shí)現(xiàn)。但自由意志定理證明了所有的選擇必須是新鮮的添谊，不可能是事先預(yù)存的财喳，因此不是隨機(jī)性。然而，這個說法耳高，康韋等其實(shí)是收窄了隨機(jī)性的概念范圍扎瓶，即認(rèn)為“新鮮的隨機(jī)”不是隨機(jī)。但事實(shí)可能并非如此泌枪，因?yàn)榱Ｗ拥倪@種量子不確定性恰恰是量子信息技術(shù)中的一個重要隨機(jī)源栗弟。(21)盡管如此，康韋等據(jù)此進(jìn)一步地聲稱：自由意志定理不僅排除了決定論性的理論工闺，也排除了所有隨機(jī)過程演化類的理論乍赫。此類理論的進(jìn)路是在原先決定論性的力學(xué)方程中添入隨機(jī)性，使之能夠給出與實(shí)驗(yàn)相符的統(tǒng)計(jì)預(yù)測陆蟆，從而成為量子力學(xué)的替代理論雷厂，典型例子是GRW模型。

圖莫爾卡(Roderich Tumulka)等GRW模型的支持者隨即做出反擊叠殷，(22)認(rèn)為事先制備的隨機(jī)數(shù)列這一提法不妥改鲫，這等同于抹殺了GRW可以擁有“新鮮的隨機(jī)”。但同時林束，圖莫爾卡也承認(rèn)在GRW模型中像棘，類空間隔里的新鮮隨機(jī)之間存在相互影響，從而使得該理論中壶冒，在A處的新鮮隨機(jī)結(jié)果缕题，在某些慣性參照系中看來，將勢必逆時間之流胖腾，影響在B處的過去發(fā)生的隨機(jī)結(jié)果烟零。但其認(rèn)為這種對因果時序性的破壞是可以接受的。持相同觀點(diǎn)的還有吉鑫(Gisin)咸作，(23)其建議將GRW理論中的隨機(jī)分作兩個層次：理論預(yù)言的隨機(jī)分布函數(shù)(probablity distribution)和隨機(jī)結(jié)果真實(shí)發(fā)生(realization)锨阿。雖然后者如康韋所言會破壞嚴(yán)格的因果時序，但前者不會记罚。故而GRW理論仍然在可以接受之范疇墅诡。

四、自由意志定理的意義

首先桐智，自由意志定理非常清晰地證明：基本粒子的行為是非決定論的末早。它們在被測量時的行為，即便人們擁有整個宇宙之前的所有信息酵使，也無法精確預(yù)測荐吉。這對試圖尋找決定論性的力學(xué)理論焙糟，例如隱參量類理論口渔，無疑是巨大的否定。雖然穿撮，定理本身并不能否定決定論缺脉，因?yàn)槠淝疤峒僭O(shè)中已經(jīng)先行排除了決定論的可能痪欲，但是，定理給出了一條非常清晰而堅(jiān)固的邏輯鏈條攻礼，即只要實(shí)驗(yàn)者具有自由意志业踢，則基本粒子也有。而人具有自由意志礁扮，是難以反駁的知举，不然無異于承認(rèn)我們所有的研究工作，都是百億年前就已經(jīng)既定的——無疑是荒謬的太伊。

定理的這一意義其實(shí)宣告了：基本粒子也有自由雇锡，故而整個宇宙都有。宇宙的未來并不確定僚焦，由人類和其他所有物質(zhì)共同來描繪锰提。正如蘇亞雷斯(Suarez)的論文指出的，(24)這種不確定性芳悲，可能比量子力學(xué)本身更為基本立肘。如同牛頓力學(xué)所揭示的動量守恒定律，到了相對論中仍然成立名扛；也許有一天谅年，量子論被更先進(jìn)的理論取代，而物質(zhì)的自由意志肮韧、未來的不確定性將仍然存在踢故。

其次，自由意志定理為最終解釋我們?nèi)祟惖淖杂梢庵咎峁┝丝赡艿倪M(jìn)路惹苗。量子力學(xué)之前的牛頓力學(xué)殿较，是完全決定論的，整個宇宙如同精密的機(jī)械座鐘般運(yùn)轉(zhuǎn)著桩蓉。在這樣一個力學(xué)框架之內(nèi)淋纲，是不可能解釋人類的自由意志的。故而院究，如經(jīng)典物理學(xué)家們所信奉的洽瞬，力學(xué)是描述“死物”的；而如何描述人類意識則不在此框架之中业汰』锴裕可以說，該問題被回避了样漆，正如彭羅斯(Penrose)的書中指出的为障。(25)但如今，有了量子力學(xué)和自由意志定理，便提供了這樣一種空間和可能：物質(zhì)系統(tǒng)本身就是非決定性的鳍怨，可能做出全新的決策呻右。(26)康韋等人也說：人類的自由意志可被看作由基本粒子的自由意志組合而成。與他們的觀點(diǎn)遙相呼應(yīng)的是圣塔菲學(xué)院考夫曼教授(Kauffman)的觀點(diǎn)：大腦在接受外部信息之后鞋喇，可能做出若干種宏觀經(jīng)典的行為反應(yīng)声滥。而具體做出其中的一種反應(yīng)，對應(yīng)了一個量子波包坍縮的過程侦香；而決定了具體坍縮到哪一種反應(yīng)落塑，則是人的自由意志發(fā)生作用的結(jié)果。(27)

第三罐韩，定理的一個引申意義在于：揭示了量子力學(xué)可能是預(yù)測能力最好的理論芜赌。這其實(shí)并不是康韋他們的工作，而是科爾貝克等人基于自由意志定理所做的工作伴逸。(28)他們從數(shù)學(xué)上證明了缠沈，由于粒子具有自由意志，不可能存在另外的理論错蝴，能在統(tǒng)計(jì)意義上對粒子行為做出更加精準(zhǔn)的刻畫洲愤。而這是一條非常強(qiáng)的觀點(diǎn)，否定了所有試圖尋找比量子力學(xué)更精確理論的努力顷锰。這樣一來柬赐，原來只是實(shí)驗(yàn)上到目前為止都支持量子力學(xué)菇篡，現(xiàn)在就成了實(shí)驗(yàn)上支持預(yù)測能力上沒有比量子論更好的理論拔创。這既是對量子論的巨大肯定慎璧，也為粒子們的自由意志留下了不容侵犯的領(lǐng)地适揉。

第四，自由意志定理揭示了自由意志帶有某種非定域性的色彩欢揖。因?yàn)閺目淀f他們的假想實(shí)驗(yàn)中可以看出营罢，處于類空間隔中的兩個粒子翼虫，其各自做出自由選擇卻能彼此保持一致毁涉。這體現(xiàn)了量子關(guān)聯(lián)的非定域性沉帮。對于這種非定域性，一個最強(qiáng)的解讀來自吉鑫的文章贫堰，(29)他認(rèn)為自由意志既不能從過去的時間導(dǎo)出穆壕，又處于類空間隔，卻能保持一致其屏，這說明了自由意志具有“超越時空”的非定域性喇勋。這個結(jié)論可能偏強(qiáng)，因?yàn)槿糇屑?xì)查看量子理論和相關(guān)實(shí)驗(yàn)偎行，可以看出川背，一個簡潔平實(shí)的解讀是：介由量子糾纏贰拿，兩粒子間存在某種默契，而此默契是非定域性的渗常。故而，本文的提法是：自由意志帶有某種非定域性的色彩汗盘≈宓猓康韋等的定理中也提到了這一點(diǎn)，并抱以積極的態(tài)度菱阵，認(rèn)為正是這種非定域性踢俄，揭露了基本粒子亦有自由意志這一事實(shí)。

盡管自由意志定理有著堅(jiān)固的邏輯和重要的意義晴及，學(xué)界對之仍存疑問和爭議都办。一個重要的疑問是：人類的自由意志與粒子的非決定性行為，可說有本質(zhì)性的差別虑稼。若真如康韋和寇辰所說蛛倦，人的自由意志是由粒子的自由意志構(gòu)成的歌懒，那如何構(gòu)成?而一條重要的反駁則是：非決定論性，是否能等同于自由意志?尤其是考慮一個粒子的行為且改，更像是隨機(jī)性验烧，而隨機(jī)性怎能等同于自由意志呢?(30)下文將就此兩點(diǎn)，結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)又跛，來做一番探討噪窘。

五、從粒子到人

在宏觀低速的世界中效扫，大多數(shù)沒有生命的“死物”都不體現(xiàn)自由意志倔监，而服從決定論性的運(yùn)動規(guī)律。例如菌仁，集成電路中的大量電子浩习、不斷衰變的核燃料等。這是因?yàn)樵诤暧^層面济丘，粒子的自由意志為統(tǒng)計(jì)平均所掩蓋谱秽。

但在生物系統(tǒng)中洽蛀，情況可能并非如此。有研究顯示疟赊，基本粒子的不確定性郊供，可能導(dǎo)致生物化學(xué)反應(yīng)中的不確定性，并可能反而對生存競爭有利近哟。(31)亦有綜述論文概覽了基因的表達(dá)過程中存在著大量的內(nèi)稟的隨機(jī)性(32)——即便在基因序列驮审、環(huán)境因素全同的情況之下，并討論了其進(jìn)化論意義上的好處吉执。

黏菌群是由許多相似的黏菌細(xì)胞構(gòu)成的集合體疯淫。普林斯頓大學(xué)的邦納(Bonner)和格雷戈?duì)?Gregor)等發(fā)現(xiàn)，黏菌細(xì)胞之間通過釋放和接收一種化學(xué)物質(zhì)cAMP進(jìn)行溝通和交流戳玫，(33)由之組成菌團(tuán)熙掺，協(xié)調(diào)行動，移動覓食咕宿。悉尼大學(xué)的拉蒂(Latty)等币绩，對質(zhì)量為0.01克的黏菌群做了生物行為策略的研究，發(fā)現(xiàn)其能權(quán)衡環(huán)境因素與食物質(zhì)量府阀，并做出具有內(nèi)稟不確定性的決策类浪。(34)

梅耶(Maye)等人對果蠅的行為研究中，也發(fā)現(xiàn)了內(nèi)稟的不確定性肌似，并認(rèn)為他們的實(shí)驗(yàn)支持了果蠅具有自由意志费就。(35)大腦中的神經(jīng)細(xì)胞，其電脈沖行為也包含大量的自發(fā)性和不確定性川队。(36)鮑盧什考(Baluska)等學(xué)者發(fā)現(xiàn)力细，與大腦中神經(jīng)元的溝通決策相類似的過程和機(jī)制也存在于植物繁茂的根系之中。(37)高等動物的行為更是與人類接近固额，展現(xiàn)出不確定性和自由意志眠蚂。(38)最后，當(dāng)把研究的視線投向我們?nèi)祟悤r斗躏，大腦的行為決策也具有非常大的不確定性逝慧，個人的行為總是難以被精準(zhǔn)地預(yù)測。

由上述研究工作啄糙，我們可以大致地得出如下結(jié)論：

結(jié)論一：在生物系統(tǒng)中笛臣，粒子的不確定性并沒有完全被統(tǒng)計(jì)平均所掩蓋，而是能在宏觀行為中體現(xiàn)出來隧饼。

結(jié)論二：自由意志并不是人類所專有沈堡，從人到果蠅、植物燕雁、黏菌诞丽，自由意志體現(xiàn)出一個從復(fù)雜到簡單的漸變過程鲸拥。

這樣，結(jié)合自由意志定理所揭示的僧免，可以做出內(nèi)稟不確定選擇的粒子刑赶，使我們有理由相信：基本粒子也擁有某種極簡的自由意志。

結(jié)論三：知覺也并非人類專有懂衩，而是從人到黏菌都有撞叨，亦是從復(fù)雜到簡單的漸變。

粒子自由意志的選擇勃痴，可以被實(shí)驗(yàn)測得谒所。而“知覺”卻具有隱蔽性热康。我們有理由設(shè)問：粒子是否也具有極簡的知覺沛申，就如同萊布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz)所說的無機(jī)物有“微知覺”、動物有知覺姐军、人類有統(tǒng)覺铁材，是一個漸變過程?(39)

第四，就我們?nèi)祟惗赞刃浚覀凅w驗(yàn)到擁有一個“完整著觉、復(fù)雜、單一”的意識惊暴；同時饼丘，生物學(xué)明確無誤地告訴我們，人腦由大約100億個神經(jīng)元構(gòu)成辽话，其間由100萬億個神經(jīng)突觸進(jìn)行聯(lián)通肄鸽。如果我們認(rèn)定以上兩點(diǎn)都是事實(shí)，且后者是前者的物質(zhì)基礎(chǔ)和保障的話油啤，則可進(jìn)一步導(dǎo)出：一旦神經(jīng)元間的聯(lián)接被破壞典徘，我們精神體驗(yàn)的完整性和單一性將被破壞，取而代之的是“碎片的益咬、非單一的”體驗(yàn)逮诲。例如，一些癲癇病人在胼胝體切斷手術(shù)之后幽告，表現(xiàn)出似乎有兩個獨(dú)立的自我同時存在梅鹦。(40)

埃爾德里奇(Eldridge)的論文(41)詳細(xì)記載了一位稱作L.B.的病人，該人1952年出生冗锁，3歲開始發(fā)作癲癇帘瞭，1965年進(jìn)行胼胝體切斷手術(shù)，成為“裂腦人”蒿讥。盡管術(shù)后恢復(fù)很好蝶念，L.B.逐漸顯現(xiàn)出一個奇怪的后遺癥：左手不受控制抛腕。據(jù)稱，他感覺自己的左手有一個“wicked will of its own”媒殉。他的左手會自行去毆打朋友家的狗担敌，會阻止他用餐，會將門猛地關(guān)上來撞他廷蓉。而且他越試圖去控制全封，“the wilder it gets”，并會表現(xiàn)出更強(qiáng)的攻擊性桃犬。L.B.稱之為一場“battle of wills”刹悴。雷伊(Reay)等總結(jié)，(42)此左手就像一個L.B.不得不接受的惡魔攒暇，來作為治好癲癇的代價土匀。由L.B.的例子，我們已經(jīng)可以清晰地看出形用，其實(shí)“裂腦人”的神經(jīng)系統(tǒng)中就轧，存在著不止一個獨(dú)立意志。而從謝克特(Schechter)的論文中田度，(43)更是可以通過特殊設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)來揭示這一點(diǎn)妒御，從而使得人類意志是若干“agency”組合而成的觀點(diǎn)逐漸進(jìn)入了學(xué)界視野。

人類大腦中的一小片擁有數(shù)萬神經(jīng)細(xì)胞的區(qū)域镇饺，其生物特性則和黏菌其實(shí)極其相似——都是一群用化學(xué)或電信號相互溝通的同種細(xì)胞乎莉。如黏菌，這一小片區(qū)域也應(yīng)擁有其簡單的自由意志奸笤。若將其與周圍的神經(jīng)聯(lián)結(jié)破壞惋啃，則其必定將表現(xiàn)出獨(dú)立的自由意志。由之可得結(jié)論四：人類自由意志是一種拼裝組合的結(jié)果揭保，由大腦的更細(xì)微的結(jié)構(gòu)之簡單自由意志組合而來肥橙。這很類似幾個人做一項(xiàng)需要緊密配合的任務(wù)，隨著配合的熟練和專注秸侣，他們可能會感覺幾人構(gòu)成了一個整體存筏。而大腦的情況可能也是如此。

六味榛、隨機(jī)椭坚、還是自由意志?粒子有知覺嗎?

下面就非決定性能否等同于自由意志的爭論進(jìn)行探討。

在康韋等人的自由意志定理的理論框架中搏色，此二者是約同的善茎。因?yàn)樗麄冋J(rèn)為，能主動地在若干可能中選擇频轿，就必然體現(xiàn)了自由意志垂涯。學(xué)界對此的批評很尖銳烁焙，(44)如果用量子的隨機(jī)性來解釋人類的自由意志，則人類其實(shí)并不能真正控制自身的行為耕赘；我們只是從服從決定論的機(jī)器骄蝇，變成了隨機(jī)的機(jī)器〔俾猓考夫曼的文章也指出了這一點(diǎn)(45)：當(dāng)我們試圖用量子力學(xué)的隨機(jī)性來解釋自由意志時九火，會有這樣一個難題，即如何構(gòu)建一個真正的册招、可以擔(dān)負(fù)責(zé)任的自由意志(real and responsible free will)岔激；假設(shè)當(dāng)我走在街道上，這時是掰，我大腦中的一個放射性原子突然衰變了虑鼎，讓我產(chǎn)生了一個后續(xù)的行為來殺死了街邊的一個老人(這里隱喻薛定諤的貓)；沒錯冀惭，我是有自由意志的震叙，但殺死老人卻不是我的錯掀鹅，因?yàn)槟侵皇窃拥碾S機(jī)量子行為!可見散休，非決定性究竟是隨機(jī)(random)，還是自由意志(free will)是一個嚴(yán)肅的問題乐尊。如莫德琳和考夫曼指出戚丸，隨機(jī)的話，將不可控扔嵌、不對應(yīng)責(zé)任限府。

其實(shí)這個問題如果放到日常生活中，就非常好理解痢缎。精神病人殺人是免責(zé)的胁勺，而正常人殺人是要負(fù)刑事責(zé)任的，但若是不知情的情況下因?yàn)檫^失或疏忽的独旷，可部分免責(zé)署穗。(46)這里，精神病人的行為就類似隨機(jī)的嵌洼，而正常人的選擇是自由意志案疲。由之，可以清晰地看出：要達(dá)成“負(fù)責(zé)任的自由意志”(responsible free will)至少需要具備三個要素：知曉情況麻养、知曉后果和自主選擇褐啡。

經(jīng)由康韋等的自由意志定理，“自主選擇”這一要素即便基本粒子也可以擁有鳖昌，沒有問題备畦。而“知曉”的要素仍然缺失!知曉必是基于知覺的低飒，于是我們設(shè)問：基本粒子有“知覺”嗎?

首先可以斷言的是，若基本粒子有自由意志懂盐，則其必有知覺逸嘀。否則，它的“自主選擇”便只能是絕對盲目的允粤，淪為隨機(jī)崭倘，而根本談不上自由意志。因此擁有“知覺”是粒子具有自由意志的必要條件类垫。

其次司光，認(rèn)為基本粒子具有知覺，絕不是生硬的或是突兀的悉患，而是理據(jù)充足残家。一方面，從上文所述生物系統(tǒng)和腦科學(xué)研究實(shí)例可見售躁，如同自由意志可以逐層降解一樣坞淮，知覺亦是從人到黏菌都有，是從繁至簡的漸變陪捷；另一方面回窘，認(rèn)為粒子具有知覺的思想早在萊布尼茨的單子論中就已經(jīng)明確提出了：“不能因此就說，單純實(shí)體是沒有任何知覺的市袖，根據(jù)以上所說啡直，這是決不可能的……特殊狀態(tài)不是別的，就是它的知覺苍碟【泼伲”(47)“物質(zhì)的最小的部分中，也有一個隱德萊希微峰。(注：“隱德萊舷系ぃ”最早源于亞里士多德的《論靈魂》，指生物的本質(zhì)中非物質(zhì)的部分蜓肆，即靈魂颜凯。)”(48)“每個單子也都像靈魂一樣具有知覺和欲望≈⑿樱”(49)

康韋等揭示了粒子的“自主選擇”装获，這無疑從一個方面論證了粒子的自由意志。因?yàn)椤白灾鬟x擇”反映了一種能動性厉颤，說明了粒子具有某種活性或精神性穴豫。但是自上文可見，僅僅“自主選擇”是不夠的，自由意志需要“知覺”精肃。故此秤涩，筆者在此鄭重提出：

粒子既然能“自主選擇”，也必定具備“知覺能力”司抱，此二者共同構(gòu)成了粒子自由意志的基本涵義筐眷。

下面對粒子的知覺能力做清晰的定義和刻畫：

(1)知覺能力是粒子的一種內(nèi)稟能力。

(2)當(dāng)粒子面臨各種可能的選擇時习柠，例如放射性原子核是否衰變等匀谣，粒子可以知覺到這些可能選擇。該知覺是對粒子自身及與之發(fā)生相互作用的局部外界環(huán)境的一種表達(dá)和反映资溃。

(3)當(dāng)粒子做出自主選擇時武翎，其自由意志對該選擇不僅具有自主把握的能力，而且能知覺它選擇了諸可能性中的哪一個溶锭，而不是完全盲目的宝恶、無知的。

至此趴捅，我們可以對第四節(jié)結(jié)尾處的兩點(diǎn)質(zhì)疑和反駁作答：第一垫毙，人的自由意志是一種拼裝組合的結(jié)果，由大腦的更細(xì)微的結(jié)構(gòu)之簡單自由意志組合而來拱绑；而最終综芥，是由粒子的自由意志由簡至繁，極其精巧地組合而成欺栗。第二毫痕，若單是非決定性征峦，尚不足以構(gòu)成自由意志迟几；粒子的自由意志是由其知覺能力和自主選擇能力共同構(gòu)成的。

當(dāng)然栏笆，筆者引入知覺能力絕不僅僅限于替康韋等豐滿其自由意志之內(nèi)涵类腮。結(jié)合自主選擇與知覺能力，并將此二者與能量這一基本物理量緊密相連蛉加，本文作者已建立起一種新穎的科學(xué)哲學(xué)理論蚜枢，揭示了物質(zhì)實(shí)體知覺的權(quán)利與范圍，重新刻畫量子力學(xué)中的測量過程针饥，并最終解決了量子測量問題厂抽。(50)關(guān)于該科學(xué)哲學(xué)理論的進(jìn)一步闡述，限于篇幅原因丁眼，不在此展開筷凤，將于近期另行論著發(fā)表，敬請期待!

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