彼得·萨尔茨斯坦 著 吴万伟 译

本文认为混沌理论产生了意料之外的哲学后果。

未来不是从前的样子。我的意思是，被称为混沌理论的数学分支令人好奇的实际应用并非我们曾经想象的那样。它被用来预测未来复杂的动态系统如气候、人类大脑、股票市场、革命和历史本身等的变化。具体来说，混沌理论认为复杂系统的行为能遵循法则，但在原则上，其未来状态仍然不可预测。复杂系统的行为对条件极其敏感，起初的微小变化随着时间的推移都可能带来巨变。因此，混沌理论暗示，我们并不能像从前的想法那样根据过去的事件来预测未来。用据说是物理学家哥本哈根大学的尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）和棒球经理尤吉·贝拉（Yogi Berra）的话说：“预测很困难，尤其是关于未来的预测”。

在这方面，我们也应该花时间考虑喜剧演员和非凡哲学家乔治·卡林（George Carlin）的智慧：“没有人知道下一步会是什么，但人人都在做下一步。”这既重要又好玩，因为它提醒我们，未来并不取决于我们，她并非从过去沿着直线前进，而是由我们和任何人及其他事所构成，是人类行为与生物学的、物理学的事件相互交织起来的大杂烩。我们生活的现实是这样的，其中的结果瞬间就会在变成过程中变成起因。按照混沌理论的说法，“下一步是什么”的存在不可避免，但是，接下来真正发生什么却没有办法预测。

混沌理论在工作

电脑模拟推演显示复杂系统对起始条件非常敏感：那恰恰是你开始决定系统如何启动之所。这是数学家和气象学家爱德华·罗伦兹（Edward Lorenz）在重复的气候电脑模拟中的发现。项目的起点只是小数点的微小差别，但气候变化的后果却具有戏剧性。这种现象在1972年的学术论文中被他称为蝴蝶效应，说在一个地方蝴蝶煽动翅膀可能影响其他地方的气候模式。

复杂系统的起始条件从来不能被精确界定，因而无法准确预测其行为。从原则上看，测量绝不可能足够准确。我们不妨将此场景比作数轴。想象一下进行最严谨的调查，并以此确定在该轴上的位置。因为数轴有持续性，这条轴上的任何位置都能进一步切分为更小的数字，数轴上被划定的区域将反映调查的范围大小而非分散的点。同样，决定自然的复杂系统的起始条件将总是取决于使用的测量工具的准确性，但它们不可能绝对准确。我们或许纳闷复杂系统的行为是否真能如此敏感，以至于取决于单个亚原子的行为。考虑一下布朗运动（Brownian motion看起来连成一片的液体，在高倍显微镜下看其实是由许许多多分子组成的。液体分子不停地做无规则的运动，不断地随机撞击悬浮微粒。在某一瞬间，微粒在另一个方向受到的撞击作用超强的时候，致使微粒又向其它方向运动，这样就引起了微粒的无规则的运动，即布朗运动。---百度百科）。1905年，阿尔伯特·爱因斯坦显示，水中花粉颗粒显然随机性的运动可以从单个水分子的撞击中得到解释。但是，虽然分子运动受到牛顿运动定律的约束，因而在原则上有决定性，但施加在其上的力的大小根本没有办法精确测量，所以我们很难准确预测其运行路线。

当然，对大部分目的来说，大约的区间就已足够。比如，温度是大致测量出周围空气分子的能量。当外面温度在75华氏度时，我知道不需要穿夹克（除非下雨）。但是，当空气温度是周围空气分子能量差异的平均值，虽然该平均值是我判定是否穿夹克时需要知道的东西，但该平均值能掩盖单个分子运动的差异，而这些可能对决定如气候这样的混沌系统的行为非常有意义。

让情况变得更加复杂的是，复杂系统随着时间会变化，系统的每次反复---系统的每次循环或成果---提供了回馈系统的新条件。这就是司各特·凯尔索（J.A. Scott Kelso）在《动态系统》（1995）中所说的“循环因果关系”。我们现在只是看到很多重要的自然过程如气候变化过程并不是以线性方式展开而是返回自身，放大或减弱自身影响，并调整自己的运动方向。每次新的反复都成为下次反复的条件。新现象就这样被创造出来。

循环因果关系的很好说明是伊恩·麦克吉尔克里斯（Iain McGilchrist）对大脑这个复杂系统的描述：

“大脑中任何地方的事件都与其他地方有关，或者对其他地方产生潜在后果，这或许回应、繁殖、提高或开发那个起始事件，或以某种方式改造它、限制它或竭力重新达成新平衡。没有任何字节，而是只有网络，几乎无限的一大堆途径。”（《主人与使者》，2010）

事实上，复杂系统内部各部分之间的互动可能在系统内的不同层次上进行，创造出相互之间敏感性的多层关系。请看恩里科·科恩（Enrico Coen）对人类呼吸系统的描述：

“呼吸能力取决于神经系统、肌肉、骨骼和肺的互动。肺功能取决于位于其内壁黏液的构成。黏液的构成取决于传递带负电荷的氯离子的蛋白质。这个相互连接的系统内任何因素的变化都可能产生灾难性后果。患有囊性纤维化（属遗传性胰腺病）的病人之所以呼吸困难就是因为其基因里带有氯离子传播所需要的突变。在基因库30亿碱基配对中只需一个变化就会造成这种疾病。每个因素的功能都取决于许多不同元素的融合情况。”（《文明的细胞》，2012）

可预测性的未预测到的死亡

我们为什么容易受到诱惑，从而认为我们在走向某种特定的未来呢？请允许我这样推测：我们受到诱惑是因为周围的东西不是任意性的，而是遵循某种模式。黑夜过后是白天；春季过后是夏季；静止的物体往往维持静止状态，运动的物体往往保持运动等。我们的世界拥有数学家约翰·卡斯蒂（John Casti）在《复杂化》(1994)）中所说的“结构稳定性”，这种稳定性让世界的生命成为可能，这传递出相当程度的可预测性。更具体地说，我们已经发现要让某种事发生，其他事必须在它之前发生从而形成事件链条。这就是标准的因果关系。

因此，把事件的发生看作是必然结果非常具有诱惑力。在哲学上，这种观点被称为决定论：我们或许不知道未来，但未来将遵循事件链条的紧密步伐而出现，其中一件事必然引出另一件事。毕竟，把面包放在烤箱里几分钟，打开烤箱后，我可以可靠地预测热乎乎的美味午餐很快就出炉了。

牛顿的运动定律代表了基于过去预测未来的胜利。牛顿视角认为，世界是个就像机器一样的复杂系统。具体来说，范式就是钟表。牛顿定律可以被用来做出令人印象深刻的预测。毕竟，它们真的让人类登上了月球。

并不令人吃惊的是，在人类历史上的大部分时间里，人们观察到的规律性东西让人相信世界是智慧设计师的产物，他或她或它以有意义的方式创造了这个世界，预先决定了从神圣创造的起始行为以来万事万物的命运。毕竟，人们推论说，如果我们生活在闹钟一样的宇宙中，那就似乎需要存在一位闹钟制造者。即使今天，科学倾向于在此假设的基础上前进，即研究得越深入，测量就会越精确，数学运算越强大，就更容易在规范性和可预测性还不明显的区域发现固定的、可预测的模式。事实上，正如大卫·科尼克（David Kernick）博士注意到的那样，在过去，科学常常将预测的局限性归咎于“数据或处理方面的不足、省略、偏见或随意性等”（《复杂性和医疗卫生组织》，2004）

爱因斯坦有句著名的俏皮话“上帝并不和宇宙玩掷骰子游戏。”但是，电子似乎从来没有遭遇爱因斯坦的不赌博上帝，因为像所有亚原子颗粒一样，电子似乎能够在任何可能的道路间旅行，它似乎完全随机性地出现在终结之处。电子通路最好被理解为概率事件，而非确定性的必然结果。亚原子颗粒似乎的确在掷骰子，在现实的微观层次上积极赌博。这是绝对不可预测性的第一个元素，它破坏我们对世界作为可预测机制的信心。

混沌理论的有趣哲学后果是，它创造了在我们日常生活经验层次上的规范的、可预测宇宙运动的第二个裂缝。过去，我们期待因果关系造成一种可重复性，可重复性造成可预测性。但是混沌理论告诉我们，因为复杂的动态系统对起始条件特别敏感，如果系统的起始条件哪怕有最微小的不同，任何促成这种系统的重复性的尝试都将陷入困境。因此，虽然一个事件仍然随着另外一事件而出现，但这并不意味着结果相同，即使未来被过去所决定。

历史是个迷

我们也不再能把历史简单地视为亨利·福特（Henry Ford）所说的“一个又一个该死的事实”。复杂系统的展开取决于对起始条件的敏感性，这意味着历史并不比将来更好了解。因为过去的事件本身是混乱行为的后果，其连续性的重构就像构建未来一样困难。诗人保罗·瓦莱里（Paul Valery）说：“重构过去的困难，哪怕是最近的过去，完全可以与构建未来哪怕是最近的未来相提并论；或同样困难。预言家和历史学家其实是难兄难弟。”（《思想危机，第一封信》，1919）

不仅历史难以构建，而且，其复杂性制造出反事实推理---或常见的说法“如果。。会如何”---甚至更多延伸的预测。历史学家、哲学家和我们普通人常常问自己：“如果某某事件发生了会如何？”让我们做一个反事实假设：“肯尼迪若没有遭到暗杀会如何？”有些历史学家提出肯尼迪总统在1960年代初期在委派更多顾问到南越时非常谨慎。如果他活着，并决心避免将美国军队派往越南战场，美国的越南战争就能避免吗？假设肯尼迪让美国免于战争，会产生其他事件？我们怎么知道？我们甚至不知道需要什么样的事件组合才能让他活着，更不要提这些事件出现的概率如何。我们太容易假设他需要做的只是避免起始条件，在那个致命的一天出现在达拉斯。后来的历史将会有什么后果？而且，即使肯尼迪不被暗杀，他可能尝试的任何越南政策都会受到强大力量的约束，如他能否连任、能否指望本党支持、军事工业联合体的利益、对共产主义传播的担忧、肯尼迪政府偷偷摸摸的角色、中央情报局最初支持后来换掉的南越领袖吴庭艳（Ngo Dinh Diem），这只是列举了若干需要考虑的因素，它们可能会在是否出现越南战争中发挥作用。事实上，在支持1963年推翻政权吴庭艳政变中，肯尼迪总统及其顾问的角色被历史学家和国家安全分析师约翰·普拉多斯（John Prados）认为是美国应该为越南的未来负责的理由。

回到生活本身的更大画面，混沌系统对起始条件极度敏感的事实的确暗示自然界的某种创造性，因为这种敏感性让人有可能“施展空间”，在细节不可复制的意义上为自然演化过程的独特结果提供了空间。已经过世的古生物学家史蒂芬·杰伊·古尔德（Stephen Jay Gould）认为，正如自然选择一样，在此意义上的历史偶然性在进化中发挥了重要作用。他在《奇妙的生命》（1990）中说，如果我们让地球进化再从头重新开始一次进化过程，如果稍微变化一下起始条件，那么地球上的生产系统将会完全不同。

历史偶然性在自然规律中或扮演某种角色。物理学家李·斯莫林（Lee Smolin）在《时间重生》（2013）中认为，自然法则本身“从宇宙内部产生，与其描述的宇宙随着时间一起演化。”他赞赏性地引用著名量子力学物理学家保罗·狄拉克（Paul Dirac）和理查德·费曼（Richard Feynman）的观点。狄拉克注意到：“在时间之初，自然法则很可能不同于现在。因此，我们应该考虑自然法则不是坚持单一的空间-时间，而是随着时间而不断变化。”费曼注意到：“唯一还没有承认进化论问题的领域就是物理学。我们说这些是定律，但它们在时间上如何发挥作用？。。。因此，它们或许并非同样的定律，历史问题和进化问题依然存在。”甚至对其定律来说，宇宙可能也是不断变化的混沌系统。

宇宙混沌

凯瑟琳·纽曼（Katherine Newman）在研究校园枪击案的社会根源时，在《疯狂射击》 (2005中警告：“在不知道如何解释某种事情（如校园枪击案）时，我们就寻找最接近的或最直接的起因”而不是试图理解更复杂的起因网络。但混沌理论清楚说明，复杂系统的行为不可能仅仅通过看到该行为的直接起因而被理解；我们必须理解整个系统。

事实上，它们对起始条件的极端敏感性意味着复杂系统不是孤立的，而是与同时发生的任何其他事情联系在一起。这使得确定复杂动态系统之间的清晰边界不仅具有随意性，而且可能根本行不通。因此，在寻找复杂系统的确定性起始条件时，人们可能需要从创造时间本身开始，因为宇宙大爆炸代表了宇宙物质和能量被压缩的那个分界点。混沌理论认为，从那时起，事件的最小变化将导致未来银河系状态的巨大差异。（正如爱因斯坦的相对论清楚说明的那样，大质量塑造空间和时间，它们反过来通过质量创造的时间和空间扭曲指导了运行轨道。所以我们需要在因果输入联上添加银河系对各自发展的影响----这的确是非常大的因果循环圈。）

事实上，如果更深入地思考自然边界，我们会看到边界是人为制造出来的。虽然我们有一种把系统减化为各个组成部分的倾向，但我们有很好的理由相信，无论是在微观还是宏观层次上，各组成部分并非与自然本身相关的单位。大自然本身似乎更多是各个部分之间的关系和模式。玻尔、海森堡（Heisenberg）和量子力学的其他先驱显示，在亚原子层次上，这是真实的，因为我们对量子现象的观察必须考虑到观察者是所获得结果的必要组成部分。在宏观层次上，爱因斯坦已经显示，时间本身对于其参照系来说是相对的。作为整体，宏观层次的现象最终也是相互联系的。在最近的书《黑暗的心》（2013）中，耶利米·欧斯垂克（Jeremiah Ostriker）和西蒙·米顿（Simon Mitton）令人吃惊地总结了斯蒂芬·霍金（Steven Hawking）和理查德·埃利斯（Richard Ellis）得出的结论：“局域性物理定理是被更大范围的宇宙结构决定的。这意味着宇宙论一定不能被理解为娱乐性的事后想法而是实验物理学的基础，这种看法令人担忧。”在欧斯垂克和米顿看来，这令人担忧，但对我的论证来说，这很好，因为它支持了这个观点，即看似局域性的事件或许不能与整个宇宙的更大事件区分开来。

将此论证再推进一步，我们有证据表明，亚原子粒子的行为在无限的距离内即刻联系起来，这个现象被称为非局域性量子纠缠。这个现象挑战了常识，即时间和空间的分离让事件之间相互独立。爱因斯坦有些不屑地将这种纠缠描述为“鬼魅似的远距作用”。虽然许多非科学家马上得出非局域性意味着什么和如何被使用---从像科幻电影《星际迷航》（Star Trek）那样的远距离传输到有意识宇宙的预测---的结论，我们至少可以负责任地赞同量子纠缠的确提出了这个议题，即事件在多大程度上能够被视为独立变量或者应该被视为整体的组成部分。

量子意识

最后，我们能够从哥本哈根对量子物理学的解释中得出什么呢？根据哥本哈根解释，我们选择观察哪个原子的行为决定了什么东西存在。正如量子力量理论的创始人之一帕斯库尔·约尔当（Pascual Jordan）简洁地指出的那样，“观察不仅干扰了被测量的东西，而且创造了它。”就此解释而言，观察者和被观察对象之间，意识和被测量的原子现象之间并不存在清晰的边界思想。这个结论比原子的随机行为更令爱因斯坦感到担忧，因为它质疑了脱离观察者的物质现实的存在。用物理学家约翰·惠勒（John Wheeler） 的话说：“虽然在日常生活条件下说这个世界存在于我们之外是有用的，但这一观点再也不能坚持了。我们有一种奇怪的感觉，这是‘可参与的宇宙’。”

所有这些提出了一个最有意思的问题：我们需要重新思考这些观念吗？不仅有关未来而且有关我们自己是谁？在我们认同自己的意识的程度上，这似乎意味着人人都比我们通常想象的那样更紧密地世界联系在一起。但是，像其他复杂的动态系统一样，我们是什么样子并非绑定了的，即使在很多目的如死亡、纳税和婚姻等方面，我们与其他东西区分开来。无论我们是否把自己与整个宇宙的联系看作形而上学幽灵取决于我们是如盲人摸象那样只看到部分还是把特定部分与其他部分联系起来的，看到整体的大环境，辨认出整体轮廓。

显然，混沌理论已经揭露了我们才刚刚开始理解的强大自然演变过程。我们对未来能得出什么结论呢？考虑到混沌理论的观点，即复杂系统的行动具有必然性，但并不可以预知。我们能够说，算命先生和所有专家都不配获得那么多的报酬。严肃地说，未来具有开放性，这很有道理。因为复杂系统对起始条件、循环反馈以及与其他复杂系统的互动非常敏感，这个世界发生的事似乎取决于世界复杂系统时时刻刻的变化。因此，未来是自我组织的系统，并不指向任何具体目的、目标或计划。

一个即将做科学实验的学生问他的教授：“这个实验中应该会发生什么？”学生往往期待现成的答案。但智慧的教授回答说：“应该发生之事就是发生之事。”在我看来，这是对未来的很好描述。

作者简介：彼得·萨尔茨斯坦(Peter Saltzstein)，布朗大学哲学博士，还拿有政治学和艺术史学位。在大学教授哲学35年，目前是南卡罗来纳州康威霍里·乔治敦技术学院（Horry-Georgetown）教授。

译自：Chaos & An Unpredictable Tomorrow by Peter Saltzstein

https://philosophynow.org/issues/114/Chaos_and_An_Unpredictable_Tomorrow