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文化走廊(九):「決定論」漫談
 

【作者: 誠君】   2004年09月27日 星期一

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宇宙萬物的終極道理是純粹理性的呢?還是反理性的感性呢?這種大哉問,幾千年來人類就一直不停地在苦苦思索著。


唯理智主義認為:「意志的決定依賴於純粹的內部認識活動」。於是,西方醫學使我們愈來愈相信「人是機器」;而電腦和生化科技也使我們愈來愈相信「機器也可能是人」。


傳統的「決定論(determinism)」主張宇宙萬物是遵守「因果律(causal law)」的,任何事件的發生,必存在著因果關係。有因必有果、無因必無果,而且,同因必同果。這是由於事件的發生是依照自然的法則和符合邏輯的條件。


例如:根據合理推論,多數科學家相信恐龍的絕種是由於彗星撞地球造成的。如果這個推論過程是無誤的,「彗星撞地球造成恐龍絕種」這樣的命題就是正確的。同理,如果此推論過程是錯誤的,上述命題就不成立,也未曾發生過。但是,人類想以科學的力量去還原歷史的真相,至今都還是「螳螂當車」啊!


哲學家David Hume和J.S. Mill雖然堅信「決定論」是放諸四海皆準的大法,但是,他們的懷疑性格,以及唯物和不可知論的主張,致使「因果律」在不同的場域下,都必須經過嚴格的求證步驟。


不過,有時,「決定論」是一個必要的「真」。因為有些人認為它是「不證自明的(self-evident)」;Hobbes和Locke認為它似乎是很容易就能被證明的;其他人(例如:Kant)則認為它是構成和維繫人類經驗的必要條件。


20世紀的量子物理學已經將「決定論」的必要性,攻擊的幾近體無完膚。他們認為宇宙的終極理論並不是由「因果」決定的,而是在次原子(sub-atomic)層級,由統計學的發生機率決定的。


在道德和法律層面上來談「因果決定論」,如果完全以「因果律」來判斷人類的行為,那可能會產生這樣的問題:某人的行為是過去其他人所沒有的(亦即,無判例),因此他不需負道德和法律上的任何責任。雖然,連Hume和其他思想家都反對這樣的結論,但是在現實生活中,卻常常發生這樣的事情。


在電腦科學裡,有所謂「決定論的問題(deterministic problem)」,而解決這種問題的方法稱作「動態規劃(dynamic programming)」。動態規劃是求得最佳化的一種方法,它依順序(sequential)選擇單一變數值,而不是同時選擇多個變數值來求解。它非常適合用來解決與時間相關的(time-dependent)問題,譬如:控制問題。


動態規劃可以提供「最佳的策略(optimal policy)」或選擇變數值的法則,致使目標函數得出最佳的結果。動態規劃問題可以區分為三大類型:


決定論的問題:所需要的資訊永遠可以得到,計算目標函數可以得出給定「策略」的效果。許多「控制問題」就屬於這一類型,譬如:在通訊系統中,求出最少的傳輸時間或最短的傳輸路徑。


學習的問題(learning problem):其實,這類型也屬於決定論問題之一,但是,其「控制」和「效果」的關係是客觀存在的,進行最佳化的主體(optimizer)是先天無法得知的;亦即,所需要的資訊可能無法獲得。因此,該主體必須先了解目標函數的行為,之後,才能對它求得最佳的結果。搜尋問題就是屬於這一類型,例如:在一條不明的纜線中,尋找斷裂或破損的位置。


隨機的問題(stochastic problem):這類問題具有額外的特徵,系統的未來行為不完全由過去和現在來決定。它的知識只能使未來的幾種可能情況,或多或少能夠發生。在最佳的情況下,進行最佳化的主體只能期望找到一個策略,可以使目標函數得到最大或最佳的期望值。


在這一類型中,最重要的問題是:天生不穩定(inherent instability)系統的修正(correction)問題。解決此問題的「策略」必須在兩個因素之間做出最佳的選擇,它們分別是:使用一個錯誤機制的成本,和修正錯誤機制的成本。在網路電話(VoIP)中,有使用「去回音(anti-echo)」數位訊號處理器(DSP),「回音」就是典型的隨機問題。因為揚聲器的噪音會透過麥克風傳到通訊通道中,造成嚴重的寄生雜訊(parasitic noise),也就是所謂的「回音」。


在中世紀西洋哲學裡,非決定論(indeterminism)者主張人在自由意志(free will)中,認識到靈魂的基本力量;意志就其自身而言,決定了理智活動的發展。他們認為,在大自然的變化過程中,產生了做為意識基礎的大量觀念,這些觀念或多或少有些模糊和不完整,但是,在這些過程中,只有那些被自由意志注意到的觀念才能倖存,最後,這些觀念會變得清晰和完整,形成理性的知識。


在近代物理學中,有所謂的「非決定原理(indeterminacy principle)」,或稱作「不確定原理(uncertainty principle)」,它是Heisenberg在1927年發現的,並奠定了量子力學在物理的基礎。它是說:一個粒子的動量(momentum)和位置不能同時量得很準。以光波為例,其動量是波長的倒數,位置與動量(也稱為波數向量 ,wave vector)是互相對偶的(dual),但也互相限制。這裡所謂的「限制」是指它們無法同時被測量和確定,因為它們是「一體的兩面」。這好比電子訊號可以在頻域(frequency domain)或時域(time domain)任一場域中,使用傅立葉分析法,來求出它的物理特性,但卻不能同時在頻域和時域中分析它。


動量和速度是成正比的,所以,位置和速度是無法同時確定的,以至於量子下一時刻的位置是無法得知的,因此,便無法劃出量子的固定軌跡或軌道來(它可能有無限多的軌跡)。我們雖然知道電子由A點到達B點,但絕無法確定它的路徑或軌道。


我們可以想像量子本身也有「自由意志」,它可以自由選擇自己的行動意向,而人類只能從統計學的發生機率去認識和分析它的「自由意志」。不過,對人類本身而言,這種努力不懈企圖從上帝手中奪取「決定權」的做法,似乎也遇到了瓶頸。「不確定原理」推翻了「因果決定論」之後,許許多多奇怪的物理理論紛紛出籠,譬如:弦論(string theory)...等。但是,它們都因為無法以實驗證明或無法測量,而流於空談。


大自然的終極理論,或物理學的「統一場論」,會是一元(unity)的嗎?或必須是一元的嗎?


傳統的牛頓物理學理論和愛因斯坦的相對論、量子力學,同樣被應用在地球和外太空;而人類的法律典章制度也必須參照廣義的「因果決定論」而行,否則人類社會的秩序將無法維持。


電腦在「決定」後,可以進行正確或錯誤的「控制」;人腦在「決定」後,可以進行理智或非理智的行為;唯有那抽象的、不可知的、不確定的、被想像出來的「神秘力量」才能達到圓滿的真善美境界。


全文完


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