标签： 不确定性

基本上所有人都认为前一刻的事件会影响下一刻的事件，但是基本上没有人会认为下一刻的事件会影响前一刻的事件。我在前面一篇文章提到，按照现代物理理论这种时间的单向性或者因果律的单向性看起来似乎是涌现出来的一种非基本的现象。然而，时间的单向性和因果律的单向性是否是一致的呢？这要看我们如何定义时间和因果关系。按照亚理斯多德的四因说，任何事件的发生都是由四种原因导致，即质料因，形式因，动力因和目的因（或称为终极因）。我们可以认为前面三种原因是同时的或者是在这个事件发生之前，但是目的因不一定是在事件发生之前。对于人造的物品和事件，目的因看起来是在事件发生之前，因为人首先有了一个蓝图和计划，然后主动地运用自己的能力去改造物体，实现这个目的。比如我们要造一个宇宙飞船，这个宇宙飞船的被建造过程就是实现工程师对这个飞船最初的设计的过程，所以应该是一种正向的因果关系。

然而，非人造的物体和事件的产生是否也是符合正向因果关系呢？我想表面看起来也是。一个种子长成大树，好像是为了长成将来的大树，它去吸收养分和阳光，进行光合作用，但是这一切都已经在种子的DNA里面存储起来了，后天的过程只是一个对这个DNA信息的表达。那么在日常生活中或者古典哲学系统里面，我们基本上可以认为因果律都是有正向的时间先后次序的。

在经典物理理论中，我们知道所有基本物理定律的时间都是可逆的，也就是说无所谓时间和因果律的先后。给定一个粒子的初始状态，我们既可以知道这个粒子过去的轨迹，也可以知道它以后的运动。你不能说是这个粒子前一刻的状态决定了它下一刻的状态，因为时间在这里并没有方向性。如果把宇宙视为一个四维物体， 那么“前一刻”的事件和“后一刻”的事件只是这个物体的不同切片而已。这是所谓的牛顿-拉普拉斯决定论。但是量子物理让我们看到波函数坍塌的不可逆性，于是如我在上一篇博文中所提出的，时间有了方向性，于是因果律似乎也有了方向性。

但是我们知道上帝通过“观察”宇宙的量子态使得潜在的宇宙态实现为现实宇宙，而祂所选择的宇宙量子态取决于祂对宇宙的设想，即宇宙的将来状态。这有点像量子物理的多重宇宙解释，多重宇宙解释认为量子波函数没有坍塌为一个量子态，而是实现在了不同的宇宙中，也就是说下图中所呈现的所有历史轨迹（包括黑色和红色的宇宙历史）都是真实的。但是，如此多的宇宙态对我们来讲是不可思议的。我认为还是传统的哥本哈根解释更为直观。但是传统的哥本哈根解释不能有效定义什么是“观测”，即是仪器，还是人，还是动物，还是环境促使了波函数的坍塌。通过托马斯-杨双缝干涉实验我们似乎可以认为人类意识是波函数坍塌的一个重要因素。然而，正如我之前讨论过的，所有的观测者最终都是由别的观测者实现，也就必然有一个不被量子物理限制的观测者，即上帝。而上帝是根据祂的本性对整个宇宙的设想来决定历史的进程，但是这个设想不是决定性的，而是考虑到了人类意识的自由性和能动性。所以，祂是在人类意识所导致的所有可能的潜在宇宙历史中实现了一个宇宙历史。

从这种意义上讲，量子物理的不确定性完美地实现了人类自由意志和上帝主权预定。这也正是普兰丁格等基督徒哲学家所提出的所有可能宇宙的量子版本，他们为了调和上帝的主权和人的自由意志提出了上帝中性知识的理论。其实，从上图中我们可以看到，上帝无疑知道所有的潜在宇宙历史，但是祂选择了最符合祂本性的宇宙历史。于是，上帝是根据哪一个宇宙历史的终极状态最能彰显祂自己的荣耀来选择显明一个宇宙历史。所以，上帝更多是从将来看过去，而我们是从过去看将来。

那么如果这个宇宙模型是正确的，它可以帮助我们如何来明白圣经呢？我认为一个重要的应用在于帮助我们理解创世记。年轻地球论和年老地球论以及其他创造论都在试图调和这个宇宙的古老和进化以及创世记中创造的阶段性和短暂性。通过这个理论，我们可以明白为什么在亚当犯罪之前，我们看到这么多的动物的死亡和自然的灾难。如果从颠倒的因果律我们就知道，亚当的犯罪不仅导致了人类自己的堕落，而且导致了整个宇宙也反映了这种堕落的状态，即在他堕落之前的宇宙也出现了死亡及弱肉强食等。从这个意义上讲，我们认同年轻地球论者所提倡的人类的堕落不仅导致人类的死亡，也导致了在他之前的动物的死亡乃至自然界的“叹息”（罗马书8:22）。

这个理论也可以帮助我们理解人的自由意志。人通过自由意志的作用在不断地产生各种潜在的宇宙，但是哪一种宇宙是可以实现的，取决于上帝主权的选择。这样，上帝并没有决定人类的选择，而是选择了人类的所有可能选择。这样，不是上帝预定一个人犯罪，而是一个人在他的意念中产生了很多犯罪的可能，那么上帝选择实现了一种最能实现祂美善目的并彰显祂荣耀的罪行。同样，一个人按照其本性是不可能产生信心相信耶稣的拯救，那么上帝也选择实现了一个宇宙，在这个宇宙中，祂主动地介入历史来赐给这些人圣灵，并且祂在这些得救的人因着顺从圣灵所产生的所有可能的美善行为中选择了一个行为实现。另外，如果一件事情已经发生，那么一个人如果不知道这件事已经发生，他的祷告是否还有效呢？颠倒的因果律告诉我们，他的祷告是有效的，因为在上帝那里将来和过去一样真实。

综上所述，我们可以通过量子物理理解这种潜在和显明宇宙的关系，以及因果律在人类和上帝眼中的相对性，并且帮助我们明白人类堕落带来的自然界的影响，以及人的自由意志在上帝绝对主权中的位置。

我记得以前高中时期读过湖南师范大学出版社出版的第一推动丛书，特别喜欢这一套丛书中的《时间简史》，《皇帝新脑》，和《上帝与新物理学》，以及《原子中的幽灵》。但是我当时不知道那套丛书为什么要以第一推动为题，后来才知道第一推动是托马斯-阿奎那五种论证上帝存在中的一个论证。也许我们认为托马斯-阿奎那以及他所继承的亚里士多德哲学已经过时，但是，当我重新阅读和思考他们所思考的哲学和神学问题的时候，他们的观点常常是最有洞见，也是最全面的。虽然，现代科学不可否认地帮助了我们明白这个世界是如何运作的，并且产生了惊人的技术，提升了人类的物质生活水准。但是，人们在这种细分的，解析的，精确的科学世界里面，迷失了对整体的感知，有一种“不识庐山真面目，只缘生在此山中”的感觉。所以，我们需要重拾古典哲学和神学来帮助我们建立一个整全的世界观。当然，这种重拾并不是没有批判的，就像文艺复兴运动对古典哲学的发掘为宗教改革提供了圣经文本的分析方法。同样，回归古典哲学和神学的目的乃是帮助我们这些现代人建立整全的世界观，以至于不会迷失在精致的细节中。

当我们谈论哲学中的概念的时候，不能用现代科学的术语来理解古典哲学的概念。比如托马斯所说的“运动”绝不仅仅是物体在时空中的运动，他说的运动是“改变”。亚理斯多德认为任何一个物体都是由物质和形式所构成，两者不可分离，这就是亚理斯多德的“形式质料说”（Hylomorphism）。物质在这里不是现代科学所理解的物质，而是物体的潜质（potentiality），也就是说物质具有可塑性，它可以变成其他的物体，比如铜可以用于雕塑，也可以用于制作餐具。同样，小孩有潜质可以成为成人，种子有潜质可以成为大树。所以，潜质就是一个物体所拥有所有变成（actualization）其他形式的存在的潜在可能。

但是潜在的可能不能自己实现自己，潜质成为现实是需要外在的原因的，或者一种变化需要外在的因素来促成。那么这个外在因素或者叫实现者（actor）本身也在变化，也需要外在的实现者，那么为了避免无限类推，必定有一个不需要外因实现的存在，也就是说这种存在没有潜在，只有实现，或者说，这种存在是第一推动者，上帝。上帝是永恒不变的，祂只促成其他存在的改变。所以，上帝的这种永恒实现的本性与祂在圣经中所启示的“我是我所是”是一致的，也就是说上帝就是祂自己，祂不会变老，变美，或者更有能力，或者更有智慧，或者更有慈爱，祂就是祂过去，现在，以后的自己。

然而，托马斯-阿奎那的这个证明是基于亚理斯多德的哲学和物理学，缺乏对现代科学的把握。无论是潜在和实现这些哲学理念，还是运动，变化和因果关系，都是古典的。现代科学常常把一个物体的变化视为连续的，而非间断性地从一个物体变到另一个物体。比如热水和温水没有本质区别，而水和冰则似乎有本质区别，但又不是截然不同的东西。同样，基本物理定律是时间可反演的，意味着没有时间先后，也就无所谓变化了。所以，第一推动所依靠的古典物理学是不可靠的。但是，这并不表明这个论证本身是失效的。

我觉得粒子物理中量子的内在不确定性正是这种潜在可能的现代物理诠释。如我在《显明世界，隐藏世界，虚拟世界和现实世界》一文中所言，我们活在一个隐藏的或者潜在的世界当中。因为基本粒子的动力学及其产生和湮灭机制都是由量子物理来描述的，而量子态符合量子波函数的概率分布。然而，我们所观测到的却是量子波函数的一种实现，即所有量子态中的一个态。这和托马斯所说的潜在和实现何其的相似。那么这个波函数为什么会坍塌为一个本征态呢？不同的科学家有不同的说法，据说有8种不同的解释，有的人认为有一个隐变量决定了量子波函数坍塌为某个态，但是这种说法与由很多实验证实的贝尔不等定律和CHSH不等式矛盾。有些人认为，量子波函数是在测量的过程中与仪器这种非量子系统接触导致了坍塌。有些人认为是人类的意识导致了波函数的坍塌，有些人认为波函数没有坍塌，而是所有的态都实现在了不同的宇宙中，因为我们只在其中一个宇宙中，所以我们只看到了一个态。所有这些解释都有问题，都有违常识。如果仪器或者人类意识导致了波函数坍塌，也就意味着人不能客观地去观测量子世界，进而不能得到量子世界真实的规律。而多重宇宙解释引入了接近无穷多个我们无法观测到的宇宙，令人匪夷所思。而我认为，量子物理的这种内在的非确定性印证了托马斯和亚理斯多德关于潜在和现实的本质区分。

如果我们把波函数视为物质的潜在可能，而将波函数所坍塌得到的量子态作为潜在可能的实现，那么任何波函数坍塌必然由一个外在的因素或者观测者使然，这个外在因素或者观测者可能是仪器，可能是人类意识，也可能是外星文明，但是所有这些系统本质上都是量子系统，其本身都会从波函数坍塌为本征态，也就是说，会从潜在可能实现为某一种现实。这样，所有物体的波函数坍塌都需要一个外在系统促发，而这个系统本质上也是量子的，那么其也需要另一个系统促使其坍缩，这样为了避免无限类推，必有一个非量子的存在，其不能用概率波来描述。由于量子物理是如今物理学最成功的理论，整个宇宙都可以由量子物理来描述，那么这个不受量子物理限制的观测者必然至少是超越这个宇宙的，按照托马斯的话说，祂就是第一推动者，没有被观测的观测者，没有被实现的实现者。

所以，我们发现当代量子物理恰恰契合了论证上帝存在的第一推动论证。当然，由于量子物理并不一定是描述物质世界的终极理论，我们不应该认为这个论证是终极的。但是基于我们现在对物质世界的最好理解，我想这个改编的第一推动论证是强有力的。然而，我们在这里并没有证明这个第一推动者是谁，它也许只是一个非意识的存在。但是作为基督徒，我们就顺理成章地知道这个存在不仅不受物理定律限制，而且是永不改变的永恒上帝。祂通过量子物理决定实现潜在宇宙的某一种态，进而引导这个宇宙的历史，并且通过微观和宏观物体的非决定性，允许人拥有有限的自由意志，为了达成荣耀祂自己的目的。所以，在基督教世界观中，这个宇宙的存在和历史进程是为了达成一个终极目的，而且量子物理的诡异性也得到了很好诠释。

最近在 Roger Panrose和William Craig在unbelievable中的讨论中提到这个宇宙不仅可以被数学规律描述，而且可以非常精确地被数学公式描述，他觉得这个是不可思议的。而William Craig认为这在有神论世界观中是非常可以理解的，因为这个宇宙是由拥有无限智慧的上帝所创造的。但是Roger认为，这样一个有神论的描述似乎并不具有很强的解释力，因为它并不能提供可证伪的理论，或者不能帮助我们更近一步明白宇宙，数学和意识之间的关系。而William（或作Bill）认为有神论本身是解决形而上的问题，无所谓能否被科学所证伪。也许这就是科学家和哲学家思维方式的不同罢。

不过，我要说的是虽然在有神论特别是基督教世界观中我们可以明白数学，宇宙和意识之间的统一性，但是这并不代表我们真正明白了它们三者之间的动态关系。提供一种合理的解释是一回事，如何将这个解释贯彻始终是另一回事。这就像政府制定法律是一回事，如何执行法律常常不是那么显然的。所以，Roger的质疑是可以理解的。而他提到的“这个自然界不仅仅是可以被数学公式描述，而且可以被非常精确地描述”也确实是非常不可思议的。然而，我要说的是，在基督教世界观里，上帝不仅仅是全知全能的上帝，而且是精确到极致的上帝。

我们从自然界中知道这个宇宙可以适合人类生存，宇宙学常数必须被调节到非常精确的程度，这本身表明一个非常精确的智慧设计者。而且，上帝的全知表明祂必须精确地知道每一个历史事件发生的精确时间和地点。如果上帝只是模糊地知道历史的细节，那么祂可能对历史一无所知，因为历史不是线性的，而是高度非线性的，这就是所谓的蝴蝶效应。一个小小的事件可能会颠覆这个国家并改变历史潮流，这种马蹄铁效应已经由两次世界大战的起因所证实。而自然历史的精确性更是无可置疑的，我最近所发表的一篇论文就是为了模拟宇宙事件发生的精确时间，地点和动力学，虽然我所开发的软件已经可以模拟时间到纳秒尺度，模拟位置到微角秒尺度，径向速度到微米每秒，但是自然界的现象显然可以用更精确的模型来描述。我们可以简单地说，自然科学的发动机是高精度的技术和仪器。

今年诺贝尔物理学奖颁发给第一颗类太阳系外行星的发现者本身就是对精确测量技术的一种肯定。在上个世纪八十年代之前，一公里每秒的对天体径向速度的测量已经算是非常精确，然而在八十年代，人们开始设计高精度光谱仪来探测行星对恒星的扰动，那个时候十几米每秒的精度已经是极限。而九十年代中叶，由瑞士人和美国人设计的光谱仪开始达到几米每秒的精度，这个精度使得探索低质量行星成为可能。我现在的老板就是设计高精度光谱仪的先驱，只可惜与诺奖插肩而过。这段诺奖插曲让我们看到精度在科学中的重要地位。

而这种自然界的精确性体现了它的造物主对精确的热衷，正如路加福音12:7所言，“就 是 你 们 的 头 发 ， 也 都 被 数 过 了 。 不 要 惧 怕 ， 你 们 比 许 多 麻 雀 还 贵 重 ！”由此可见，这位热衷精确的上帝不仅创造了精确的自然界，而且对祂的子民也是精确地呵护。不仅如此，圣经的预言也是精确的，比如“他们就彼此说：‘我们不要撕开，只要拈阄，看谁得着。’这要应验经上的话说：‘他们分了我的外衣，为我的里衣拈阄。’兵丁果然做了这事。”（约翰福音19章24节）所以，人类对精确的追求反映了上帝对精确的热衷。

然而，自然界的精确并不是没有极限的，我们不可能探测到普朗克尺度的时空精度，在动力学上，我们不可能违背量子力学不确定性原理来得到无限精确的动力学信息。而随机引力波对时空的扰动使得我们甚至在比普朗克尺度更大的时空尺度上也测量不到精确的信息。所以，上帝对精确的热衷是有限度的，这并不是说上帝不能把自然界造得更加精确。自然界毕竟是有限的，所以它不可能被造成无限精度。只有无限的宇宙才有可能被造成无限精度，因为精度意味着细分，把物质和时空不断分割，并永远分割下去。这种无限分割或者精度只有在数学里面才能实现。比如你可以把一个实数轴从0到1不断平分，无论你平分到多少万次，百万次，亿万次，在那小小的一段数轴中仍然有无限个实数存在。数学里面的无限只能有限地反映在物质宇宙中。所以，数学是上帝的思想，而宇宙是上帝思想的有限实现。这样，上帝的无限是数学无限的基础，上帝的无限精确是数学无限分割的基础。

那么上帝在普朗克或者引力波扰动的尺度上停止祂对自然界进一步的细分的原因是什么呢？原因可能在于祂需要用这种离散而非连续的最小尺度结构来编码祂的信息。无论是经典比特还是量子比特都是实现在离散的单元之上，前者是半导体里面的高或者低电位态，而后者是单个光子或者原子的量子态，比如自旋。我在这里说，上帝可以在宇宙中通过量子结构输入信息并不是要用“空隙中的上帝”来证明上帝的存在，而是在有神论框架里面来理解宇宙现象，正如科学哲学一样。哪怕我们可以突破普朗克尺度的极限来进一步探测物质和时空结构，我们仍然不可能一直不断地细分，因为这个宇宙是有限的，它不是数学，而是一部分数学的有限实现。

所以，宇宙的不可无限细分表明了宇宙的有限，而在基督教有神论框架里面，我们大概可以窥见上帝为什么在宇宙被造精度上设定一个极限，祂很可能是为了在这个尺度上输入信息来达成祂对宇宙的控制和引导。于是，宇宙的有限注定了科学的有限，人脑对无限数学的有限理解注定了科学对宇宙的有限理解，所有这些有限性表明了我们都是被造的，表明了必定有一永恒无限的存在来统一无限的数学，有限的宇宙和有限的人类意识。而数学或者伦理这些柏拉图式的概念并不能成为产生宇宙的原因，那么唯一可以统一这三者的乃是一个无限的意识，无限的智慧，就是上帝。按照圣经记载，这位上帝不仅是无限，而且成为了有限的人，这个人就是耶稣，所以认识耶稣并跟随祂是认识终极现实的必经之路。