涌现与自由

如今在物理学乃至整个自然科学中间一个很流行的词汇是“涌现”,什么是涌现呢?简而言之,就是很多个体所呈现出来的整体行为。也就是说整体不能解构为个体,或者说还原论(“reductionism”)是不对的。比如一个人的行为和一个社会的行为虽然是相关的,但是你绝对不可能通过将社会完全解构为一个个个体。同样,你不可能通过研究地球的每一个板块和海洋的构造进而得到地球的气候和地质演化。你也不能把化学还原为量子物理,把生物学完全还原为化学。正因为涌现,我们才需要在每个现实层面建立科学来了解每个层面的真理。这有点像量子物理中的托马斯-杨干涉实验,粒子穿过两个狭缝的干涉行为不能还原为粒子分别穿过每个狭缝的行为的叠加。也就是整体不能还原为部分。同样,两个粒子的量子纠缠使得当它们分隔很远的时候仍然保持了一种相关性,虽然一个粒子被探测到的量子态是随机的,但是一旦我们观测到一个粒子的量子态,那么与它纠缠的另外一个粒子的量子态也随之被决定。这样,我们要么牺牲光速不变,认为两者可以超光速传输信号;要么牺牲客观现实的局域性(locality)。显然前者得到了很多的验证难以颠覆,那么后者是比较可能的,也就证明了整体不能分解为部分的假设,从量子层面支持了涌现的理论。

虽然以上的量子和涌现有诸多相似,但是话说回来,涌现和量子有什么本质关系呢?涌现出现在物理世界的各个层面,但是量子纠缠等现象只出现在量子微观世界。我要说,这两者都体现了客观现实的本质。客观现实不能被解构成局域或者基本粒子,而是应该在不同层面上来理解。原因在于客观现实不是封闭系统,因果链不是封闭链条,这不仅适用于宏观世界的涌现,也适用于微观世界的量子。比如,我们可以理解一篇文章的每一个字,但是对这篇文章却一无所知;我们可以理解一个笑话的每个词,但是却找不到为什么这个笑话好笑;哪怕你用放大镜仔细观摩梵高画作的每一个部分,但是却对正副画茫然无知。所以,由部分涌现出来的意义往往不是部分所完全决定的,而是由整体以及整体所处的文化和物理环境所决定的。我们可以理解一个人的个体行为,但是要理解整个社会的经济,政治和文化的发展必须从宏观的角度来研究。同样,在量子世界里,因果链条是开放的,因为我们只能概率性地知道粒子的量子态,于是整体性也体现在了量子诡异的行为中。

那么为什么现实拥有这样一种涌现的特征呢?原因在于这种涌现所需要的因果律的开放性是保证受造物自由的前提。按照贝叶斯统计的说法是,上帝是后验性地创造了这个宇宙,而非先验性地创造了宇宙。上帝设定了宇宙被造的目的和结果和意义,但是这些结果目的和意义的实现过程却不是完全决定性的,是容许有自由的被造物存在的,比如人类和天使。另外一个原因在于上帝对代表性原则的钟爱。亚当代表人类犯罪,基督代表选民称义。以色利代表上帝的国度,伊甸园代表上帝的教会。这些原型和代表都是涌现出来的结果,比如以色列的历史就是不同的民族与上帝的选民交融过程所产生的一部历史,而这种涌现出来的历史恰好又成了耶稣基督的原型,因为“我从埃及召出我的儿子来”(太2:15),这里的儿子既是旧约的以色列也是耶稣基督。上帝利用涌现引导历史的进程,使得人类的自由意志被上帝所引导达成祂的预旨。同样,我们可以认为进化论也是一种涌现,上帝通过这种方式创造了人类。当然,涌现并没有排除神迹的可能,比如亚当夏娃就是上帝通过特别的手段创造出来的。涌现恰恰为神迹或者神特别的引导提供了机会,因为涌现是从大量事例产生的一种现象,这有点像随机突变和自然选择,只是这里的选择从自然选择变成了目的导向。所有涌现的结果是由上帝对宇宙的预旨所决定的。

涌现其实是上帝创造和救赎的一种过程,是上帝护理宇宙的方式并赋予它的受造物自由的一种方式。虽然地球好像是严格周期地绕着太阳转的,其实太阳系的轨道长时间是不可预知的,或者说是混沌的。这也许就像牛顿所说的,虽然其他行星和太阳自身的不稳定性会对地球产生扰动,但是地球之所以一直在它预定的轨道上乃是上帝的作为。牛顿的世界观绝对不是机械世界观,他反而承认这个宇宙的因果律不是封闭的,不是决定性的,而是向上帝开放的。上帝如果允许每个微观粒子都好像有自由,更何况祂所造的人类呢?正是基于上帝是绝对自由的这样一种对绝对真理的认识,我们才可以从最本质的角度来认识涌现以及在其之上所建立的所有对真理的科学知识。

论时间的真实性

当我们谈论时间的时候,我们对它习以为常。在艰难的时候,我们觉得度日如年,在快乐的时候,我们觉得时间转瞬即逝。这是所谓的心理学时间。我们也看到所有的东西都会变旧,所有的人都会变老,连地球和太阳也在慢慢老去。所以,我们看到了一切都在衰退,这是所谓的热力学时间。而上个世纪爱因斯坦告诉我们,时间是相对的,在不同运动状态里的时间是不一样的,不同引力场里面的观测者也会有不同的时间尺度,这是相对论理论里面的时间,在这里时间和空间似乎没有什么不同。在量子力学里面也有时间,而这个时间却是一个绝对的外在参量。一方面相对论认为时空不可分,另一方面,量子物理却把时间视为绝对。所以,很多理论物理学家发展量子引力理论来调和这两者的矛盾。一些理论通过把时空做量子化的处理来统一两个理论,有些理论把量子物理里面的时空视为从量子纠缠涌现出来的一种存在,并不是根本性的存在。

无论哪一种理论都需要对时间进行合理地解释。我们日常生活中所经历的时间不对称性在理论物理基本理论中是不存在的,我们认为过去已经失去,将来还未到来,只有现在才是真实的。但是相对论告诉我们每个人的现在都是不一样的,因为每一个观测者的位置和运动决定了他的局部现在,所以,不存在一个宇宙性的现在,你不能说宇宙现在的状态如何。由于时空是一个整体,不能分割,很多人提出永恒时空的观念,认为过去,现在和将来是一样真实的。就像一个人观看一个存储在DVD里面的电影,虽然人在观看画面的时候有一种现在感,但是整个DVD都是真实存在的,现在和其他时间是一样的。如果我们把宇宙也视为一个DVD,那么这个宇宙的过去,现在和未来共同组成了一个永恒性的存在,这是所谓的B类时间观。当然,还有一些人坚持过去,现在和将来的区别,这类时间观是A类。

如今大多数理论物理学家都持有B类时间观,认为时间不具有不对称性,时间箭头的存在仅仅是因为热力学第二定律,宇宙早期处于低熵状态,随着宇宙的演化,熵不断增加,于是熵增使得时间有了方向,而且我们人类也感知到了这种方向。所以,时间箭头产生于热力学第二定律以及我们所处的宇宙的高度有序性。虽然物理学家都持B类时间观,但是人们对时间的本性仍然是不清楚的。时间到底如同牛顿所说的,在没有任何物质存在的情况下仍然存在,还是因为物质状态的变化而存在。有的人认为时间和空间是量子纠缠的结果,这也是现在所流行的涌现理论的一个最重要的产物。如果我们把物质和能量以及承载它们的量子场视为终极的存在,那么这些物质之间的量子场之间的纠缠产生了空间和时间。也就是说,没有物质没有能量就没有空间和时间,因为时空本质上是一种量子现象。

Salvador Dali clocks

那么这一切对我们理解圣经所启示的上帝有什么帮助呢?首先,这些理论让我们对上帝的创造有更丰富的理解。上帝如果创造的是一个四维宇宙,那么过去,现在和将来对祂都是一样,这样的一位上帝虽然可以道成肉身进入历史,但是祂所进入的不是历史,而是时空,就像在一个视频中插入了几个片段而已,是静态的。也就是说,上帝创造的是一整个宇宙四维DVD,只是因为这个DVD每个片段之间的差别导致了人类关于时间流逝的假象。这种说法似乎表明宇宙和上帝一样是永恒的,上帝和宇宙的互动都是表象的,人的自由意志也是表象的,因为一切都已经固定下来,可以说是永恒的凝固。这样一种创造观似乎让我们觉得非常乏味,而且和圣经中上帝和人类的互动形成了极大的心理反差。也就是说,按照这种理论,圣经中任何关于上帝介入人类历史以及人对上帝的回应的描述都是一种假象,因为这一切都其实是静态的,没有任何改变的,永恒的。另外一种说法是,上帝一旦创造了宇宙之后,祂就进入了时间,未来对上帝和人类都是开放的,只是上帝可以护理这个宇宙来达成祂的旨意。这种说法和A类时间观是一致的,也更符合常识,表明圣经中对历史的表达是真实的。我也倾向于这种时间观,虽然我认为上帝对历史的掌控比开放神论所说的更为严格,然而,A类时间观和现代物理学理论关于时间的描述似乎是不一致的。怎么解决这个难题呢?

这个难题的症结在于时间之箭是否是真实的,必然的,还是一种巧合,一种假象。基于热力学第二定律的时间之箭显然不是基本的,而是一种统计学规律,是涌现出来的一种现象。但是,如果我们把时间之箭视为量子波函数的坍塌,那么我们就能够保证时间的单向性是绝对现实的最基本特征,因为量子物理是我们公认为最成功最基本的理论。虽然量子波函数坍塌是哥本哈根量子阐释所提出的一种解释量子波粒二象性以及海森堡不确定性等量子物理诡异性提出的,但是它却是一种很好的术语来描述目的因和亚理斯多德的潜质和实现理论。量子波函数就像一种潜质,只有被观测或者作用的时候才实现为一个量子态。因为波函数的坍塌是不可逆的,所以观测本身是一种不可逆现象。比如我们通过时钟来计时,我们如果不观测时钟,时钟所显示的时间是不确定的,当我们测量时间的时候,时间就出现了一个固定的值。而且由于观测,我们和时钟之间产生了纠缠,如果时钟和其他环境产生纠缠,那么我们就也和宇宙其他部分产生了纠缠。由于整个宇宙里每个部分都是相互关联的,那么宇宙本身就是一个波函数,所以宇宙就算处在热力学平衡态,也就是说粒子均匀地分布在这个宇宙中,那么时间箭头仍然是存在的,因为它的存在是由于宇宙的波函数不断地坍塌。而宇宙波函数坍塌所得到的值是由该值是否与上帝所赋予这个宇宙的目的契合程度概率性地被决定的。

所以,时间是由上帝对这个宇宙的“观察”或者护理的方向性所决定的。那么由于宇宙波函数的坍塌取决于一个外在于宇宙的原因,也就是说宇宙的目的因是一种宇宙的完美状态,那么我们可以说不仅是宇宙的过去决定了它的现在,而且是宇宙的将来决定了它的现在。宇宙的现在可以视为是宇宙中不同地方粒子波函数坍塌的时刻。这种颠倒的因果关系和圣经所说的是非常一致的,上帝创造这个宇宙是因着祂的本性就是爱,是生命,所以这个宇宙存在的目的以及终极的目标就是彰显上帝的本性,祂的爱,真理和良善。正如罗马书11:36所言,“因为万有都是本于他、倚靠他、归于他”。万有都是本于他,就是说万有的产生来自于祂,这就是所谓的宇宙早期低熵的起源;万有都是依靠祂,也就是说上帝一直在“观察”或者实现这个宇宙,否则这个宇宙中的人不会知觉到自己的存在以及时间的存在,因为我们只能感知被实现了的量子态;万有都是归于祂,这就是说,宇宙的波函数坍塌到哪一个宇宙是由上帝对宇宙未来的设计所决定的,当然最终是归于上帝的荣耀。所以,因果律不仅仅是过去决定现在,也是未来决定现在。

这样一种对时间的理解理论上是可以解决创世记的时间问题以及帮助我们理解时间的相对性。我们知道上帝对宇宙的护理或者观察产生了量子态的坍塌,由于量子态的坍塌让我们获取了时间信息,这种时间信息可以从化石,从天体运动,从同位素衰变来获得,但是这些自然“时钟”都需要被实现以被我们观察到,而这种时间被观测到首先是因为上帝这位终极观测者实现了整个宇宙,然后实现了人类观测者,最后人类观测者观测到了时间。由于量子波函数在没有坍塌的时候也在随时间演化,这里的时间间隔就是我们观测到坍塌后的波函数所获取的时间;然而,这些宇宙波函数坍塌的时间间隔则是另外一个时间,这个时间是整个宇宙对上帝“观测”或者护理的回应。所以,一个是宇宙里面观测者所经历的时间,一个是上帝的“时间”。由于上帝本身并不改变,这里上帝的“时间”应该是在灵界中的一种时间,反应灵界的变化。

圣奥古斯丁

也许有人说,你把时间说得神乎其神,不外乎是把科学理论强加在了圣经所启示的时间之上。我要说的是,如圣奥古斯丁在《忏悔录》中对时间的描述,“那么时间究竟是什么?没有人问我,我倒清楚,有人问我,我想说明,便茫然不解了”所以,圣经虽然只是使用了普通人所理解的时间,但是圣经是圣灵的默示,理所当然也启示了超越日常的普通人对时间的理解,否则耶稣也不会说,“我对你们说地上的事,你们尚且不信,若说天上的事,如何能信呢?”(约翰福音3:12)由于基督教世界观中缺失了对自然启示和特殊启示的整合,所以导致了对现代文化缺乏洞见,也导致了基督徒信仰与生活和工作的分裂。所以,我们应当效法奥古斯丁对那些宇宙中最根本的存在做深度的思考,在此过程中,我们可以参考科学理论,但不必拘泥于这些理论,我想圣经完全可以光照自然科学,自然科学也可以帮助我们理解上帝的创造和护理。

通过 WordPress.com 设计一个这样的站点
从这里开始