其他意见（2）知识可以预测吗？——戴维·多伊奇访谈录
“到了。”出租车司机指着一堵摇摇欲坠的墙说。我看到墙内探出了一大丛看起来很久都无人打理过的植物，暗自思忖是不是找错地方了，不过目的地就在这附近，从这里下车步行也用不了多久。于是我付了打车的钱，步入了秋日的明媚阳光之中。这是牛津郊外的一条安静的街道，我要找的人是戴维·多伊奇。
我仔细看了看面前的房子，发现门牌号是对的，于是沿着一条爬满了植物的步道向门口走去。门上到处都是蜘蛛网，看上去非常需要重新粉刷一遍。我按下了门铃，没多久，戴维就开了门。
即便是像我这样几乎脸盲的人，也很容易辨认出戴维·多伊奇。他的眼睛相对于他尖尖的鼻子和瘦削的面部来说似乎有些太大了，并且他的头发也有点儿过长了，就像大多数英国男人一样。他带着一脸微笑迎了上来，邀请我进屋。我看到他房子的内部状况也没比外面好到哪儿去，但是作为两个上小学的孩子的母亲，我对在堆积如山的玩具、书籍和难以辨认的手工制品中小心翼翼地穿行这件事非常在行。这项技能现在派上用场了。
戴维领着我来到了看起来像是客厅的地方。这里有一张沙发，对面是一张桌子，上面摆着一块巨大的平面显示器，周围还有一些折叠椅和书架，我看见一个书架上面摆了一本由查尔斯·W.米斯纳、基普·S.索恩和约翰·惠勒共同撰写的经典著作《引力论》（Gravitation）。地上散落着园艺用具、一堆箱子、电缆、各式各样的电脑配件，放着一张蓝色的迷你蹦床，还有一把鲜红色的日式按摩椅。戴维兴奋地说，这把按摩椅是新买的，正说着就开始展示它的各种功能。我拼命地压抑住问他要来拖把和吸尘器的冲动，于是我咕咚咕咚喝下一杯水，开始低头找我的记事本。
戴维最为人所熟知的是他对量子计算的开创性贡献，2017年，他因此获得了国际理论物理中心颁发的狄拉克奖章，在他的一长串奖项和荣誉清单上又添了一笔。但我不是来找他讨论量子计算的。我之所以来到这里，是因为戴维撰写的两部人气科普著作《真实世界的脉络》（The Fabric of Reality）以及《无穷的开始》（The Beginning of Infinity）给我留下了深刻的印象。1这不仅是因为戴维非常仔细地阐述了他思考问题的逻辑，还因为他让我感受到他是一位远远走在时代前面的科学家。他对当今的技术兴致缺缺，反而对科学知识如何增长、如何造福于我们的社会以及知识本质上是什么这样的问题很感兴趣。我想戴维应该是探讨还原论局限性的合适人选。
和往常一样，我开口问他的第一个问题也是他是否有宗教信仰，而他直截了当地告诉我他没有，我看他好像没有要补充说明的意思，便转向了还原论的问题。“从粒子物理学的角度来看，一切都是由微小的粒子组成的；从理论上讲，世间万物都是由粒子形成的。你同意这个观点吗？还是说你认为有些东西是无法被还原成各个组分的？”
“我不赞同还原论这种哲学思想，”戴维说，“也就是说，我不赞同将还原论的那一套解释看作唯一正确的观点。”
“能否再说得更清楚一点儿？你刚刚所说的是哪种还原论？”我问道。事实上，还原论分为两类，只不过这种区分在大多数情况下并不重要。其中一种是理论还原论，认为较高层级的理论可以从较低层级的理论中推导出来，这就是我们在上一章所讨论的内容；另外一种则是本体还原论，认为我们在越小的物理尺度上得出的解释越准确。这样的区分之所以不重要，是因为它们的发展在历史上一直是齐头并进的。
“我认为这两者作为哲学原理来说都是错误的，”戴维回答道，“但碰巧的是，有史以来最好的一些理论成果确实在这两种意义上都属于还原论，比如元素周期表。这是19世纪科学解释的一次辉煌胜利，它把古往今来的各种解释联系在一起，其中包括物质不能被无限细分这样的观点。但是和所有其他解决方案一样，元素周期表也带来了新的问题。如果原子不能被细分，那么它们为什么会具有不同的性质？为什么这些性质会遵循周期律呢？这就表明一定还存在比这更加基础的结构。这也是我对现代粒子物理学的看法，就像19世纪的化学一样……啊，不对，也许和19世纪的化学有所不同，因为现代粒子物理学还带着还原论哲学的味道，认为只有将事物细分为更小的东西才能解释……哦，不好意思，我好像顺着元素周期表说得有些跑题了，刚刚咱们说到哪儿了来着？”
“你说我们目前为止所拥有的一些最好的理论在两个角度上都是还原论。”
“啊——是的，”戴维又找回了先前的思路，“但有些理论不是。例如通用计算理论，该理论认为所有物理定律都是图灵可计算的。用物理学的话说，这意味着有可能存在一个物理对象，比如这台电脑，它所有可能的运动方式的集合，在某种近似条件下，与所有可能存在的运动方式的总集一一对应。”
他指着那台笔记本电脑继续说：“现在，这是一个有关宇宙的强有力的陈述，大多数我们可以想象出来的物理定律都不满足它的条件，不过我们认为实际的定律确实满足这一点。然而，该原理所指涉的是一种高度复杂的对象——通用计算机。所以，如果‘所有定律都是图灵可计算的’是一条基本原理，那么这条定律就不具备还原性，换句话说，还原论在这种情况下是错误的，因为该定律描述的是一个特定的高层级对象具有基础的属性。2我认为未来还会出现多个这类定律。当然，只有在它们提供不错的解释的时候，我们才会接受它们。但是在我看来，说它们不是还原论并不是一种批评。”
他又接着补充道：“同样，我们说一条定律是还原论也不是一种批评。有些人就持有相反的观点，我们将其称为整体主义者。他们认为还原论的解释永远不可能是基础的，我认为这也是错误的想法。”
“你说你手里这台计算机是一个具有基础属性的高层级对象，但是你所说的‘基础’到底是什么意思？”
“我的意思是，这些描述这个世界的原则是深刻的、普遍的真理，而非碰巧是正确的。”戴维说，“举个例子，假设存在一个太阳系，其中有8颗行星，并且前3颗都是岩质行星。我们知道这是真的，因为我们就生活在这么一颗行星上，而我们并不认为这是一条基本的陈述。但是我们却认为能量守恒定律是更深刻的真理，因而可以成为未来的理论的向导。当我们试图写下基本粒子有可能会遵循的新定律时，往往也要让新定律符合能量守恒。我们把它当作一个不需要用其他任何东西来解释的原则。”
“你的意思是，虽然这是一条基本原则，但是由于它在所有条件下都适用，因此它并不是还原论？”
“我们没有从其他定律中推导出能量守恒定律，”戴维解释道，“我们只能从它推导出其他定律。当然，能量守恒定律有可能是错误的，但是要说它是错的，你就需要解释清楚它错在哪里。例如，有些人指出广义相对论不遵守能量守恒。要是真的有谁能证明这一点，那你就会抛弃这条原则。这是有可能的，因为广义相对论在某些方面有些不尽如人意，这一点你也知道。我们需要一套量子引力理论。”
我提出了自己的看法：“也许我们没有发现量子理论的原因在于，我们过分局限于在更小的尺度上找到更基本的定律。万一不断缩小研究的尺度这样的做法就是错的呢？”
“没错！”戴维深表认同，“如你所知，我曾提出过一个建构子理论（constructor theory），在该理论中，基本定律就不具备还原性。目前这还只是一套非常粗糙的理论，但研究最初总是要冒险一试。在建构子理论中，低层级的、微观的规律都是高层级规律的涌现性质，反之则不成立。”
“你听说过因果排他性原则吗？”我问道。
“没有。”
“这似乎与你刚才说的内容有所矛盾，”我解释道，“在粒子物理学中，我们会有这样的想法：如果我们把较小的东西组合成较大的东西，那么就可以从小东西的规律中了解大东西会有何表现，在这一过程中我们会使用有效场论的数学框架。如此一来，我们就拥有了描述宏观事物的规律。因果排他性原则认为，既然我们已经掌握了宏观事物的规律，那么要么其他任意宏观规律可以从我们已有的规律中推导出来，要么这二者间必然有一个是错误的。3”
戴维答道：“宏观物体的动力学定律是决定论的，并且可以从微观定律中推导出来，我对此没有异议。但这也并不意味着这种解释就一定准确。”
我还是不确定自己是否完全理解了他的话，追问道：“所以建构子理论不是还原论的意思就是，解释并非从小尺度开始进行？”
“没错。举个例子，我们现在假设，在建构子理论中有一条基本定律认为存在通用计算机。事实上，我们可以尽情地假设存在具有任意大内存的通用计算机。这个东西——”他又指了指那台笔记本电脑，“只是一种近似，但是在未来会有更大内存的计算机，在无限久远的未来则会有无限内存的计算机。出于论证的目的，假设这确实是一条基本定律，但其他的基本定律具有还原性，比如量子力学和基本粒子的相互作用等。”
“那么，通用计算机的存在加上微观的动力学定律就可以转化出有关宇宙初始状态的描述，但是转化的方式却相当棘手。我们无法实际计算初始状态必须具备的所有性质，只知道其最终结果是产生了通用计算机。有人会在这里就推翻这个理论，他们会说这是一种目的论的理论。但它不是那种陈旧的目的论，我们必须解释为什么宇宙中会有计算机。哪怕是我们面前这种计算机的存在，也会使物理定律变得极不寻常——这就像化学元素的存在一样奇特。这是我们观察到的这个世界的一个特征，而我们尚未对此做出解释。”
我说：“但是，把你想要解释的东西放进你的理论中当然无法解释它。如果你只是认为宇宙就是会演化产生计算机，这完全解释不了任何东西。”
“对，”戴维说，“你还可以说，我们之所以坐在这里，而你对我说的话表示怀疑，是因为你要写一本里面写着‘而我对他说的话表示怀疑’的书；同时，你要在书里写下这句话就是你现在表示怀疑的原因。这是相同的观点，但它完全没有解释任何东西。我不得不像这样用计算机来举例是因为我们还没有能够解释清楚的理论。”
“好的，”我说，“所以你的意思就是，可能会有这样一种理论，其性质就是可以继续产生具有无限内存的通用计算机，但你不知道这个理论是什么。”
“是的，”戴维表示肯定，“但我们的建构子理论对这类事情很宽容。设想存在这种类型的解释性理论并不愚蠢。”
回到未来是否已被决定的问题上，我问道：“你刚才说你对动力学定律是决定论的这一点没有异议。那么你会出于这一原因认为一切事物都是决定论的吗？这里指的不仅是计算机，也包括人类的意识和行为，等等。”
戴维道：“都是决定论的。从逻辑上讲，某一时刻的状态是由其他时刻的状态和动力学定律共同决定的。但有可能只有较早的事件能解释较晚的事件，反之则不然。”
“但仅仅是决定论的也并不意味着它是可预测的，”我说，“你的意思是一切事物实际上也都是可以预测的吗？”
“非也，”他说，“原因有三：首先，在量子力学中，我们无法完全准确地测量状态。因此，即使我们知道每个状态将如何演化，我们也不知道实际的状态是什么样，因为它无法测量。”
“其次是混沌。现在，量子力学中并不存在混沌[1]，但是像计算机和大脑这样的东西在它们各自发挥作用的层级上确实存在混沌，所以这意味着即使计算机中只有一个比特的信息发生了改变，其未来的行为也会发生极大的变化。因为我们无法近乎完美而精确地测量自己的状态，所以我们是不可预测的。
“最后也是最重要的原因是，我们无法预测将来的知识会如何增长。任何一个理论，无论它有多好，它都不可能预测其后继者的内容。假如你现在把一个人放进一个玻璃球里，不允许他与外界进行任何互动。你可能认为原则上你可以预测出所有他将会做的事情，但这是一种错觉。如果这个人提出了什么新的想法，比如一个新的物理定律，你在开始实验的时候是不可能预料到这一点的。如果你的计算机预测出了他要做的事情（比如在第一天计算出了他在之后的7天里将会做的事情），那么在他真的提出新想法之前，你就已经得到了原本应该由他提出的新定律，于是计算机所执行的计算实际上是一个人类的思考——它就是这个人。所以为了计算他将来会做什么，你必须把他从密封的玻璃球里带出来，然后把他放进电脑里，以虚拟的形式运行他。不得不说，我认为无论是以虚拟的形式还是现实的形式来管理一个人，其结果都是完全一样的。思考就是一种计算。”
“所以你的意思是，这将不再是一个预测，因为如果真能那样预测的话，你的电脑里就是真东西了？”
“是的，”戴维说，“我们无法预测未来知识的增长，因为如果可以的话，那我们就能在试图进行预测的那一刻之前获得新的知识。这是知识的一个特征，它会导致不可预测性，即便在决定论系统中也是如此。”
“那么回到我们之前谈到的问题，”我说，“如果我们坚持通过缩小尺度来将规律还原为更基本的规律，那么知识的增长就无法解释吗？”
“在其他众多情况下，确实如此，”戴维说，“原子论是在没有证据的情况下被设想出来的。古希腊人遇到的问题是，假如世界是一个连续体，那么要想从A点出发到达B点，你需要在中途经过无数个点；而假如世界不是连续的，那你要如何从一个离散点前往下一个点？这两种说法似乎都不太可能。为了寻找出路，古希腊人发展出了原子论。这个理论在当时可能看起来很深奥，甚至根本没有任何实际意义，但是所有好东西都源于这样的想法。这也是我对粒子物理学、还原论和整体论的看法。它们都应该服务于解释世界的任务。”
而我对他说的话表示怀疑。