自由意志能存在于我们的决定论宇宙中吗?

物理学家:这取决于你对“自由意志”的定义，以及你对“决定论”的界定。这两者都是一个观点问题，因此哲学家(以及我们其他人)在可预见的未来中将有大量的争论。

如果我们的选择是神经细胞活动的表达，那么我们所做的一切都是由物理力学决定的。即使我们有自由意志的感觉，也只是一群原子，每次遇到另一个原子时，都遵循同样的简单规则，重复得令人作呕。

一只小鸟会唱歌，迎接黎明，却不知道为什么。

因此，如果物理定律都是决定性的，那么任何人做的每件事都是“命中注定的”，就像一块从山上滚下来的岩石或时钟的报时一样。现在，你可能在某种理想化的意义上缺乏自由意志，但如果没有办法告诉你，那么你真正缺少的是什么?你的行为在理论上是否可预测并不像你的行为在实践中是否可预测那么重要。组成我们所做的每件事的微小的、个体的相互作用很容易的(嗯……有点)预测，但大系统要比它们各部分的总和复杂得多。

康威生命游戏(Game of Life)(与目标是富有地死去的游戏不同)就是一个很好的例子。生命游戏，实际上应该被称为“盯着像素看”，是一个非常短的规则列表，适用于网格上的像素，描述哪些像素将在下一个“世代”中“活着”。由微小、简单的事物组成的系统(比如带有基本交互规则的像素)被称为“细胞自动机”。

注：康威生命游戏（英语：Conway's Game of Life），又称康威生命棋，是英国数学家约翰·何顿·康威在1970年发明的细胞自动机。

它最初于1970年10月在《科学美国人》杂志上马丁·葛登能的“数学游戏”专栏出现。

每个像素与其他8个像素相邻。如果一个“死”像素与三个“活”像素相邻，那么它将在下一代中复活。如果一个活像素与另外两个或三个活像素相邻，那么它就是活的。否则这个像素就会死亡。

如果你不熟悉康威生命游戏，那么就花点时间去体验一下吧。尽管非常简单，它的规则只需控制单个像素和它们的近邻，但一般来说，如果不经过几代人的实际运行，就无法从初始条件预测游戏的最终行为。事实上，生命游戏的复杂度与运行它的计算机相当(如果允许运行在足够大的网格上);所以电脑可以模拟生活的游戏，但同时康威生命游戏也可以模拟一台电脑。

一台计算机，在康威生命游戏中模拟，在计算机中模拟，在屏幕上复制，也许被某人以自由意志感知。

康威生命游戏是自由意志的游戏，就像放错地方的红色假发，里面装满了无记名债券，结果却变成了小丑。如果你花足够的时间与前者相处，你就会忍不住对后者提出探索性的问题。无论你谈论的是神经元、分子还是基本粒子，人也是由许多微小的“细胞自动机”组成的。每一小块的行为都遵循一组已知的规则，所以理论上，只要你知道所有关于初始条件的知识，就应该能够确定甚至是大型系统(比如人、世界或其他一切)的结果。但实际上:没有。

首先,你不会算出在任何系统中每个粒子的确切位置接近一样大的一个人,就算你能,宇宙在这里堆更多的东西来跟踪。环顾四周。看到什么了吗?然后它已经发生了。

其次，就像生命游戏一样，物理系统不太可能有“计算捷径”。也就是说，如果你想准确地预测一个人会做什么，会想什么等等，你就必须模拟他们所有的细节，运行模拟，然后看看会发生什么。但这正是你如何处理一个自由意志的存在:你只是…看看他们做什么。也许这列我们称之为“生命”的狂野列车正在轨道上运行，但如果没有真正的目的地，就没有办法知道这列列车要去哪里，这又有什么区别呢?这至少是与自由意志相邻的。

尽管如此，宇宙并不是完全确定的。十多年前，康威（Conway）和他的伙伴科亨（Kochen），定义了一个“自由”的概念，当它的行为不是由过去明确决定的时候，然后证明了“自由意志定理”，这个定理既疯狂又令人沮丧:

如果人们有自由意志，那么个体粒子也有自由意志。

科亨（Kochen）和康威（Conway）证明了自由意志定理，因为在某种程度上，他们不得不这么做。

科学家和哲学家的不同之处在于，科学家们互相强迫对方明确自己在说什么，而哲学家们则倾向于更松散一些(同时，科学家们也是实证证据的忠实拥趸)。因此，尽管你可能不同意他们在《自由意志》中对“自由”的定义，但这仅仅意味着我们需要更多的词汇来理解。

在他们的论文中，他们花了大量的时间建立了一个已知的物理原理，“基本随机性”，并且这只是一点点建立起了他们到底在谈论什么。即:为什么我们称这个结果为自由意志定理?人们通常默认实验者有足够的自由意志来选择他们仪器的设置方式，而不是由过去的历史来决定。我们之所以明确地提出这个假设，是因为我们的定理从这个假设中推导出一个更令人惊讶的事实:粒子的反应也不是由过去的历史决定的。-科赫公司（Koch ' n Con）

注：自由意志（英语：Free will）是能在各种可能的方案中进行选择和决定行动的能力。这是一个复杂的主题，无一个为各方所认可的定义。哲学界对“自由意志”的定义并不统一；而日常人们所讲的“自由意志”又不同于司法界和心理学界所理解之“自由意志”。

想法是这样的:

在历史的大部分时间里，科学家们都是在一个相当保守的假设下工作的;所有可能的实验都有结果，不管你是否愿意做这些实验。例如，如果你的实验是“这张牌是黑桃皇后吗?”，然后，不管你是否真的去看，都会有一个答案。通过观察，你获得了一些信息，但不管你是否愿意做这个实验，结果都是存在的。这张卡就是它。

更好的是，如果你有一堆牌，你选择看哪一张并不重要;他们都是他们自己。如果你假设事物处于确定的状态，只是等待着被发现，那么你可以用各种各样的数学命题来证明它们总是正确的。比如“如果总共有三张牌，那么红卡和黑卡的数量是不同的”。不管你在实际打牌方面有多聪明，这句话(除此之外还有很多其他的)一定是真的。

对于给定的系统，通常可以进行多个实验/测量。如果每个测量的结果在您查看之前就已经存在，那么就可以对总体结果作出一些数学声明。

但事实证明，许多量子现象，尤其是纠缠，与某些方程是不相容的，这些方程来自于“每张牌(或本例中的粒子)已经是它的样子”的假设。在他们的论文中，科赫公司（Koch ' n Con）提供了一个基于粒子自旋的不兼容性的明确例子，这篇旧文章对另一个例子进行了更详细的描述，它背后的数学原理，以及它的含义。重点是:尽管听起来很奇怪，但严肃地说，对于许多量子系统来说，所有可能的实验结果实际上都不可能存在(因此也不可能预先确定)，因为这些结果在逻辑上是不一致的。

现在，如果你假设所有发生的事情都是完全预先确定的，那么这实际上不是一个问题。量子力学的奇异之处，实验者，以及他们选择做的实验，都在“轨道上”。做实验的人没有选择做哪个实验，这意味着只需要存在一个实验的结果。其他的不会被完成，所以它们可以安全地隐藏在存在主义的地毯下。

一对量子物理学家思考，实验，却不知道为什么。

另一方面，如果做实验的人有自由意志(他们的行为不是由过去决定的)，那么问题就来了。如果他们可以自由选择任何实验，并且实验的结果是预先确定的，那么所有的结果都必须是预先确定的。但这是不可能的。

当然，当我们做这些奇妙的量子实验时，我们总会得到一个结果。没什么大不了的。但如果我们有自由意志，我们的行为不完全由过去决定，那么我们所研究的量子系统也有完全相同的自由意志。

为了创造出我们目前所看到的实验结果，宇宙需要以一种非常具体的方式，大规模地坚决反对量子理论学家。为了支持假设中涉及到的粒子,实验者,和用于测量的机器并不都是受到某种包罗万象,一个原子,完美的执行,和不必要的穷凶极恶的系统性偏差,这用于使“选择”的方法在实验中已经变得有点言过其实的。例如，假设通过测量纠缠粒子的速度足够快，距离足够远，以至于光不能在它们之间传播，以及使用来自宇宙相反方向的宇宙微波背景辐射，在产生纠缠粒子之后，但在它们被测量之前，随机地确定测量设备的方向。这样一来，要么你真的随机选择你想做的实验，要么整个宇宙从一开始就一直在密谋反对你和这个特定的实验。确定事情的真相是很重要的，但是这种程度的谨慎会模糊尽职调查和妄想症之间的界限。

粒子的量子随机性是否可以扩展到产生自由意志，或者至少在活体中产生“不确定性”，这是一个悬而未决的问题。被迫猜测，我想说…大脑可以在瞬间发生变化，除非它们积极地抑制它，否则量子随机性最终应该会“蝴蝶效应”进入我们的行为。至少有时。但如果你真的想确保你的意志像原子一样自由，你可以随身携带一个盖革计数器，并根据它的读数做出所有决定。你会成为你所在街区最自由的人!

注：盖革计数器（Geiger counter）又叫盖革-米勒计数器（Geiger-Müller counter），是一种用于探测电离辐射的粒子探测器，通常用于探测α粒子和β粒子，也有些型号盖革计数器可以探测γ射线及X射线。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. askamathematician

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