决定论和非决定论的分歧(决定论和非决定论的分歧在于题库)

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/本文选自《从书本到临床:提高诊断思维》视频记录抄本。该项目得到了北京协和医学院教改项目2020zlgc0106的支持，并被朝阳区卫健委评选为“基于国际视野的医学思维能力培养与提升”项目。/

好奇是我们人类的天性。不管发生什么，都会有一个问题:“怎么回事？哲学家们特别关注这种好奇心。他们相信，只要人保持好奇心，就会不断向世界的源头发问，人类文明才会发展。我们现在要讨论的是，当我们回答一些问题的时候，我们也在建构一个理由，而这就是我们今天要讲的中心思想:宿命论，也叫决定论。

比如古代人看到日出日落，自然会有一个疑问:太阳为什么会这样运动？当然，古人既不知道牛顿第三定律，也不知道爱因斯坦的相对论。但并不妨碍他们用想象力去解释太阳的运动，而这种想象力就是建立因果关系的过程。

由于缺乏科学知识，古人常常把自己无法理解的事情归咎于神灵。古希腊人相信有一个强大的太阳神，他驾驶着燃烧的战车，永不停息，从而导致日出和日落。目前，这只是一个传说。但是，我们需要知道的是，在这个古老的神话中，太阳神每天都在四处行驶，这就是“因”。太阳从东方升起，西方落下，这就是“果”。虽然他们对因果的理解是错误的，但是他们建立了自己的因果，或者说决定论。

简单来说，决定论主要研究因果关系。

另外，从这个神话中我们可以看出，决定论涵盖的范围很广，甚至在一些宗教和神话故事中。或者说，决定论超出了科学和宗教的范畴。人为什么会生病？诸神惩罚人类是因为他们不快乐。人为什么会康复？因为神仙心情好。

在哲学上，决定论存在已久。古希腊的一位哲学家芝诺坚信宇宙中没有巧合，一切都严格遵循自然法则。乍一看，我们觉得这种观点能充分发挥人的主观能动性。因为世界的运行是有客观规律的，随着我们对世界认识的加深，我们对世界的预测也会越来越准确。在我们医学领域也是如此。只有找出原因，才能制定出相应的预防措施。

芝诺哲学家和数学家(图片来自互联网)

然而，事情并没有那么简单。如果我们相信决定论是一个颠扑不破的真理，并用它来认识世界上的一切，我们很容易得出结论:人没有自由意志。毕竟我们的身体是由物理和化学组成的，我们的意识是从肉体中诞生的。换句话说，只要我们能充分了解构成我们身体的物质，我们就能预测我们自己的思想。

总之，在决定论中，因果关系非常重要。原因导致结果，只要我们对原因有足够的了解，我们就能推断出结果。所以人类的思维也是在产生之前就确定了的。从这个角度来看，决定论是对我们主动性的巨大冲击。

这让我们不禁要问:我们一定要坚持决定论吗？在我们现在的时代，有没有一种新的理论完全推翻决定论？当然有。随着人类对世界认识的深入，确实出现了挑战决定论的新理论，但并没有完全否定它。事实上，直到现代社会，甚至今天，仍然有许多科学家坚持决定论，包括爱因斯坦。他有一句名言:上帝从不掷骰子。这个非常明确的声明表明了他对决定论的支持。

所以，让我们考虑一下。如果我们掷骰子，那么，骰子的数字是随机的吗？你可能直觉认为这肯定是随机现象，因为我们不可能预测到结果。否则，只要知道骰子的重量，桌子的弹性，投掷瞬间的力，就可以算出骰子的个数。

换句话说，因果关系是由两个方面组成的。一是确定性，二是可预测性。一切都可以用因果关系来解释。但是我们的力量有限。我们不可能知道所有的事情，所以我们不能做任何预测。现在随着科技的发展，我们的预测能力更强了，很多意想不到的事情都会变成可以预见的事情。于是，决定论依然顽强地存在。

在这个领域，另一个值得讨论的话题是混沌理论。混沌理论最早出现在气象学中。一位气象学家在用电脑预测天气的过程中喝了一杯咖啡。于是他停止了计算，喝完咖啡重新输入数据，继续计算。第二次检查，气象学家没有喝咖啡，于是机器一口气继续。这样一来，两种操作的结果就大相径庭了。为什么会这样？他做了一个总结，发现这是因为他喝完咖啡中断计算重新输入数据时，去掉了小数点后的一部分数据。虽然只是小小的改变，但最终的结果却是天壤之别。因此，他创立了混沌理论，表明初始阶段的任何微小差异都会产生巨大的后果。

爱德华·诺顿·洛伦茨的混沌理论先驱(图片来自网络)

很多人认为混沌理论是在否定决定论，但事实并非如此。混沌理论的核心概念不是不可预测性，而是如果数据精度不够或者实验条件稍有不同，就会导致结果发生重大变化。如果能无限提高精度，把实验的初始条件和过程控制到极致，那么结果是可以预测的。简而言之，混沌理论不是对决定论的否定。

说了这么多，我们来总结一下。决定论不仅历史悠久，而且源远流长。直到今天，也没有被彻底推翻。仍然有许多人坚持决定论。在这个理论的框架下，人类相信因果，认识世界就是确认这些因果。

虽然很多人还是坚持决定论，但不得不承认，这个世界上的一切都很复杂，有太多的数据和信息，我们无法完全理解。所以，这个世界充满了不确定性。这是我们接下来要讲的另一个话题:概率论。

相信概率论的人认为概率论足以推翻决定论，在今天的任何领域都是如此。在概率论的框架下，人们认为世界充满了不确定性。那么，这个想法是怎么产生的呢？我们先回顾一下。当决定论在科学界获得压倒性胜利时，牛顿提出了“运动三定律”。

牛顿自然哲学的数学原理是科学决定论的顶峰。如果说别的科学家在为科学做贡献，牛顿自己建了一栋楼。根据牛顿第二和第三定律，可以计算出任何天体在任何时间的确切位置。

但牛顿运动定律提出后，天文学家用牛顿公式计算天王星的轨迹。因此，理论轨迹与实际观察到的轨迹并不完全一致。

两位坚信决定论的年轻科学家认为，用牛顿公式一定能解释天王星的轨迹。经过一番推演，他们预测太阳系中还有一颗未被发现的行星，正是因为它的影响，天王星的轨道发生了相应的变化。

结果相当令人兴奋。天文学家架起望远镜，真的在某处发现了一个新的天体，那就是海王星。这一刻，决定论达到了顶峰。

在此基础上，作为决定论的信奉者，法国数学家拉普拉斯经过一番头脑风暴，提出了一个非常著名的结论:如果我们能够了解整个宇宙运行的规律，包括宇宙初始状态下每个粒子的位置、质量、速度、方向等信息，那么我们就可以推断出它们在未来任何时刻的状态。换句话说，一切都是可以预测的。当然，拉普拉斯不知道宇宙大爆炸理论。如果结合大爆炸理论，那么拉普拉斯的观点可以表述为:在大爆炸的那一刻，所有后续事件都是不可避免的。

比如此刻你正在看这篇文章，一切都是在BIGBANG的那一刻决定的。

宇宙大爆炸

可惜拉普拉斯还没来得及庆幸。一个有趣的科学观点彻底粉碎了拉普拉斯的理论，这个观点你应该很熟悉，那就是三体。近年来，刘的小说受到热捧，《三体》成为人们耳熟能详的话题。所谓三体，就是三个天体的运行规律。这个看似简单的问题却让无数数学家和天文学家束手无策，就连牛顿和拉普拉斯这两位大师都没能解决。

最终，是数学家庞加莱解决了这个问题。研究三体需要很多复杂的方程式。经过严格的推导，庞加莱发现三体不能用数学公式来表示，也就是说它不具有可预测性。

也就是说，庞加莱证明了拉普拉斯通过某一时刻预测一切的想象是不可能的——而这就是概率论的表述。

庞加莱和天体物理学

随后几年，量子理论Heng 空诞生，成为概率论的坚实基础。作为决定论的支持者，爱因斯坦始终反对量子论，爱因斯坦与支持量子论的科学家的交锋成为20世纪科技史上最精彩的篇章。这个过程太复杂了，不在我们今天的谈论范围内。然而，在21世纪初，量子纠缠已经被实验物理学家证实，量子理论有了很大的进展。也就是说，我们现在所处的时代是以概率论为主导的。在概率论的框架下，世界充满了不确定性和随机性。

我们可以用一个更直观的例子来证明这个问题。文艺复兴时期有一个传说，伽利略在比萨斜塔上扔下了两个铁球，证明了亚里士多德的错误。其实科学史专家普遍认为这个故事不真实，但这没关系。我们现在想说的是，当铁球从空下落时，我们知道它的重量，下落的时间和高度，那么我们就可以计算——这个地方的重力加速度。

我们初中就知道，地球上不同的地方，重力加速度是不一样的。但是同样的位置，当然重力加速度应该是一样的，那么我们重复这个实验，把同样的铁球扔在同样的高度。那么计算出的重力加速度应该和第一次一样。

然而，事实并非如此。我们每次计算的重力加速度值都不一样。最后，我们需要汇总所有的计算，计算出平均值作为最终结果。

这就是问题所在。为什么每次都有不同的值？我们会认为，显然，这是由于仪器设备不完善，我们的实验控制没有那么严格。只要两个方面都做好，就能准确的测出这个位置的重力加速度。

然而，事实仍然不那么理想。科学家比我们有更强的好奇心和行动力，我们所有的想法都被科学家付诸实践。这些勤奋的科学家在不断改进实验设备，提高实验精度后，仍然痛苦地发现无法得到唯一准确的数值。每次实验的结果还是不一样的，即使这些差异极其微小。

最后，科学家不得不承认重力加速度可能不是一个固定值的可能性。实际上可能是一组在一定范围内波动的数据。这与我们之前对数据的看法不同，一系列的数学概念诞生了，包括概率这个词，这是一个用来描述随机性的重要表达。

需要注意的是，随机事件不是无规律的，也不是不可预测的。随机事件和数据组的面貌也可以用数学方法来描述。

这个概念在医学领域已经有了应用，半致死剂量的概念就是概率的体现。昆虫学家切斯特·布利斯(Chester Bliss)发现，无论农药的浓度有多高，总有一些虫子能够存活下来。但是农药浓度很低的时候，总会有几只倒霉的虫子被杀死。可以说这样的结果充满了随机性。于是，为了表达农药对昆虫的毒性，Bliss用了一个参数，就是半致死剂量。

LD50描述的不是一种毒药能杀死某种昆虫的剂量，而是使用这种杀虫剂能把一群昆虫杀死一半的剂量。不难看出，半致死剂量的概念中浸透了概率论的思想，而在我们的药理学和毒理学中，这种思想的深层逻辑也成为了学科的基础。

只要我们足够细心，就会发现概率论对数据的描述已经成为现代医学领域非常普遍的现象。关于科学的讨论是没有止境的，决定论和概率论之争未来可能会有新的变化，但至少在我们生活的这个时代，概率论和统计学为我们提供了验证科学理论的基本工具，这也是医生应该具备的基本理念。

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作者:孙艺菲，河北医科大学医学教育史副教授

陈刚，北京协和医院肾内科副主任医师

编辑:东门苦艾