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在经典实在论的视角下,我们默认自然界的每个过程都有其确定的原因与演化路径:即便我们暂时不知道全部细节,这些细节依然客观存在。
与此相对,“本质随机性”(intrinsic randomness)宣称:某些事件在本体上没有决定性机制,只有概率分布——宇宙在这一层面“本身就是掷骰子”。
两个立场之间存在一个根本矛盾:
实在性要求:自然过程在本体层面是确定、完整的(即便我们只能有限地认识);
本质随机性主张:某些过程在本体上就是不确定、无因的。
从逻辑上看,“信息不足”与“本质随机”是两种完全不同的陈述;从实践上看,二者却在统计方法中被不断混用,甚至被悄悄等同。
要澄清这一点,必须先从“统计方法的地位”说起。
二、统计方法的真实角色:在理论成立前提下的“次级随机”1. 所有学科的实验分析几乎都依赖随机模型无论是物理实验中的计数统计、生物中的生存分析、经济学中的时间序列、心理学中的问卷数据,几乎所有学科的经验分析方法,都建立在这样一套基本做法之上:
假定存在某种稳定的概率分布(如高斯分布、泊松分布、指数分布……);
把个体实验结果看作是从这个分布中“随机抽取”的样本;
用极大似然估计、贝叶斯推断、置信区间等方法来估计参数、检验假设。
这在操作上是极其有效的,但在哲学上隐含了一个重要前提:
所谓“随机波动”,是建立在某个更基础理论已大体成立的前提之上。
例如:
在放射性衰变实验里,我们假定每个核的衰变概率 λ 是常数;
在电子计数实验中,我们假定计数服从泊松过程;
在高斯噪声模型中,我们假定系统周围的无数微扰可以用中心极限定理“平均掉”。
换言之:统计模型中的“随机性”是建立在某个“宏观可稳定把握的结构”之上的次级描述。在这个层面,随机性更像是一种有效近似的工作假定,而不是本体论的宣言。
2. 次级本质随机:在既定理论框架内“默认的归结点”在具体实践中,统计方法往往将观测误差与波动视为本质随机,但只在一个有限的语境内:
我们承认在当前的理论与实验精度下,这些波动无法被进一步分解与解释;
于是将它们视作“本质上随机”的噪声,构建出一个“最终的概率分布”;
之后一切不被解释的偏差,都被归入“本质随机”的尾部。
这种做法具有两面性:
一方面,它使实验处理高度标准化与可操作,是科学实践的核心工具;
另一方面,它在观念上把“方法上的终点”当成“本体上的终点”,从而模糊了“信息不足”与“自然本身无因”的区别。
更微妙的是:改善方法可以不断提高精度,但在精度范围之外,人们仍然继续使用同一个“本质随机”的分布。这等于说:
三、“本质随机”概念的逻辑地位:既不可证实,也不可证伪1. 为什么“本质随机”无法被证实?在统计方法内部,“本质随机”是一个方法论上的停靠点,而不是物理本体层面的结论。
若要“证明”某一现象在本体上是本质随机,需要说明:
在所有可能的更深层理论中,都不可能对该现象给出更细致的确定性描述。
但这要求我们:
穷尽所有可能的理论形态与构架;
证明任何潜在的隐藏变量、深层结构、拓扑机制都不可能成立。
这在逻辑上是不可能完成的任务。因此,“本质随机”在逻辑上属于一种不可证实的断言:我们顶多能说“在现有理论与实验精度下,暂时看起来像是随机的”,却永远无法说“它从本体上必然如此”。
2. 为什么“本质随机”也难以被严格证伪?反过来看,似乎可以通过找到更深的决定性规律来“否定本质随机”,例如:
发现某些曾被视作随机过程的背后,存在可预测的周期结构、混沌吸引子或隐藏变量;
通过更高精度的实验,识别出原本被当作噪声的“微结构”。
这确实可以削弱某个具体领域“本质随机”的说法。但对于“宇宙中是否存在某种终极本质随机”的一般断言,我们依然无法通过有限经验给出彻底否证。就像永远无法穷尽所有尺度与所有情形去证明“哪儿都没有更深层原因”。
因此,从严格的科学哲学立场看:
四、信息不足≠本质随机:认知层面与本体层面的区分1. 认知上的“随机”:信息不完备的统计表达“本质随机”更接近于一个形而上选项,而不是一个可经验裁决的科学命题。
在实际科学工作中,我们把“不知道的部分”用“随机变量”来代替,是一种信息编码技术:
无法跟踪每一个空气分子的精确运动,我们就在热力学中用温度、压强和布朗运动来表达;
无法追踪每一只电子的具体微观环境,就把探测器的响应记为“高斯噪声”。
在这些情况下,“随机”指的是:
我们对系统的微观状态缺乏足够信息;
在宏观尺度上只能用概率分布来表征这些不可分辨的微态集合。
因此,这里的随机性本质上是:
2. 本体上的“随机”:与实在论的直接冲突信息不完备的表现,是认知(knowledge)层面上的统计特征,而非自然本体层面的“无因结构”。
与之对立的,是一种强本体论宣称:
“某些自然事件在深层次上根本没有决定其结果的充分原因,只有一个先天的概率机制。”
这等价于说:
即使我们有无限精度的实验能力、无限完备的理论框架;
仍然无法为单次事件给出决定性描述,最多只能说“它按某个概率发生”。
这与传统实在论直接冲突:
实在论认为:自然过程有其客观结构与因果机制,只是我们能否认识到的问题;
本质随机则认为:在某一层级上,自然本身即是“无因有果”的概率发生场。
因此,一旦我们把“随机”从信息论的意义硬性提升为“本体论属性”,就等于:
主动放弃了对更深层原因的追问;
把统计方法的终点神圣化为自然本体的终点。
统计方法的巨大成功在于:
它以最少的结构假定(如独立同分布、平稳性等),就能从有限样本中提取出相当稳健的规律;
在没有细节模型的前提下,仍能给出可靠的预测区间与风险评估。
其有效性来源于:
实际系统常常存在宏观稳定性与尺度分离(微观细节被平均掉);
中心极限定理等定理保证了在弱相关条件下,高层统计行为趋于可预期形态。
但注意,这是在一个关键前提下成立的:
统计方法并不关心“本体上是否真正随机”,它只关心“在样本尺度与观测精度下,用随机模型是否能稳定描述数据”。
也就是说,统计方法是一种工作工具,并不自带“宇宙本质随机”的形而上承诺。
2. 技术上可以继续改进,但总保留“本质随机”的尾部随着理论与技术发展,我们可以:
提高仪器分辨率,缩小误差条;
引入更复杂的模型(如混合模型、层次贝叶斯、带记忆的过程等),解释原本被归入“噪声”的部分;
将原先视为随机偏差的一些结构还原为可建模的次级机制。
然而,即便如此,总有一个新的剩余部分仍然被归入“不可解释的随机波动”:
对于新的剩余部分,我们再次默认它是“本质随机”;
直到某一天,我们有新的理论与技术再次把其中一部分“还原”为结构。
这形成了一个典型模式:
随着认识提高,“本质随机”的范围不断缩小,但永远保留一个残余部分用于“兜底”。
从实在论角度看,这种“永留残余”的做法,只能说明:
我们当前认识仍然不完备;
而不是自然在某个尺度上“终于变成了纯骰子”。
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https://faculty.pku.edu.cn/leiyian/zh_CN/article/42154/content/2802.htm#article
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