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RSS/FEED订阅从“随机”的概念看科学对人认知的局限
文：寻泉
引言
人类在文明的发展中奠定了认知世界的方法和观念，从而在遇到各种事物时能够有相应的理解和对待方式，造就了人这种生命形式。
宇宙极尽复杂玄妙，人所能感知的只是浅浅的一点；但人的思维是一套完整而自洽的系统，在观察到从无尽的迷与繁杂中表现出来的些许现象后，也必须构建起来清楚的认识，能够感觉上合理，说服自己。尤其随着近代学术文化的繁荣和自信，人们已经把这套认知体系充实到了很丰满的程度，复杂而权威；然而，毕竟人类处在迷中，上天也不允许人知道更多，所以这套认知体系在构建中产生了自我封闭的作用，主动地抑制超出这个迷的范围的思想认识，并使人形成一种不自知的认知边界，把自己固定在现有思想中且感觉上已经完满。
笔者发现，人对于“随机”这个概念的认识是这种模式的一个很有代表性的例子。人的理性思维是确定性的逻辑过程，一步推出一步，是必然的，想多少遍都是在加深同一个结论；而人认为随机的事情，必然是包含了人认知之外的因素。比如说数学，这是人理性思维所造就的方法，都是绝对的、单一的逻辑结构，就像有句话说“真相只有一个”。问手头的一个数学命题为何成立，通过推导能一路回溯到早就知道的基本公理，整个数学体系之树从根到叶都是这种形式。笔者从小学习数学，早已习惯于此；然而却在学习“概率论”这门课的时候遭遇了认知的冲击——“概率”这个概念如同无根之木、无源之水，插進了本来早已熟悉的知识系统中。这种随机和概率的概念来由不是数学所及，但整个概率论的学科又都是基于此而构成。
一般而言，人理解的随机是指在已知的条件下无法推测事情的确切结果，而只知道可能得到哪些结果，以及一定的规律。不确定的事情和确定的人类思维，正好通过“随机”的概念连接起来。虽然无法推测结果，但类似的事情发生多了可以找到一定的规律，从而纳入“概率”的认知范畴，继续用逻辑来分析，比如可以知道出现各种结果的概率。就这样，许许多多人无法预测的事情，都被称作随机事件，在人认知世界的知识库中放好了位置，得到理解和利用。这样的位置，正好处在了人类的认知边界，但又因为有概率的表现，不算完全的“未知”，让人在思考时拐了回去，逐渐忘记了自己未能突破的边界，形成的思维习惯正好产生了自我封闭的作用。
生活中的认知
举一个最经典的例子，人们常用抛硬币的方式来创造一种“公平”的安排。比如体育比赛时哪方在哪边场地、有一个机会让两人中的哪个得到，人们选择抛一次硬币，以得到的随机结果来决定事情的安排。因为硬币对称的形态，抛出正面和反面的可能性相同，也就是正好各一半的概率，人的观念认为这样两方的条件是对等的，是公平的。从数学的角度来说，其表现是在抛硬币的事件发生次数趋于无穷多时，总共得到正面和得到反面的数量比例趋于一比一。人所知道的只是这个统计的特性，因而用于规则中，这样统计上会得到趋于均匀的分配，符合了对公平的要求。
但是人们并不满足于仅仅认识到这种安排是公平的，对最后的结果还想去思考认识。比如有一个人代表队伍抛硬币或者抽签，结果是没抽中好机会，损失很大，其他队员自然想埋怨、责怪他。但是大家也知道，他自己根本上也无能为力，也控制不了结果，那责怪他也不合理；可大家确实损失了，责任应该在谁呢？不知道。当然理性成熟的人不会执著于这个问题，而把这种情况理解为“运气差”，看成是一种偶然因素、自然结果。也就是说人的认知在“运气”的概念上止住了，很少再深究。因为人认为这类事无法推测结果，也无法理解原因，所以也就习惯于到此为止了。
这样的理解方式，正好就在前文所说的认知边界之处。而“运气”“偶然”等概念正如一个牌子挡在出去的路上，写着“此路不通”。如果想要认识宇宙的真相，那我们就不能再习惯性地忽略这个牌子后面的广阔天地了。当然，在丰富的人类文明中不乏各种对真理的探索与追求，其认识方式也相去甚远。
科学中运用“随机”
以现代人类在科学的基础上建立的世界观探究，如何认识“随机”概念背后的实质？如前文所述，之所以称为随机是因为事情的结果无法被推测。自然科学的理论追求找到物质运作的普遍、底层规律，从而把整个世界纳入人的认知模型中，这种模型自然是确定性的逻辑，一般不存在随机的因素（这里从经典物理的角度讨论，不考虑量子力学等）。所以通常在科学上讨论随机的概念，相当于是使用一个唯象的工具，或者说相当于近似的方法，对于相对困难、不方便从根本机制入手分析的问题，寻找其统计上的规律，用概率的方法得到一些够用的结果。
举一个简单的例子：平衡态理想气体的压强问题。处于静止稳定状态的气体对其中的物体施加着恒定均匀的压强，现实中显然如此，就比如地球表面一切物体都处在很大的大气压强之中，但因为是全方向均匀的，所以又感受不到力的作用。人想找到这个压强大小的规律，但是微观上来看事情却很复杂：组成气体的大量分子稀疏地随机分布在空间中，各自有着不同的位置、运动方向和速度，非常散乱，它们在自由运动中不断地撞击着物体表面而反弹，从而产生了这种宏观上的气体压强。
这些分子的运动过程都是以微观上可以确定的物理规律進行的，但因为其极其庞大的数量，每个分子的瞬时状态各不相同，实际问题中根本无法逐个研究所有分子的运动；但因为都是同类的分子处于同样环境，可以把单个分子的运动视为随机过程，而讨论所有分子的统计规律，也就是它们的共性。这样一来，只要知道单位面积的物体表面被气体分子碰撞的平均频率，乘以平均每次碰撞传递的冲量，就得到了压强的大小，而不用管哪个分子如何碰撞。显然，在其他条件不变时，容器壁被气体分子碰撞的频率正比于气体分子的密度，也就得到了宏观的规律——气体的压强正比于气体的密度；还有许多其他符合宏观实验现象的结论。其中碰撞的频率、每次碰撞传递的冲量等，都是取统计平均值；更深入的规律需要基于统计力学的理论得到。
像这样，通过统计的方式处理复杂系统，找出整体表现出的简单规律，是科学方法中的一个很重要的部分。在这类问题中，最后得到的宏观规律以统计平均的方式消除了微观上随机过程的不确定性；所以虽然实质上是能力有限的妥协，但得到的结果常常正好是研究中所关注的表现。在这样的理论模型中，“随机”正是代表着那个复杂而无法分析清楚的部分。
普遍存在的宏观随机性
然而，以自然科学的理论体系认识我们所处的世界，会发现很多事情并不像刚才气体压强的例子一样。众多的宏观现象虽然有着确定的微观演化规则，但宏观的演化结果对局部细微条件非常敏感，数学上无法抹平系统中微观因素的随机性，所以难以找到明确的宏观规律；这种情况被称为“混沌现象”。
还是以气体为例，这次让它流动起来，产生气流掠过物体表面，事情就变的很难办了。物体附近的气流受到其拖滞，速度变慢，这样会和更远处的气流流速有差距。只要这个差距不是很小，流动的气体中随机的微小扰动就会激发出宏观上翻涌着的乱流，被称为“湍流”现象。尤其在物体的背风面，风被阻挡，流速差很大，流动可能非常混乱。读者如果注意过河流中流过礁石木桩等障碍物后的水面，所看到就是这种湍流。除非这气流是数学上理想的绝对均匀平稳的连续体，不包含任何扰动，物体也非常规则，才可能永远板板正正平顺均一地流过去。
这种湍流的流动方式具有很大的随机性，宏观上就表现出混沌的状态。虽然是由确切的流体运动方程所描述的，但宏观上的运动却是由气流中微小的扰动所放大产生的，若想要完全确定最后的流动方式，则理论上要回溯到微观分子级的随机运动情况才能做到。也就是说，这种湍流的随机性来源于微观的复杂运动状态，科学上通过宏观信息无法确定地推测其行为。
推而广之，所有的混沌现象都是这样，由极度复杂而无法推测的因素主宰了最后整体的结果，所以也被视为随机现象。就这样，代表着超出认知之外，未知因果，确实无法研究的“随机”的因素，就这么堂而皇之地呈现在了眼前，甚至主宰着很重大的事件。比如气象学中著名的所谓“蝴蝶效应”，就是说重大的天气变化对初始扰动非常敏感，甚至一只蝴蝶翅膀的扇动就足矣。而天气变化又能给自然环境、人类社会带来巨大的影响，尤其是极端的气象灾害，可以给人类物质文明带来破坏性的冲击。
科学认知文明历史的困难
这样一来，从现代科学的认识上看，每个人的生命走向和经历，自然界和人类的文明历史，都是由巨量的混沌过程所成就，根本上就都视为随机的、无法认知和理解的了。自然界的现象是这样，社会事件更是如此：比如一个重要的历史人物，如果他在某场险境中没有活下来而是不幸去世了，之后的历史恐怕会差的很多；而许许多多的历史人物都有这个问题，这样历史的发展也相当于是一个混沌的过程。
有一个极端的例子：在苏联和美国冷战期间，双方常年处在高度的彼此军事戒备的状态中，部署了大量的核武器。一旦双方因为偶然因素发生交战，一方攻击另一方时可能遭到更大报复，最后很可能导致全面的核战争。期间出现过一些非常危险的事件，都幸好有当事人主动的抑制才使局势免于落入危险中。比如在古巴导弹危机期间，在高度紧张的局势下几天内发生了多起非常危险的事件；其中最严重的是一艘苏联潜艇被美国舰艇持续追踪，误以为双方可能已经开战，以至于一度考虑发射核鱼雷攻击。还有一个很著名的案例是在1983年，苏联的卫星预警系统突然报警，探测出美国发射导弹進行攻击，值班军官主观上决定视为系统错误不予上报，否则军方有可能决定立即发射核导弹反击；结果确实是误报，后来研究发现是云层反射阳光导致的特殊情形。这些事件的走向取决于表现的非常随机偶然的突发情况和个人决策，但却对应着核战争发生与否这么庞大的不得了的结果，不可不谓之惊人。
人的思想如何产生，如何做决策，这个问题相当的深奥，科学的认识也是非常有限的。现代生物学一般认为意念活动就是生物复杂的神经系统工作的结果；而庞杂的大脑如何整理总结出一个简明抽象的思想决策，根本上还研究不清，恐怕只能理解成很难准确分析的随机性很强的过程。所以对于这些由人主观决定的重大事件，人们更是只能构想种种的“如果”，而没有根本上的因果法则可言。
所以说，从科学的方式来认识时，不只是某一次抛硬币的失败说不出是谁的责任，而是会发现整个世界越深究越找不到意义，越特定的事情越无法理解。基础科学寻找到了这个物质空间确定性的基本规律、运行机制，却另一方面对人在自己的文化和生命中真正重要的因素没有任何解答和认知。所以人们也发现了，虽然现代科学很发达，但它不能够给人建立完善的世界观和价值观，现代人产生的各种观念实质上也不是科学，而只是受科学和技术发展的影响下人类文化中产生出来的心理。但同时很多人又在对科技的迷信中误以为科学能够造就现代人成熟的认知体系，从而落入了精神文明的肤浅与空虚之中而不明原因。
“随机”概念的溯源
当然，科学虽然主导了现代社会的文化，也只是人类文化中的一小部分。只要有人类文明，就层出不穷地有探索宇宙真理的人物与思想产生，在各种背景下丰富了人类的思想史，奠定了人类文明发展到今天深刻而全面的文化体系。虽然从科学的角度来看，好像只有在近代随着科学的发展，人的思想才开始苏醒活跃，走出懵懂而开始探知我们这个物质世界的规律和法则；但这只是科学认识到的一个面，在另外的方面，科学上没有认知，也就意识不到其成就与辉煌。
关于“随机”的概念所对应的问题，尚未形成科学观念的古人会怎么理解？其实，“随机”一词的当代含义是近代科学中产生的，是如前文所述的这套分析方式所用的概念；在此之前根本没有准确表达这种概念的词语，人的思想中也没有明确的这种认知。人们可能用“偶然”、“恰巧”、“任意”等词来描述这类情况，但其内涵不同；这些词只是指并非当事者主观上的掌控而是自然发生的，没有涉及用概率统计取代难以逐个分析的数学方法，也没有表示无可预知的意思。
其实也就是说，传统的文化中并没有现代科学的这种“随机”的概念，专指偶然事件的不可知性和统计规律性。而“随机”一词的原意，则是指随着“机”，也就是说符合、顺应当下的机缘、机制等，恰恰和现代表示无法推理的含义相反。但是，如果说把所研究的科学问题中视为随机的结果看成宇宙自然的机制所成就，那么人在数学模型中考虑这种因素，也正是在符合这个机制，不又正是对应了“随机”之意吗？所以其实追究下来，“随机”根本上所代表的，不是绝对的不可确定，而是这个人理解不清楚的所随之机。
传统的认知方式
过去人的思想更简朴，没有现代的“随机”概念，在认知边界上没有那么强大的障碍拦住向外的道路，所以更容易去自由地思考这些偶然事件背后的机制是什么。前文所述的科学认识上最后走向空虚，也正是因为认识被限定在这个边界内，局限在这一层面中，所以不能包涵更深的问题。显然人类绝不会把这宇宙中宏观上的众多事件都视为偶然无意义的，那么如果人的思维要自洽，则必然要超出科学方法和认知的范围。
既然这个宇宙的宏观表现应该有其规律和法则，是可以理解的机制，这种规律肯定不在科学所认识的层面，才能超出这无处不在的混沌的未知，而把这一切纳入逻辑因果之中。传统文化【小编推荐:中华文化是高级文化系统】中人们普遍认为许多事情的发生是有安排的定数，即便是表面上非常偶然的事件，也是特定的安排和命运。如果是这样，那事物的运作法则必然不如科学已知的那么简单。科学只能认识到基本物质有简要而明确的物理法则，以此积累构建复杂的宇宙；而实际上从基础到复杂，从微观到宏观，不同层次都有着清晰的规律，每个层次都有其法的存在。
具体而言，比如佛教中讲业力轮报，人做了好事或坏事会得到相应的善报或恶报，存在一种得与失的平衡；还讲因缘关系，过去的缘分会带来现在的命运安排。所以有信仰的人遇到好事坏事，或者怪事时，能够不执著于“走运”、“倒霉”或“奇怪”，放下悲喜与惊恐，而冷静思考造就这些表面上偶然的事情的因果机缘。
在西方宗教中，人们讲个人的命运或大的事件都是神的安排，蕴含神性的因素，所以凡事以诚敬之心认真对待。再比如，儒家强调“天命”的概念，《论语》中有“不知命，无以为君子也”，《中庸》首句是“天命之谓性”，还有许多名句如“尽人事，听天命”。“命”的概念包涵了上天赋予人的本性与责任，以及对人生命运的认识；这些思想认知使人不再迷茫蒙昧，理性认识到自己的生命在精神层面的意义和目标。
前文谈到人类历史的混沌表现，提到重要人物人生進程的随机性问题，这里举一个对应的具体例子：唐太宗听说了后来武则天取得皇位的预言，召见李淳风问其情况。李淳风回答说这个人已经在宫中了，三十年内将得天下，并诛杀皇室子孙。唐太宗问，如果现在把可能是她的人先杀了，怎么样？李淳风说，天命已定，无法改变，这样还会伤及无辜；即使真能杀了这个人，她也还会转生，将来年轻时称帝，更为狠毒，为报仇将把皇室子孙杀尽；相反就现在这样的话，结果还要好得多。于是李世民就放弃了干涉此事的想法。
从李淳风的回答中理解，身份尚普通的年轻武则天若是死去，并不能如常理所认识的一般，使后来的变故完全消失，而是仍要按照命运的安排称帝，只是因为这种变故带来一些有限的变化。也就是说，在天命的安排下，原本在常理中表现得混沌的事情实际上整体来看不是混沌的，有清晰的因果规律。
如果人类的整体状态乃至每个人的命运都是由上天安排和掌控的，在人不知道的层面中宇宙的法则会实现善恶有报的规律，那么这些偶然的事根本上就不是科学意义的随机，而是由逻辑明确但不能展现给人的天机运作所成。虽然因为人不能真正探知，所以永远有迷的存在，但人世间大概就是这样，不可能都像科学研究般探明一切。这样认识的话，人能够在理性上构建一个完整的世界观，免于陷入精神的空虚和颓废之中，并找到自己生命的价值与目的。
结语
总而言之，人对“随机”的认识实际上是一种固定的思维模式，把思想限定在了通常的认知范围内而忽略未知的因素。从科学的角度上仔细分析，“随机”的概念用于指代不可测的因素，用于数学方法中帮助处理科学问题；但是从此分析发现混沌现象所对应的宏观未知性，根本上无法理性认识世界，明白事情的因果和意义。其实，自古以来人类对这些问题已有丰富的理性认识，只是现代科学存在局限，无法理解和证实这一切，使现代人因为对科学的执著而对其存在排斥心理。
人类文化在完善中产生的这种自我封闭性，随着对科学的执著与依赖，会陷入一种精神文明的约束和退步中，“随机”这个概念对应的问题就是一个突出的表现。所以，人如果想要健全对宇宙和生命等深刻概念的理性积极的认知，则需要在思想上超出这种局限，理性地看待科学而不受其所迷。
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来源:正见网
