物理主义是形而上学吗？

物理主义是一种主要从心灵哲学发展而来的形而上学观点，它断言世界上的一切(物体、属性、事件、过程等。)是生理上的。在我看来，这个命题相当模糊，非常武断。它是模棱两可的，因为命题中的“物理”不能被清楚地定义。从语用学的角度，我们可以将其大致理解为日常经验中的物理对象和物理科学中推导出的物品，包括时空、基本粒子、原子、分子、细胞、神经元等等。说这个命题是武断的，因为它宣称传统上被视为非物质的一切都可以还原为物质。言下之意，心灵、情感、道德、数学、语言等等，说到底都只是基本粒子的舞蹈。

世界上有十多个版本的物理主义[2]。例如，随附性物理主义、同一性物理主义、类型物理主义、表征物理主义、实现物理主义、还原物理主义、非还原物理主义、先验物理主义、后验物理主义等。，其中附带物理主义被认为是最弱的，因为类型、实现、同一性、还原和不还原都包含附带。根据所附的物理主义，如果两个世界在物理性质上是相同的，那么它们在所有性质上一定是相同的。换句话说，所有被认为非物质的属性(如精神属性)都是依附于物理属性的，不会引起额外的物理效果。根据金在权给出的论点，一个真正的物理主义者必须接受还原物理主义。这个论点隐含着两层意思:一方面，非还原物理主义是不可接受的，因为它会导致自然二元论；另一方面，附带物理主义太弱，心灵实际上只是一个附带现象，本身没有因果作用。简化的物理主义实际上是一种消除的唯物主义。

在很多物理主义者看来，物理主义是所谓本体论自然主义的强势版本[3]。我想说的是，这种观点容易造成很多不必要的误解。自然主义主要是一个方法论或认识论命题，它只是断言自然科学方法是理解世界最可靠的，甚至是唯一可靠的方法。方法论自然主义者可以是科学实在论者、反实在论者或反形而上学学者。当一个自然主义者看待科学理论时，他可以采取达米特的逻辑实证主义、h .普特南的内在实在论或范·弗拉森的建设性经验主义的立场[4]。既然自然主义可以兼容实在论和反实在论，我们最好不要用本体论的自然主义这个术语。另一方面，物理主义是一种形而上学的观点。作为形而上学，它不接受科学方法的局限性。物理学家可以是自然主义者，也可以是反自然主义者。将物理主义视为自然主义的强势版本，主要是因为大多数物理学家也是自然主义者。为了避免混淆，我们最好只把自然主义理解为一个方法论或认识论命题，把物理主义严格理解为一个形而上学命题。

二、方法论自然主义论证:实体与结构

物理主义的兴盛很大程度上是因为时代的文化氛围。在我们这个时代，物理科学享有很高的声誉，主导着我们的世界观。作为一种形而上学，物理主义是建立在物理科学的世界图像之上的。物理主义的两大论证，即方法论自然主义论证和因果封闭性论证，分别从这个世界形象中汲取了自己的必要元素。

方法论自然主义的论证基于两个前提:(1)一个人的形而上学承诺应该以自然科学方法为指导；(2)自然科学理论所建立的世界形象，应该是我们的形而上学。这个论证的结论是，世界只包括自然科学推导出来的项目。例如，大卫·阿姆斯特朗明确声称“世界只包含物理学认可的项目”。[5]

这个论点真的有物理学家想的那么有说服力吗？这个论点的第一个前提是，玄学和科学应该是兼容的，连续的，这个估计没几个人会反对。问题是，这个论点的第二个前提是什么？当代物理学建立的世界形象真实可靠吗？事实上，稍微熟悉科学史和科学哲学的人都知道，科学理论可能是错误的。在这种情况下，哪些由科学理论推导出来的项可以视为形而上的实体或关系？我们选择的标准是什么？

对于这个问题，不同的物理主义者有不同的策略。策略之一是主张形而上学也是错误的，可以随着科学理论的进步而相应修正，实质上是否定形而上学的正当性。第二种策略是忽略这一点，把选择权交给科学的科学家和哲学家，这相当于承认物理主义只是心灵哲学中的一个形而上学命题。第三种策略是接受简单的科学实在论，认为科学推导出的一切在世界上都是真实的，在符合真理理论的意义上是真实的。大多数物理学家也采用最后一种策略。

实在论和反实在论之争是当今科学哲学中的一场重大战役，分别由R. Boyd和Van Flassen领导。科学实在论最重要的论点是科学理论指导实践的巨大成功:如果科学理论不是对外部世界的真实反映，那么建立在这些理论基础上的实验仪器和技术产品的可靠性岂不是一个奇迹？这个论点可以说是相当有说服力的，但是建构主义者也可以借助终极科学境界和经验能力这两个概念对这种成功做出恰当的解释[6]。这场争论还没有定论，我们不妨站在一个更有利于物理主义的更现实的立场上。那么接下来的问题就是，我们选择哪种现实主义？

在当代科学哲学中，存在两种版本的科学实在论，即实体实在论和结构实在论。实体实在论认为，世界是由科学理论认可的实体构成的；宇宙中所有的物体，无论是行星还是生物体，最终都是由不可观测的基本粒子组成的；对象之间的所有关系都是由对象的属性决定的。如果实体实在论成立，物理主义应该是最有可能的形而上学。但实质现实主义并不像人们天真地想象的那样真实。我们在科学史上吸取了太多的教训。燃素、热质和以太曾被认为是科学理论中的实体，但现在没有人相信它们还存在。实体实在论者可能会争辩说，从原子或基本粒子的假设中预言的物理效应已经被大量的经验所证实，而以太之类的东西所预言的物理效应已经被实验所否定。但即使我们接受这种说法，实体实在论仍然有一个无法回避的困难:电子或原子不是经典物体，而是量子物体。作为量子物体，电子的能量动量描述和时空描述是互补的。氢原子中的定态电子有确定的能量和角动量，但没有确定的位置。在化学中，我们只能用电子云的形象来表达它的存在。既然量子力学中的电子既没有局域性，也没有个体性，那么我们在什么意义上把它们看作世界上的实体呢？

在我看来，结构实在论，尤其是沃勒的认识论结构实在论，更能体现科学理论的本质。所谓结构，就是事物之间各种关系的总称。结构实在论认为，科学只能理解世界的结构，而在物理学中，世界的结构是用定量的物理规律来表示的。本体论的结构实在论认为，科学所研究的结构是唯一真实的存在，所有相关的——实体实在论中的实体——都是无意义的概念。这种观点显然过于强硬，面临诸多困难。另一方面，认识论的结构实在论承认对象(个体、场、甚至时空区域)的存在，但主张科学只能承认它们之间的结构关系。虽然有关系的人是存在的，但他们的本质只能通过结构或关系为我们所知。比如从牛顿引力定律，我们知道太阳具有引力质量的性质；从狄拉克方程中，我们知道电子具有电荷的性质。鉴于结构关系(物理定律)永远无法完全决定委托人的性质，委托人的存在很大程度上只是一种信念。

认识论的结构实在论可以从科学史中得到很多支持。从这个角度出发，我们可以更好地理解库恩的不可通约性概念[7]。在科学革命的范式转变过程中，真正不可通约的是关于“实体”及其性质的假设，但结构部分(数量关系)是不可通约的，因此科学的发展既有革命性的突破，也有累积性的进步。比如卡诺的热机理论就是基于热和质量的假设推导出来的。热量理论被抛弃后，卡诺的数学理论幸存了下来。同样，菲涅耳的波动理论和麦克斯韦的电动力学分别建立在光以太和电磁以太的假设上。以太被抛弃后，他们的数学理论仍然存在。

从认识论的结构实在论来看，科学只能告诉我们世界的结构。虽然结构不能说是世界上唯一真实的存在，但至少是最根本的现实。所有科学公认的“实体”或事物都具有结构特征，任何超出结构的本质都是纯粹的臆测。对于那些不可观测的“实体”，如电子或原子，它们的存在只是为了使结构有意义而做出的假设，它们的所有性质(如质量、自旋、电荷等。)受到结构的限制。没有结构，电子和原子就是无意义的概念。科学中的结构有不同的层次，最底层的结构是基本物理规律。还原论者和突现论者都认识到基本规律的普遍性。我们不妨把基本规律看成共性，把高层结构看成共性。因此，从结构实在论的立场来看，我们似乎有理由接受数学柏拉图主义，一种物理主义者完全无法接受的形而上学。

上述分析表明，对科学理论所提供的世界图像的不同理解会导致不同的形而上学方案。在实体实在论者看来，世界是由物质构成的，一切物质最终都是由基本粒子构成的。科学的任务是揭示这些物质的性质。这种观点至少面临两个困难:一是科学中的理论实体(如原子、燃素、以太等。)，作为本体论假设，随着理论的更替而变化；其次，基本粒子不是经典意义上的时空物质，不具有定域性、个体性和不变性。与实体实在论相比，认识论的结构实在论可以从科学的历史和现状中得到广泛的支持。认识论的结构实在论虽然承认粒子或场、时空的存在，但强调它们的性质乃至存在本身都依赖于结构关系。科学只能揭示世界的客观结构或规律。至于事物本身是什么，具有哪些不受结构限制的性质，则不属于客观范畴。方法论的自然主义论证根本不能得出物理主义是最可能的形而上学的结论。比如海森堡曾经强调，当代物理学是柏拉图主义的胜利。科学史家A. Koyre早就指出，现代物理学的诞生从根本上应归功于自然的数学程序[8]。

三、因果闭合论证:还原论和突现论

以上关于科学实在论的讨论，至少说明物理主义作为一种关于整个世界的形而上学，是有严重缺陷的。严格来说，物理主义只是一个关于身心关系的形而上学纲领。事实上，物理主义的每个版本都是对心理-生理关系的回答。按照由弱到强的顺序，可以分为非还原和还原两类。

非还原物理主义认为，心灵的本质是随物理本质而来的，或者说心灵的本质是通过物理本质实现的，或者说心灵的本质是从物理本质中涌现出来的。非还原物理主义承认精神事件必须有物理基础，但它承认精神领域存在独立的因果关系，不能还原为物理因果关系。换句话说，非还原物理主义是一种非正常的一元论，但它实际上是一种自然二元论，这是标准物理主义者所不能接受的。标准的物理主义是还原论的物理主义，主要包括还原论和同一性。所谓完全还原，即把所有的心理学概念和理论翻译成生理学或物理学的概念和理论，只是一个没有桥定律的空洞教条。当代的大多数还原论物理学家持有同一性或类型的观点，如斯马特、戴维·刘易斯和阿姆斯壮，他们都明确表示精神状态和大脑状态是相同的。

在上述关于心物关系的假设中，依恋被认为是最弱的。它一方面断言心理事件或性质不能脱离物理事件或性质，另一方面又断言心理事件或性质不会导致额外的物理效果，这是相对于物理事件或性质所产生的物理结果而言的。附带物理主义主要基于因果闭合论证。这个论点有三个前提:

(1)任何物理结果都有充分的物理原因；

(2)一切心理事件都产生物理结果；

(3)所有的物理结果都不是超定的。

从这三个前提出发，结论是精神事件或属性不会导致额外的物理结果。换句话说，精神事件或属性对于物理因果关系是无效的。

这是一个极其混乱的论点。一方面是很厉害。另一方面，它显然违背了我们的直觉，并可能危及人类的尊严和所有人类的道德规范。既然结论不可靠，问题就一定出现在前提里。之前的批评者已经质疑过这三个前提，其中的一些，比如质疑前提(2)，还是相当有力的。然而，这些指控并不构成实质性的危险。那么问题出在哪里？如果这个论证有问题，我相信只能出现在前提之间的关系上。我的问题是:前提(1)和前提(2)的因果关系概念一样吗？

前提(1)通常被称为“物理领域的因果闭合”。准确地说，根据物理定律，任何物理系统的状态都是由其先前的状态决定的。在物理学理论中，人们几乎看不到因果关系的概念，因为它是一个经验概念。实验物理中的因果律概念只是将理论中的态演化概念转化为经验中的因果律概念。所以前提(1)中的因果律概念，其实是物理状态的确定性演化概念的日常表达。这里我们不考虑混沌理论和量子论对决定论演化概念的影响，而是直接承认物理学确实表明了物理世界遵循决定论的演化方程。即便如此，物理学家似乎忘记了最关键的一点:所有物理定律只对封闭系统有效。将封闭系统的因果概念应用于开放系统会导致严重的困难。比如薛定谔方程只适用于封闭的量子系统，量子态遵循决定论的演化；在量子测量或退相干实验中，由于被测子系统不再是封闭系统，被测系统不再遵循薛定谔方程，所以我们说被测系统有“波包坍缩”。

前提(2)中的因果关系概念，显然是开放系统中的因果关系概念。所有的生命系统都是开放系统，尤其是大脑或思维。我们不妨将大脑与计算机相比较。一台电脑需要连接电源和输入输出设备(键盘、显示屏或打印机)才能成为工作电脑；不能工作的电脑几乎是一堆废铁。对于人脑来说更是如此。没有血液循环，大脑就会死亡。没有感官刺激，大脑就会停滞或失去功能。考虑到大脑是一个封闭的系统，思想的存在都得不到保证，更不用说造成额外的物理效应了。因果封闭论证的错误在于将只适用于封闭系统的因果概念应用于开放系统。

鉴于因果闭包论证是物理学家非常依赖的一个论证，它的失败动摇了所有物理主义的基础，无论是非还原还是还原物理主义。特别是金在权基于因果闭包论证得出的一个真正的物理学家一定是一个还原的物理学家的结论是完全不可靠的。从物理主义者的角度来看，现在我们只能依靠方法论的自然主义论证。但根据这一论点，我们最多只能承认，头脑离不开工作的大脑，头脑是大脑的一种功能。这是一个比非还原物理主义更弱的命题，因为它不仅承认心灵可以有独立的因果生命和向下的因果性，还承认心灵可能导致额外的物理结果。因此，它是一种比反常的一元论更反常的自然二元论。只有当且仅当我们跳出传统的二元语言框架，把心灵的本质看作大脑的高级宏观本质时，才能说它是一种物理主义。为了讨论方便，我们不妨把这种观点贴上突现论的标签。

传统的反对还原论的策略主要基于两点:第一，把高层理论还原到低层理论，需要有nagel提到的桥定律，比如把基因解释为DNA分子的碱基对序列，把热解释为分子的平均动能，或者把化学键解释为量子系统的状态；其次，归约在实践中不可行，这超出了人类和现代计算机的实际能力[9]。但这两点并不能对还原论构成真正的威胁，因为还原论者只是在原则上提倡可还原性。对还原论的真正挑战来自于当代凝聚态物理学家P. W. Anderson [10]对科学的层级结构的论证。安德森认为，当我们爬上复杂性阶梯时，随着系统复杂性的增加，系统的对称性降低，因此每一步都需要一个全新的概念框架。与这种级联结构相对应，我们自下而上有粒子物理、凝聚态物理、化学、分子生物学、细胞生物学、生理学、心理学、社会科学。

安德森反对还原论的论点主要基于自发对称性破缺的概念。所谓自发对称性破缺，是指描述一个系统的基本理论具有某种对称性，而该系统所处的基态不具有这种对称性。比如描述晶体的理论具有欧几里得群对称，但晶体本身只有空间群对称。自发对称性破缺的概念对于我们理解凝聚态物理、化学和生命现象非常重要。在铁磁体中，电子自旋旋转对称性的自发破缺导致磁化；在超导体中，由于动量空间中库珀对的凝聚，电磁相互作用的U(1)规范对称破缺为Z2对称，导致超导体的迈斯纳效应。在化学上，氨分子的宇称对称性自发破缺，导致氨分子的电偶极矩；生物化学中，实验室合成的糖分子是左右旋转的，但生物体内的糖分子都是右旋的。物理或化学性质，如磁性、超导性、化学亲和力和生物活性，都是由于自发对称性破缺而出现的性质。这些因对称性破缺而出现的全新性质自然需要一个全新的概念框架来处理。还原论的失败，根源在于微观物理理论的对称性在凝聚态物理、化学和分子生物学中被“打破”。

自发对称性破缺的发生是因为物理系统受到自身外部环境的干扰。自发对称破缺在生命和大脑等脱离外部环境而不复存在的系统中必定扮演着极其重要的角色。比如微观物理学中时间反转的不变性和时间平移的对称性被破坏了，生物钟的存在就是明证。鉴于微观物理学中对称性支配着相互作用规律，对称性的减少自然意味着上一步的科学理论不能完全还原为下一步的科学理论。因此，试图将所有科学理论还原为基础物理理论，不仅实际上不可行，原则上也不可能。

事实上，当我们讨论生命和意识的现象时，对称性破缺的概念可能应该让位于复杂性的概念，尽管我们还不能准确地定义复杂性。沿着复杂性的阶梯，不同层次理论之间的归约变得越来越不可能。鉴于科学中使用的因果关系概念不过是将科学推论转化为日常的因果表达，物理主义的因果闭合论证完全不靠谱。心理活动的因果性由心理学或认知科学理论赋予，神经元活动的因果性由神经生理学理论赋予。用物理学或生理学上的因果概念是无法理解心灵现象的。比如神经元在受到同样的刺激时会有同样的反应，但在头脑中不会。同一句话，一个心思可能是对牛弹琴，另一个心思可能是同情。

当然，就目前的科学发展水平而言，我们还远远没有搞清楚这两种因果关系之间的关系，所以我们最好保持开放的态度，不必像物理学家那样急于下武断的结论。凝聚态物理中自发对称性破缺的概念启示我们，心灵是随着对称性的降低、复杂性的增加和自组织的发展而出现的高级自然。虽然精神活动不能没有神经系统的物理基础，但它确实有不同于神经生理学的因果作用，所以完全还原是不可能的。借用安德森的话，“整体不仅大于其部分之和。而且它不同于零件的总和。”

第四，科学与形而上学

作者赞同蒯因关于科学和哲学是连续的命题；任何一种形而上学都应该以方法论自然主义为指导，并与科学理论中最坚实的部分相兼容。然而，当物理学家声称世界只包含科学理论认可的项目时，他们显然把连续性理解为依赖性。形而上学一旦依附于科学，本质上就相当于取消了形而上学的独立地位和合法性。这一论断的背后，是对科学可以独立于形而上学的认识。

显然，这种隐含的理解是不能成立的。如果说逻辑经验主义的兴起从反面揭示了科学包含形而上学的命题，那么后来的迪翁-奎因命题、不可通约性理论和认识论的结构实在论则从正面揭示了科学包含形而上学的假设。既然科学离不开形而上学，那么物理主义者就等于把形而上学的地盘交给科学家，心甘情愿地成为他们的附庸。科学家会喜欢这样的附庸吗？这恐怕要看科学家的心情和处境了。在常规科学时期，拥有这样的附庸可能会增加一些虚荣心；但在科学革命时期，这样的附庸可能是真正的负担。如前所述，科学革命就是推翻旧的形而上学假说，代之以新的形而上学假说。这个时候，科学家需要的不是形而上学的附庸，而是形而上学的盟友。

对科学史的简要回顾可能有助于我们正确看待科学与形而上学之间的真正关系。在17世纪的科学革命中，数学柏拉图主义对现代物理学和天文学的诞生起到了不可估量的作用。17世纪的科学革命本质上是世界观的变革，其最突出的特征是自然和科学的数学化。自然的数学化意味着用无限的、统一的、各向同性的欧几里得空间取代封闭的、等级森严的亚里士多德宇宙。在后来的化学革命中，原子论和元素论这两个古老的形而上学体系指导了化学实验的发展，并最终融合到现代原子论中。后来，热理论和以太理论分别引领了热力学、光学和电磁波理论的发展。在经典物理学成熟之后，很少有物理学家相信上述形而上学的观点，取而代之的是一种机械的世界图像:世界是经典粒子(或经典场)在均匀时空中的运动(或传播)。

如果物理学停留在这个层面，那么我们可能会说，物理主义是关于世界最可能的形而上学(暂且忘记心灵的本体论地位)。但是物理学并没有就此止步。20世纪理论物理的两大进步，广义相对论的建立和量子力学的兴起，从两个不同的角度挑战了经典的世界形象:广义相对论严重破坏了经典的时空作为粒子或场的活动阶段的概念；量子力学以良好的局域性否定了物质的经典概念。时空是关系还是实体？量子物体在时空中存在吗？广义相对论中的时空概念和量子力学中的物质概念兼容吗？物理学家似乎对这些问题视而不见，仍然天真地把弯曲时空当成背景时空，把基本粒子当成经典粒子。事实上，当代物理学的发展已经迫使人们重新思考时间、空间、物质、运动或变化等最基本的哲学概念。某种程度上，物理学回到了17世纪的局面，需要真正有见地的形而上学思想来指导其发展。显然，物理主义对此无能为力。

如果物理主义作为一种关于整个世界的形而上学是无用的，那么它作为一种关于心灵的形而上学甚至可能是有害的。当代认知科学仍处于库恩所说的前科学阶段，即范式形成阶段。在现阶段，如果像标准物理学家那样断然否定向下因果关系，那么认知科学就只能永远停留在传统一元论和二元论的争论中，从而阻碍新唯心主义等范式的发展。在罗杰·斯佩里等人提出的新唯心主义范式中，心灵是大脑中高级组织网络的本质。这种进化的、突现的、不可逆的高级性质，不仅在认知层面有其自身的动力学和因果规律，而且自上而下对神经元的活动施加因果控制[11]。作为认知科学的理论实体，心灵与微观物理学中的基本粒子具有相同的本体论地位。

涌现的向下因果关系并不局限于头脑，而是广泛存在于自然界。各级涌现属性作为不可逆的因果实体，对其成分施加自上而下的因果控制。这种自上而下的因果关系与自下而上的因果关系并不冲突。在超导体中，电子的行为仍服从量子电动力学，但其活动模式受动量空间中的库珀对控制；在人脑中，神经元的活动并不违反基本的物理和化学规律，但神经元何时、何地、如何运动则受制于精神事件。自然界各个层次的突现性，从原子的定域性到高级生命的意识特征，都有自己的动力学规律和因果规律，心灵只是这种普遍的宏观因果关系的特例。新心学所倡导的双向因果关系不仅为认知科学的发展提供了新的范式，也为人类的智力和道德自主留下了空间。

综上所述，基于物理科学和认知科学的发展，物理主义不仅是最可能的形而上学，而且是无用甚至有害的形而上学。