小薛都讲3x3=9 了，为何不答1+1=?

写这篇文章的目的是为了抄袭小薛的一篇被《科学网》戴花还置顶的博文《我们有没有自由意志？ 》。说老实话，即使我是一个拥有PhD和MD的超一流生命科学家，我对这个问题是不敢写的。但我可以根据我的“政治第六感”回答这个问题：作为一个生活在社会的人，没有真正社会民主，就没有真正的个人自由意志。

不信的话，都敢讲如同3x3=9这样的量子生物学了，小薛敢不敢谈1+1=?那样的细胞生物学问题。

我说的1+1=?的细胞生物学问题是：一个母细胞生了一个子细胞后这家子是含两代还是一代？

经典的或标准的答案是：1+1=1。 因为细胞分裂的教条告诉我们：一个母细胞分裂为两个子细胞。所以，细胞分裂后母亲不再存在，两个细胞是同代的姐妹。

但刘实的发现告诉人们：一个母细胞生殖一个子细胞后还活着并可再生更多子细胞。所以，1+1=2。  

 

附：猴年马月老刘与小薛的通讯

小薛:

直接问你这个问题：你还坚持“一个母细胞分裂为两个子细胞”的“细胞分裂”观点吗？对我“一个母细胞生殖一个子细胞后还活着并可再生更多子细胞”的“细胞生殖”观点还有何反对？

老刘

 

 

刘老师，

 

    不好意思，这几天过年忙着访亲拜友了，还请您见谅。

 

    这个问题我觉得您恐怕问我不合适吧？您的同行认为“细胞生殖”这个观点是您的吗？还是认为是别人的？我与您关注的研究方向不同，我的认可有意义？谢谢！

 

薛 

 

 

小薛，

“细胞生殖”观点是不是我的无所谓，如果有人要争这个发现（“一个母细胞生殖一个子细胞后还活着并可再生更多子细胞”）的荣誉那也请便。

问题是对这个如同数学领域里1+1=？的基本问题学了微积分的数学家却说不在行而不能评价，我倒是有些不解。

科学追究的是真理，科学家最可贵的事诚实。这点你应该同意吧？

老刘

 

再附：

小薛“拍马屁”而高大上的博文

薛宇：我们有没有自由意志？

自由意志是否存在，显然已成为一个科学问题，除了神经科学，其他领域诸如胚胎学、细胞学及进化生物学也有探讨，比如“促进变异”理论就认为，生命在进化过程中并不需要自由意志。

谢小军：“学术老好人”可以休矣

学术老好人的吃香表明，即使在知识创造领域，关系也与利益相绑，情商远比智商重要。趋利避害是人之本性，当老好人大行其道、大享其利时，还有多少人会去认真钻研学问，更多的恐怕是学做老好人。

 

薛宇

 

 

我们有没有自由意志？  精选

已有 1575 次阅读 2016-2-13 15:32 |系统分类:观点评述

按惯例先啰嗦点儿废话。这一篇大概是上个月19日，也就是看到《施一公：生命科学认知的极限》之后就开始动笔了。因为要查一些资料，所以费了一些时间，后来就是有其他事情耽搁了，再后来就是过年。每年回合肥的一个保留节目，就是一定要和胖子一家聚聚，所谓的好朋友，从来不会想起，永远不会忘记，大家学术上合作，其他方面各玩各的，各自精彩就好。感谢同济大学的琦琦教授为我们留下合影（下图，已获授权）。

施老师的演讲，前半部分严谨，后半部分有猜想。因为这个演讲面对的听众主要是企业的老板们，所以不能讲的太枯燥，不然催眠效应一起，底下瞬间睡到一片。对这个演讲有批评，也有争议，例如傅老师的《著名科学家误导大众》，以及陆绮博士的《意识的最基本单位是什么？我无法理解施一公的理论》。关于傅老师的看法，第一，这是科学划界的问题，卡尔•波普尔在《科学发现的逻辑》一书里试图区分科学与伪科学，认为科学主要的特征就是证伪，即大胆提出假设然后想办法证明这个假设可能不是错的。不过库恩和费耶阿本德似乎都不买账，所以一般的看法是科学与伪科学之间并没有明确的界限。第二，我们选择相信科学，是因为通过掌握科学我们可以获得稳定的知识，而其他体系如神话、宗教和哲学已经不能再提供更多的、有吸引力的知识。第三，科学的理论并不完美，但职业学者相信科学的框架是坚实的，并且不完美的理论是可以改进的。第四，科学家不见得“只认data，没有天方夜谭”，因为哥白尼的“日心说”并没有足够的data来推翻“地心说”，爱因斯坦的相对论也是基于理论推导的预言而不是实验观测的总结，生命科学里也有类似的例子，例如1978年前后刚发现第一个内含子（Intron），Walter Gilbert就根据这一个数据在Nature上写了篇经典短文《Why genes in pieces?》，预言内含子可能具有重要的调控功能。第五，至少在目前，并没有一个其他的知识体系能够体现足够的吸引力，并且有代替科学的可能。忽悠当然不能算数。

所以施老师的猜想也是合理的，并且因为一帮听众们大多不懂科学，如果简单的理解为顶级学者在碾压小白和小弱们那就更合理了。所以这个演讲告诉我们，知识就是力量，大家要学科学，并且要学得好，不然被虐是分分钟的事情。关于未来的展望部分，施老师讲了三个事情，第一是量子纠缠与意识的关系，第二是生命科学是否可以或者有必要用量子理论来解释，第三是量子纠缠是否在进化中有作用。第三个问题目前在分子上还没有讲清楚，现在谈量子可能为时过早。前两个问题很有意思，所以咱在这里也狗尾续貂一下，首先谈第一个问题，也就是自由意志是否存在的问题。

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    我们“信奉”一个很大的宇宙，这个宇宙比托勒密、哥白尼、伽利略以及牛顿时代人们相信的宇宙要大的多。“标准科学”告诉我们，大约在137~140亿年前，宇宙从一个奇点开始发生大爆炸，在大约10-30秒内，宇宙空间暴涨，从微观变成宏观长大了1026倍，在这个极短的暴涨期内，存在“量子涨落”的现象，各个方向存在极其微小的不均匀性，大约是十万分之一。物理学家告诉我们，正是因为这十万分之一的涨落，才使得恒星、星系以及星系团的产生，才有我们现在的世界【1,2】。如果你愿意，不妨可以简单的理解这十万分之一的随机涨落就是或者可能是宇宙的“自由意志”，因此在宏观的层面，自由意志的存在是可能的。在微观的层面，有两位学者John H. Conway和Simon Kochen在2006年证明了一个“自由意志”定理（CK定理）【3】，2009年又给出了一个更强的证明【4】，淼叔花了很长的篇幅来解释CK定理的推导过程，细节我没有看懂，但这个定理的结论很容易搞懂，即如果我们人类有自由意志，则基本粒子也同样有自由意志（“It asserts, roughly, that if indeed we humans have free will, then elementary particles already have their own small share of this valuable commodity.”）为这个问题我请教过淼叔，这玩意儿能证明人有自由意志吗？答：不能证明，我认为是证据。因为有这个定理的存在，所以很多人开始相信微观层面可能是存在自由意志的。

不过，无论是宏观还是微观，是否存在自由意志都不能解释我们，或者说人类，或者说，介观，是否存在自由意志。淼叔今年撰写的两本书里，对这个问题都有很详细的探讨，例如基督教或经院哲学的两位大家奥古斯丁和托马斯•阿奎那都认为人有自由意志，所以我们可以自由决定究竟是否信仰上帝。但康德坚决支持决定论，排除自由意志的存在，其中最有力的证据是，决定论的基本规则是普遍因果性原理，这个原理是我们用来解释任何经验的规则之一【6】。举个例子，我现在坐在办公室里写博文，突然就不写了站起来拿头去撞墙，撞完了之后又爬地上打滚，滚完了之后又开始大喊大叫，这叫自由意志不？不是，这叫神经不正常。所以我这些假设的行为是果，神经不正常是因，仍然符合因果律，所以也就没有自由意志。但假如我正在写着博客，突然一下就漂浮在空中，然后下一时刻出现在家里，再一下刻又突然站在天安门广场享受雾霾，再再下一刻又骑着引力波穿越地球了，各个前后出现的事件之间没有因果关系，并且假如是真的出现了，那我是有自由意志的。

康德的这个证据非常之有力，以至于后来再探讨自由意志的存在性时，因果性是否存在成为绕不过去的坎。我最喜欢的哲学家休谟，否定因果性的存在，认为事件出现的先后顺序不必须存在必然的因果关系。另一位哲学家伯格森，将决定论的观点分为物理的和心理的，然后证明物理的决定论其实等同于心理的决定论，然后证明决定论其实就是心理上的幻觉，既然是幻觉，那么决定论当然是不存在的，人是有自由意志的【7】。伯格森这本书不长但通篇口水仗云里雾里，咱没有本事看明白推导过程，所以只看了结论。康德虽然坚决捍卫因果关系支持决定论，但又偷偷给自由意志的存在性留了个可能的窗口，即我们面对过去要用因果关系来解释，面对未来我们又是自由的。

所以哲学和宗教上千年的口水仗打下来，最终究竟大家看的云里雾里，搞不清楚自由意志究竟是有，还是没有。因此哲学也开始在做实验了【8】。对，你木有看错，哲学家真的要做实验，而且一个很好的问题就是要验证自由意志是否存在。所以，连哲学家们都在做实验，生物信息学家们还能不做实验吗？另外，从生命科学的角度探索自由意志是否存在，主要是神经科学领域的菜，其中认知神经科学领域的牛人迈克尔•加扎尼加的书里，认为意识的基础是大脑，或者是神经元，或者是神经元的活动【9】。神经元或大脑的活动受到环境的影响，从而决定意识的产生，进而决定我们的行为，所以因果关系是存在的，我们没有自由意志。有意思的事，这本书前三章基于科学证据，基本上可以推断自由意志不存在，但后三章开始，作者又开始想办法找各种理由推测自由意志可以存在，不过貌似证据不怎么有力。所以看后不禁莞尔。

当然，这里你肯定要问，好吧，我们清醒的时候，也就是有意识的时候，我们的行为是受控的，可问题是我们常常处于无意识状态，例如我们进入考场坐下看到试卷的时候，打开基金委网站准备开始写本子的时候，脑子里一片空白，事后我都不知道我究竟写了什么东西，这也是决定的？还是自由意志的结果？研究表明，即使是无意识，也能决定下一步的行为【10,11】。例如2008年的一项研究表明，根据大脑的无意识活动，可以比较准确的预测其7秒之后的行为【10】。这个研究组在2013年的另一项研究里，发现人类面对抽象问题的决策，可以被4秒之前的大脑无意识活动所决定【11】。所以即使是无意识的大脑活动，也决定了我们的行为。那么是否可以据此断定自由意志必然不存在？先看下图：

 

这两幅图摘自上述的两篇论文，用的什么实验方法做的什么实验得到什么结果，我们可以忽略掉，这两张图纵轴是预测准确性，横轴是时间（单位是秒）。很显然，准确性最高也就60%左右，考虑到不同被试者之间存在差异，所以预测准确性也就马马虎虎，不能算很高，因此有两种解释，一是实验技术有待提高，等提高了之后预测也就准了；另一种解释就是自由意志还是存在的，所以预测不够准确。

好，做个总结。第一，很多以前看起来不应该是科学来解决的问题，已经逐渐开始成为科学可以并且也必须面对和解决的问题；第二，科学给我们的承诺，就是沿着科学的方向，我们可以尝试探索一些“大问题”的答案；第三，自由意志是否存在，这显然已经成为一个科学问题，除了从神经科学的角度去探讨，其他领域诸如胚胎学、细胞学以及进化生物学也有探讨，例如我写完《周期素：学渣的惊天逆袭》【上，下】之后发给我的老师看，他推荐我看他师公Marc Kirschner和太师公John C. Gerhart合写的一本书《生命的合理性》（The Plausibility of Life）【12】，提出了“促进变异”（Facilitated Variation）理论，认为生命在进化过程中，其表型的变异是有方向而不是随机的，所以有限的变异即可在自然选择的作用下达到当今的物种多样性。因此生命的进化过程并不需要自由意志。第四，为什么量子纠缠会和自由意志扯到一起？这个咱懂的不多，貌似量子纠缠有很多奇妙的特性，可以不符合因果律。

 

参考文献：

1. 李淼，《想象另一种可能》，鹭江出版社，2015年，176页起（宇宙学）；126页起（探讨自由意志）

2. 查尔斯•詹克斯（Charles Jencks），《现代主义的临界点：后现代主义向何处去》，北京大学出版社，2011年，145页起

3. Conway, John; Simon Kochen(2006). "The Free WillTheorem". Foundations of Physics 36 (10): 1441.arXiv:quant-ph/0604079.

4. Conway, John H., and Simon Kochen (2009). "The strong free will theorem" (PDF). Notices of the AMS 56 (2): 226–232.

5. 李淼，《<三体>中的物理学》，四川科学技术出版社，2015年，第12、13章

6. 罗伯特•所罗门，凯思林•希金斯，《大问题：简明哲学导论》，广西师范大学出版社，2014年，294页起

7. 伯格森，《时间与自由意志》，商务印书馆，1958

8. Nichols S. (2011) Experimental philosophy and the problem of free will. Science, 331(6023):1401-3

9. [美] 迈克尔•加扎尼加著，《谁说了算?自由意志的心理学解读》，浙江人民出版社，2013年

10. Soon CS, Brass M, Heinze HJ,Haynes JD. (2008) Unconscious determinants of free decisions in the human brain. Nat Neurosci., 11(5):543-5.

11. Soon CS, He AH, Bode S, HaynesJD. (2013) Predicting free choices for abstract intentions. Proc Natl Acad Sci U S A., 110(15):6217-22

12. Kirschner, Marc W./ Gerhart, John C./ Norton, John (ILT). 《The Plausibility of Life》，2006-11，Yale Univ P

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