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【迎戰AI時代】世界的根本存在是什麼?萬物源於「訊息」

2017/06/16 19:31:02 聯合新聞網 udn讀.書.人

文/洪裕宏

物理學家碰到「世界的根本存在是什麼」這樣的問題時,其實也與哲學家感到同等的混亂與困惑。有人說物理學家是馴服的形上學家。相對而言,哲學家比起來更野、更不受拘束。惠勒(John A. Wheeler)是大師級的物理學家,家喻戶曉的黑洞、蟲洞這些詞就是他創造的。他與波耳(Niels Bohr)共同提出核融合理論,也與愛因斯坦合作發展了統一電磁力與重力理論。他不僅是物理學家,也是不受拘束的哲學家。他帶出許多很有成就的學生:費曼(Richard Feynman)得了諾貝爾奬;索恩參與《星際效應》電影製作,擔任科學顧問;埃弗里特(Hugh Everett)是多重宇宙觀的開創者。

惠勒在他的自傳《重力電磁體,黑洞與量子泡沫》中,將自己的一生分成三個階段,代表三個對根本存在的不同看法。第一階段是「萬物都是粒子」;第二階段是「萬物都是場」;第三階段是「萬物都是訊息(information)」。從他的自傳可以看出,惠勒一生最關心的問題是:世界的根本存在是什麼?他和許多科學家、哲學家一樣,從粒子世界觀開始發展本體論。很多人到「萬物都是場」就卡住,因為再往前,就要脫離物理論的形上學了。二元論或唯心論對大部分的科學家而言,是不可承受之重。惠勒很不一樣,思想愈怪異愈迷人。他說:「如果今天你尚未發現奇怪的事物,那你今天是白過了。」存在的本質是他最著迷的問題。當他知道自己罹癌,生命所剩有限,從此只做最重要的事,就是問存在是什麼?什麼是世界最根本的存在?

惠勒說:「沒有空間,沒有時間,沒有重力,沒有電磁,沒有粒子,一無所有。我們又退回到柏拉圖、亞里斯多德、帕米尼德斯所困惑的偉大問題:怎麼會有宇宙?怎麼會有我們?怎麼會有所有東西?很高興對這些問題我們可以回答說:那是因為我們。」「『it from bit』意謂物理世界中的所有東西,終極上源自於非物質,即所有物理事物源自訊息。宇宙是參與式的宇宙。」惠勒認為,宇宙的存在是因為我們參與其中。我們不是旁觀者,世界不是客觀存在,而是由我們的經驗所創造。惠勒一生從物理論者一步步走向唯心論。

書名:《誰是我?意識的哲學與科學》作者:洪裕宏出版社:時報出版出版日...
書名:《誰是我?意識的哲學與科學》
作者:洪裕宏
出版社:時報出版
出版日期:2016年12月20日
惠勒的「萬物源於訊息」概念意謂著物理學不是研究客觀世界。沒有一個一直存在在那裡的世界可以研究、瞭解。物理學研究的是我們觀察到的世界。觀察是什麼意思?觀察是用感官或其他工具來測量對象,因此產生訊息。物理學是關於這些訊息的研究。訊息就是實在界,就是世界,世界並非獨立於訊息的存在。

不做觀察時,粒子在哪裡?在做什麼?惠勒認為這問題沒有意義。不觀察時,我們只知道粒子在許多不同地方的機率。當我們觀察時,粒子卻只在特定位置出現。就像薛丁格的貓,不打開盒子看時,貓既死且活;打開盒子看時,貓是活的就不會是死的。世界是觀察的結果,我們參與了這個世界的生成變化。

「一切都源於訊息」到底是什麼意思?觀察世界時,感官或儀器會登錄觀察結果。所有命題都有真假值,一個命題不是真就是假。盒中之貓在觀察前真與假同時成立,一旦打開盒子,觀察儀器就會登錄真或假。這是一個二元選擇。一個比特(bit)不是零就是一,不可能既是零也是一。因此惠勒說任何東西(it)其功能、意義與存在均源自零或一,就是比特,也就是訊息。表象上看起來是連續的世界,其本質都是離散的零或一組成的訊息。連時間都不是存在本質的一部分,時間得由訊息導出,空間亦然。時空都在訊息中,都在我們的觀察經驗中,時空並非獨立於我們的經驗存在。它在我們的經驗裡,我們從經驗推導出時空。

惠勒提出了一個「延遲選擇實驗」,證明世界不是客觀地獨立於我們的意識存在。這個實驗是大家都很熟悉的雙狹縫實驗的微小修訂版。雙狹縫實驗證明粒子通過雙狹縫時,會產生干涉現象。即使只發射一個電子,電子應該走其中一個狹縫。事實發現,電子通過兩個狹縫,因為產生干涉現象。一個電子走兩條路徑,如何可能?只能說電子以波的方式存在,就可以解釋它同時走兩條路徑。現在擺一個儀器在雙狹縫板之前,在電子通過狹縫前觀察它會走哪一個狹縫,結果干涉現象消失了。這是因為電子被觀察後不再是波,而變成粒子。粒子只走一條路徑。現在來修改一下實驗設計,將觀察儀器置於雙狹縫板之後。電子以波的方式通過了雙狹縫後再觀察它,結果干涉現象也消失了。這如何可能?電子已經以波的模式走了兩條路徑,似乎必須回到過去,再「決定」以粒子模式再走一遍。簡單來說,可以在事件發生之後再做「選擇」,改變過去已發生的事。這個實驗顯示世界不是客觀的,是主觀觀察的結果。

觀察者到底是什麼?是有意識的人嗎?或是沒有生命的裝置,例如相片膠卷,可以登錄光子的存在?如果無生命裝置也算觀察者,那麼任意兩個物理系統之間的交互作用,都算是觀察。物理學家潘羅斯就是持這種看法,他稱之為波函數的客觀崩現;惠勒則認為觀察者是有意識的主體。在延遲選擇實驗中,惠勒認為在觀察前電子到底是粒子還是波,這樣的問題沒有意義,電子是粒子或波全賴我們如何去觀察。我認為物理裝置本身無所謂觀察,它做為人的工具是意識的延伸。只有在人使用工具去測量一個電子時,才能有意義的說電子是粒子還是波。

惠勒的訊息概念源自於向農(Cladue E. Shannon)的訊息理論。對向農而言,訊息指傳送一個訊息需要的比特量。例如每個比特不是零就是一。三個比特可以有八個不同的組合,因此三個比特可以傳送八個不同的信息。例如(0, 0, 0)、(0, 1, 0)……(1, 1, 1)。 其次,也可以說訊息就是用來測量不確定的熵(entropy)。不確定性或亂度愈高,訊息量愈大。

物理學家巴伯(Julian Barbour)認為這個意義下的訊息只是符號與機率,脫離它們所表徵的事物後,本身並無意義。所以向農的訊息理論只是關於形式符號的傳輸,並不滿足惠勒所需的訊息概念。日常語言中的訊息其實是事實內容,不是比特。另外,巴伯提到第三種訊息概念:內存的語意訊息。地質學有時間膠囊的概念,指化石、岩石等物。化石或岩層本身封存了過去的歷史記憶,地質學家可以「閱讀」其中的訊息。不過這些時間膠囊都是物體,不是比特。巴伯認為應該是「bit from it」而不是「it from bit」。

我認為惠勒的訊息概念有別於向農的概念。向農的訊息是被動的、消極的訊息,本身沒有內存意義,而要依賴有意識的觀察者賦予意義。惠勒的訊息是萬物之源,空間、時間、重力、電磁、粒子等等,都從訊息而來。如果訊息沒有內存意義,要靠行為者給予,那麼行為者才是萬物之源。這與「it from bit」大相逕庭。主動訊息是歷程,不是事物、狀態或性質。訊息不是被觀察的對象,非存在在意識之外,也非意識之內。它是產生這世界萬物及意識的基礎,是最根本的存在。既非物質,也非心靈,而是物理世界與心靈的源起。

●本文摘自時報出版《誰是我?意識的哲學與科學》

延伸閱讀:看更多【決戰AI世代】主題選書

作者簡介:洪裕宏

國立陽明大學心智哲學研究所教授。哲學專長領域為意識研究、心靈哲學、聯結論、神經網路、認知科學、邏輯與計算理論。致力於推行臺灣哲學學術研究國際化,為臺灣建設許多哲學學術研究軟硬體基礎設施。1992~2010年間共主辦十八場專業哲學與大眾哲學學術研討會;2008年爭取到國際最頂尖的意識科學研究學會年會主辦權,開啟建立亞洲意識哲學與科學研究社群的第一步;2009年協辦朝向意識科學年會;2010年擔任甫成立的亞洲意識學會理事會成員。

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