10.经典物理学的初看上去的决定论拉普拉斯之魔
量子物理学家们常说，他们所称的“经典物理学”（这包括牛顿、麦克斯韦［Maxwell］、甚至爱因斯坦的理论）蕴涵着决定论；而量子物理学蕴涵着非决定论。尽管我不承认这句话是正确的，我却当然愿意承认经典物理学与量子物理学之间存在着差异。量子论是一种概率的理论，而经典物理学具有不同的性质。我提议把经典物理学描述为“初看上去的决定论的”，用这个名称表明我不想对它是否蕴涵某种决定论的问题存有偏见。
我所称的经典物理学的“初看上去的决定论的性质”完全可以借助于所谓“拉普拉斯之魔”［Laplacean demon］加以描述。
拉普拉斯相信，世界是由按照牛顿动力学相互作用的微粒组成，如果对于世界体系在一个瞬间的初始状况具有完全而精确的知识，就应足以推断出它在任何其他瞬间的状况。（如果已知完全的初始条件，即它的所有粒子的位置、质量、运动速度和方向，牛顿体系的“状况”便已知。）这种知识显然是超人的。拉普拉斯提出了魔鬼的虚构——能够确定世界体系在任何一瞬间的全套的初始条件的具有超人智慧的人，其原因就在于此。借助于这些初始条件和自然法则即力学方程，按拉普拉斯所说，魔鬼将能够推断世界体系的所有未来状况；这表明，假如已知自然法则，世界的未来就蕴涵在它的过去的任何瞬间之中；因此，决定论的正确性就会得到证实。
拉普拉斯这一论据的关键之点是这样的:它使决定论学说成为科学真理而非宗教真理。拉普拉斯之魔不是全知的上帝，而仅仅是一位超级科学家。他不是被假定为能够做（至少接近于做）人类科学家所不能做的任何事情他仅仅被假定能够以超人的完美完成他的任务。
因而拉普拉斯会乐于承认人类科学家不能够弄清宇宙中所有物体的初始条件；但是他会指出，如果行星的数量很少，他们就能测量一个太阳系的所有初始条件。他也会乐于承认科学家们不能够获得绝对精确的初始条件；但是他会指出，他们能够改进测量它们的精确程度，而这些改进是没有绝对限度的。而且，他会承认，如果该系统包括两个以上的物体，根据我们数学知识的现状，牛顿的理论使我们可以仅用近似法计算该系统的未来状况；但是拉普拉斯会指出，尽管我们尚未解决一般的多体问题——即，计算牛顿的两个以上物体引力相互作用的问题——我们却总有一天会发现它的解决办法，这无疑会使赋予魔鬼这种知识成为合理的；他也许补充说，即使这个一般问题也许是完全不可解决的，我们也可以在每个特例中（假定它不太复杂）用在我们可以选定的任何程度上精确的近似值取代精确的解决办法。
正是在这种意义上，拉普拉斯之魔仅仅是理想化的人类科学家。实际上，他是理想化的拉普拉斯。拉普拉斯相信他己解决了我们自己的太阳系的稳定性的大问题。他相信他已证明——以这个假定为根据，即这个系统是封闭的，即，没有新的物体会进入它或者从外部干涉它——众行星会在所有未来时期中继续保持它们目前与太阳的平均距离。（我们在12和14节将看到他是错的。）
拉普拉斯之魔被假定像人类科学家一样，根据初始条件和理论，即自然法则的系统进行工作。对于适当的物质系统来说充分符合他的需要的那些理论可称作“初看上去的决定论的”。
在此提出这个称号是为了描述牛顿理论或者麦克斯韦理论或者爱因斯坦理论与其他理论截然不同的某些特征，例如热力学，或者统计力学，或者量子论，也许还有基因理论。我提出下面的定义。
当且仅当一种物理学理论使我们可以根据对于按照该理论描述的一个封闭的物质系统的初始状况的数学般精确的描述，推断出以任何规定的有限精确程度对于该系统在任何特定的未来瞬间的状况的描述，它就是初看上去的决定论的。
这个定义并不要求数学般精确的预测，即使初始条件被假定为数学般地绝对精确。如果我们想确定这个定义不排斥牛顿力学，我们就不能有更多的要求，因为对于解决两个以上物体的问题，人们所知的只有近似法。
甚至可以表明，由于相似的原因，我们应当减弱我们的定义，加上这样一句话，“假如该物质系统不太复杂”。因为人们不知道当该系统包含非常多的物体时，尤其是如果这些物体的质量和距离都与它们的大小顺序相同，是否存在通过近似解决多体问题的方法。当然，要害是，甚至有了数学般精确的初始条件，数值计算的方法也产生它们自己的不精确性，就一些复杂的系统而言，我们也许不能通过连续的近似步骤把不精确性降到某个水平之下。因而获得任何理想的精确程度的预测也许是不可能的。尽管这一点十分重要，我在此却不想探索它；相反，我要假定——作为向我的决定论的对手们的让步——在我的最初定义的意义上，牛顿的和麦克斯韦的理论是初看上去的决定论的。
采用这个定义后，我们面前的问题是下面一点。假定一个初看上去的决定论的物理学理论是正确的，我们是否有权由这个假定推断“科学”决定论是正确的？换言之，我们是否有权从一种理论的初看上去的决定论的性质推断世界的决定论的性质？
我将在后面（在第13节）说明我相信这个推断会是无效的各种不同的理由。但是我的下一个任务是更清楚地解释“科学”决定论的观念。
11.“科学”决定论的观念：从内部的可预测性
如我们已看到的，可以借助于表现世界的连续状况的影片的隐喻解释决定论的一般观念。在这部影片中，未来将表现的事物和过去已表现的事物是一样确定或者块定的。既然未来是确定的，它在原则上可以被预知；不仅仅被猜测，而且被肯定地预知。
心中想着这一隐喻，我们可以说，“科学”决定论起因于用按照理性的科学的预测程序的可预测性的更明确的观念取代可能的预知的模糊观念的尝试。即，它断言根据现在或者过去的初始条件，加上正确的普遍性的理论，可以理性地推断出未来。
“科学”诀定论所断言的不仅是预知的可能性或者它的存在，因此它更容易遭到批评，认识到这一点是十分重要的。显而易见，每一个事件都会被某人所预知（例如他预先梦见了它），这在逻辑上是可能的，甚至在一个众多事件以杂乱无章的方式发生而不受任何类似普遍规律的事物的支配的世界中亦然。在这样的世界中，“科学”决定论会是谬误的，因为不会有充分强有力的正确理论可用作理性的科学预测的基础。我们可以这样表达这一点，“科学”决定论所断言的不仅是世界的影片的性质。它断言，影片中所表现的事件决非杂乱无章，而是总要受规律的支配，结果属于这部影片的每一个画面或者剧照都使我们可以借助于把连续的剧照连接起来的规律或者法则用理性的方法计算任何随后的事件。除非它蕴涵着这样多的内容，否则一种决定论学说就不会是“科学”类型的。
前面谈过的这些也许会阐明决定论的一般观念和它的那种我称之为“科学的”变体之间的关系。关键之点是，后者求助于人类科学的成功，例如牛顿的理论：“科学”决定论似乎是作为经验科学的成功的结果而出现的，或者至少由于得到它的支持。它似乎是建立在人类经验的基础之上。
这无疑就是拉普拉斯不求助于全知的上帝，而仅仅求助于被赋予按他的意思在原则上不应超越人类科学家的能力的魔鬼的原因。拉普拉斯不要求他的魔鬼凭直觉知道世界的任何未来状况；这不会把人类的理性能力理想化，但在原则上会超越它们。然而，拉普拉斯确实要求他的魔鬼精确地知道初始条件，无疑是因为他相信在这个方面人类知识的可能的改进是没有限度的。与此相似，他要求他的魔鬼知道一个任何复杂程度的系统中所有微粒的状况；无疑又因为他相信在这个方面人类知识是没有限度的，即使他认识到没有人（或者没有任何有限规模的计算机）在实际上能够弄清在诸如包括许许多多微粒的气体的系统中所有微粒的坐标。也许我们完全可以这样表达拉普拉斯的意图，魔鬼的能力只是在程度上会超过人类科学家；它们只是在人类科学家的能力没有一定限度的领域中才是无限的。
借助于拉普拉斯无疑会同意的两个重要要求可以使这个观念更加明确。在此所简洁陈述的关于魔鬼的这两个要求在后文中将以稍微更抽象的形式体现在我们对于“科学”决定论的最终定义中。
第一个要求如下：
（1）魔鬼像人类科学家一样，不可被假定能够以绝对的数学精确性确定初始条件；像人类科学家一样，他将不满足于有限的精确程度。但是可以假定，魔鬼能够使他的测量的不精确范围如他希望的一样小，即，小于任何人可能规定的任何有限范围。
初看起来，这个要求不过相当于对我们关于初看上去的决定论的理论的定义