随机性 1. 日常经验与初步定义 当我们说一个过程或事件是“随机”的，通常指它的结果不可预测、不规则，看起来没有明确的原因。例如掷一枚公正的骰子，哪一面朝上无法提前准确预言。在物理哲学中， 随机性 指一个过程或事件的结果，在给定的条件下，其发生不具有确定性，并非由于我们信息不足而显得偶然，而是本质上就无法由先前的状态完全决定。 2. 物理学中的随机性类型：认识论与本体论 物理学对随机性的理解分为两个层次： 认识论随机性 ： 由于我们对系统的信息掌握不全（如初始条件、所有相互作用力），导致结果看起来随机。例如，尽管骰子的运动遵循牛顿力学，但因我们对投掷细节无知，结果对我们而言是随机的。这种随机性源于无知，不反映自然本质。 本体论随机性 ： 某些物理过程本身被认为是根本不确定的，其随机性是自然固有的，即使拥有完全信息也无法预测。这是物理哲学讨论的核心。 3. 量子力学带来的根本性挑战 经典物理学（如牛顿力学）本质上是决定论的，随机性通常被视为认识论的。但20世纪初建立的量子力学，从根本上动摇了这一图景。 量子概率 ： 量子力学用波函数描述系统，波函数本身是确定的（遵循薛定谔方程），但其给出的预测是概率性的。例如，一个放射性原子核在给定时间内衰变的概率是确定的，但具体哪个时刻衰变无法预知。 测量结果 ： 在对一个量子系统（如电子自旋）进行测量时，可能的结果有多个，每个结果有一定概率。根据主流量哥本哈根诠释，测量行为会使系统“坍缩”到一个特定状态，而这个结果是 不可约简地概率性的 ，即不存在任何隐变量能决定哪个结果会出现。这被认为是 本体论随机性 的证据。 4. 哲学核心争议：随机性是本质的吗？ 关于量子随机性是否真的是本体论的，存在激烈争论： 是的 ： 哥本哈根诠释及其发展认为，概率是自然的基本规律，不确定性原理设定了认知和本体论的极限。某些事件“没有原因”，是自然固有的随机性。 不是 ： 隐变量理论（如德布罗意-玻姆理论）认为，存在更深层次的变量（隐变量）决定了所有结果，量子概率源于我们对这些变量的不知情，因此随机性仍然是认识论的。爱因斯坦的名言“上帝不掷骰子”即体现了这种信念。 贝尔定理及其实验证实，任何服从局域性的隐变量理论都无法重现量子力学的全部预测。这强有力地支持了量子力学是非局域的，且其随机性在局域理论框架下是本质的，但并未完全排除非局域隐变量的可能性。 5. 随机性与决定论、自由意志等概念的关联 对决定论的冲击 ： 如果本体论随机性成立，则宇宙在最基本的层面上不是决定论的。未来并非完全由过去决定，这打破了拉普拉斯妖式的严格决定论。 与自由意志的纠缠 ： 一些人认为，固有的随机性为自由意志提供了“空间”，但纯粹的随机（如量子涨落）本身不等于有意识的自由选择，它只是提供了非确定性背景。自由意志问题因此变得更加复杂。 6. 当代视角与开放问题 今天，物理哲学家普遍接受量子力学在经验上具有不可消除的概率性。争论焦点在于如何诠释这种概率性：它是否揭示了世界的根本开放性（本体论随机），抑或是更深层决定论过程的表象（认识论随机）。随机性已成为理解自然本质、因果性及科学定律本身地位的关键概念。