因果不对称性:从热力学之箭到因果之箭( 三 )


用如下例子来解释认知不对称:从一个主体出发,这个主体可以感知到当前环境的宏观状态 。然后我们能用统计力学的工具推断该主体能从这些信息中推断出什么(脚注 7) 。假定系统初始处于低熵状态,我们可以在宏观状态取微正则分布(),然后使其向前或向后演化(脚注 8) 。主体会发现由此产生的概率分布有大量关于宏观过去的详细信息,但未来信息很少[18-23] 。原因在于:以过去假设为条件来决定当前的宏观世界会让主体(以极高的概率)推断出:环境中近似孤立子系统的所有半有序状态都是从更有序的状态演化而来的,这使它们实际上成为过去的记录 。如半混合的奶油咖啡和沙滩上的脚印,或环境中近似绝热孤立子系统()的任何半有序宏观状态(semi- ) 。从宏观上看,用概率假设向前演化,我们可以以高概率推断系统会向更高的熵状态发展(奶油更混合、脚印褪去) 。如果我们不对过去进行条件假设,然后让系统反演 。由于力学定律是时间反演对称的,所以在此方向上结果相同:它极有可能来自于一个更高熵的状态 。但如果我们以初始低熵为条件,一切都不同了 。我们就可以只考虑那些来自低熵状态的轨迹,奶油混合程度更低,脚印更明显 。如果我们沿此轨迹追溯到最初产生有序的时刻,我们会发现:半混合的奶油最初只是一滴、脚印只是匆匆步履的片刻记录、树上划痕只是过去受伤的结痂 。
那行为不对称(只影响未来,不影响过去)又如何解释呢?框架沿着记录说起 。还是之前的要素,然后问:主体(比如我们)对世界的影响如何传播到未来或过去(脚注9)?然后,主体问:如果我走过一片沙滩,挖个洞、埋点坚果、或者改变一点环境特征,会发生什么?也就是说:我在环境中创造一点有序态,然后会发生什么?为了回答这个问题,我们以过去假设为条件,在当前的宏观状态应用概率假设,获取相应的微观状态分布,然后根据力学定律向前或向后演化 。我们发现,能感知世界的主体将能看到:行为能影响未来,但无法触及过去 。比如说,我从沙滩走过,留下脚印,直至潮水来回抹去;我挖一条水沟、盖一栋房子,我虽用着更耐用的材料,但还是在做同一件事情:给环境制造需要时间来瓦解的有序态 。记录的不对称性和结果的不对称性是硬币的两面 。你所认为的行为的结果只是其未来将发生的记录 。一个聪明的主体能够用行动干预,创造未来的记录 。
看看这其中的逻辑,就能明白为什么干预不会改变过去:以过去假说为条件,固定了过去的每一个有宏观记录的特征 。过去任何有可能的宏观特征,也将对此时此地的局部宏观干预“无动于衷” 。这意味着,一旦我们把过去的假设作为当前宏观状态的条件,现在与过去的状态就不会有任何可靠的、显现的概率关联 。(脚注 10) 。综上所述可以解释,为什么像我们这样的生物,通过宏观视角观测世界,会看到我们行为的影响是向未来运行的 。
行文至此,也未明确提及因果关系() 。我们假设了定律、概率公理和过去假设,也谈到了一个能感知环境宏观状态的主体可以得到关于过去和未来的什么信息和该主体对其自身行为结果的期望 。通往因果不对称的捷径会说,这就是因果不对称的全部 。但这仍有太多问题没有解答 。
从主体(agent)视角出发,我们好奇满满:她对自己的经验有什么看法?因果概念是如何嵌入到她脑中的概念网络的?可以推出因果关系和其他概念的什么联系?它们是如何被囊括在与世界的认知和行为的交流中?
从世界(world)视角出发,我们困惑重重:环境中支持这些概念的外部基础是什么?因为主体本身就是物理世界的一部分,我们可以认为物理分析的单元=主体+环境(或嵌入在环境中的主体) 。