第六章 随机性与盖然作用机制
我们在上一章中讨论了因果必然性或因果决定性是事物存在与生成的一种模式或样态，因果相互作用是事物运行的一种作用机制，但这不过仅仅是“一种”而已；本章我们要讨论的随机性或随机非决定性是事物存在与生成的另一种模式或样态；随机盖然作用是事物运行的另一种作用机制。本章所讨论的就是这“另一种”到底是怎么一回事。
一 本质上的随机事件和微观上的偶然世界
随机性，英文原名是random。有许多同类的名词，例如“偶然性”（contingency）、机会（chance）、机遇（occasion）、随机过程（stochastic process）都可以表达与此相同或相近的意思，我们之所以选择随机性一词来表达它，主要是因为它在数学和自然科学中乃至社会科学中都是常用的。不过，我们下面有时还要使用“偶然性”或“机遇”一词来适应人们的习惯用法。随机性在数学上指的是这样的性质和变量。它从特别的值域（样品空间）中取一种可能的值，这个值是不确定的，我们只可能赋予它一定的概率。这种性质叫作随机性，这种变量叫作随机变量。
有两种随机性和随机事件，一种称为客观上的、本质上的随机事件，一种称为操作上的或方法学上的随机事件。所谓客体上的、本质上的随机事件（the essential random events）指的是这样一种事件，它的出现没有先行充分条件，不受因果律严格决定而只受统计规律的支配，它在任何条件下即无论什么样的外部条件和内部条件下，它都可能出现也可能不出现，可能这样出现也可能那样出现，对于它们只能给出它出现的概率而不能给出它的确定的状态。单个原子的蜕变、电子的能级跃迁、基因的错位突变、布朗花粉的运动路线甚至轮盘赌场的中彩号码都可以看作这样的本质上的随机事件。为了说得更加明白，我们可将这种本质上的随机事件称为非因果的随机事件。因为它不能给出严格的因果解释，不能将它还原为因果事件（The causal events）。这是第一类随机事件。
当然，还有第二类随机事件，它客观上和本质上并非无因果关系可导，它的出现或它之所以这样地出现客观上是（或者被假定是）由一组先行条件严格确定了的，只是由于过程太复杂、因素太大量，我们现有的认识技术和认识能力不能将它分析得很详细，或者没有必要去分析它的详细原因。于是，对于我们可能掌握到的一组条件的决定关系来说，这些事件说成了可能出现也可能不出现，可能这样出现也可能那样出现的事件了，成了不可精确预言的事件了。这种事件被称为操作上的或方法学上的随机事件。古典热力学中的分子运动就是这样的随机事件，尽管它假定每一个分子的运动严格按照牛顿力学的因果律进行。而保险公司的统计中的车祸事件以及人口死亡事件也被看作这样的随机事件，尽管每一个人的死亡一般可作因果分析。关于这类事件，我们将在第三节中详加讨论。
由于过去科学的传统以及日常生活的直觉，使得哲学家们总想将第一类随机事件还原为第二类随机事件，认为今天找不到严格的因果说明，明天一定会找到严格的因果解释。连爱因斯坦也坚持这种信念：“我不相信上帝在掷骰子。”可是，20世纪最尖端的一批自然科学的成就已向我们表明，情况完全不是这样，不可还原的本质上的随机事件确实是存在的，而且很可能是自然界中最基本的事件。我们来分析量子力学的几个最重要原理吧，它们对决定论做出了最为坚决的打击。
（1）关于薛定谔方程：反映微观客体运动基本规律的薛定谔方程
，这个方程本质上是概率性的，其波函数Ψ不能给出该状态量（指称微观客体的某种性质）的确定值，只能为这个量的取值提供一个几率分布。而且与统计力学不同，这个几率分布首先不是描述一个群体，而是描述单个粒子的性质与状态。如果这个量指的是某个电子的位置，它就只能说明它在这个位置的概率或倾向性为r，在另一个位置的概率或倾向性为s，至于它到底在这里还是在那里，这是在任何情况下都是非决定性的，不能作严格因果性描述。
（2）再看量子力学的叠加原理。在量子力学的叠加原理Ψa=k∑CkUk中，量子a处于Ψa的状态是什么意思呢？这里{Uk}（k为自然数1，2，3，…，k）表示a的动力性质A的任意运算子Â的本征函数族。Ψa就是所有可能状态Uk的叠加，每一状态出现的概率为
。所以，性质A占着所有的值域，它是如此地不确定，以至于几乎可以说它在这个值域中无所不在、无所不是。原子是什么偏振状态呢？它是两个以上的可能偏振状态的叠加。电子有怎样的自旋呢？它既是“上”旋，又是“下”旋，是“左”旋，又是“右”旋，是这些量的一定概率的叠加。
（3）再来看看海森堡1927年发现的著名的测不准关系式
，它说明微观客体的所有共轭量没有确定的同时值。例如，要准确地测定微观客体的动量p，依上述关系式，就不能准确地确定它的位置q，这不是因为我们知识和测量手段的局限，而是因为微观客体根本不存在确定的初始条件，即马奇所说的决定因果关系的“最小充分条件组”。海森堡本人也很清楚这一点，他在讨论测不准关系的论文中最后一段写道：“但是因果律的严格公式（也就是他在另一个地方称为决定论的公式）如果我们准确地知道现在，则我们能预测未来，不是错在结论，而是错在前提。我们原则上不可能从所有的决定因素中认识现在，这就是说，所有的观察都只体现许许多多可能性中的一种选择，因而也只体现未来可能的一种约束。”[82]他将他发现的公式取名为Die Unbestimmtheitst relation，即“非决定性关系”，翻译成英文变成“不确定关系”（The uncertainty relation）。再译成中文时变成“测不准原则”。好像客观上是确定的而不是随机的，只是人们测不准而已。
因此，一切微观世界的量和微观世界的事件本质上是不确定的、非连续的、非定域的和随机性的、概率性的。这里是一种和宏观物体很不相同的存在：“概率实在”、“离散实在”和“随机实在”。
但是，在此我们必须郑重声明，我们主张存在“绝对”偶然性或本质上的随机事件，并不是说，我们主张这类随机事件是没有规律的、是不可知和不可控的。“绝对”偶然性即本质的随机性虽然不受因果律的支配，但它受统计规律的支配，大多数还受外界的影响。例如，从外界供给一定物体以热量，提高它的温度，虽然我们不能因此确定预言物体中某一个原子必然发生能级跃迁，但它不可避免地要提高该原子发生能级跃迁的概率。用X光照射果蝇的精子，虽然我们不能因果地确定果蝇的某个精子就一定发生基因突变，但我们确实可以使它的突变率大大增加（例如增加150倍），X射线还可以使变异谱即性状的多样性或等位基因的复杂程度上在同一时间里大大加宽。除了X射线之外，各种背景辐射、紫外线、温度的提高、各种化学物质的加入，都可以改变基因突变的频率，诱发基因突变，人们还可以利用重组DNA技术，运用某种特定的切割酶或连接酶在DNA大分子指定的位置上发生突变，我们就可以像玩积木一样，将基因进行切割与重组，遗传工程就是由此而来。所以，我们可以发现“绝对”偶然性遵循的统计规律，统计地也就是宏观地对“绝对”偶然性进行约束与调控，所以，“绝对”偶然性就它受统计规律约束而言，就人们可以影响与改变某一绝对偶然事件产生的条件概率而言，它并不是绝对的；但就它的出现是无前因的和无充分条件可言这点上说是绝对的偶然的和本质上随机的。世界上有许多事物就是在这种绝对偶然性和本质上的随机性的基础上存在与生成。这是一种存在的样态和生成的模式。
不过我们应该注意的是我们虽然坐在一个本质上是随机的、偶然的、不确定的微观世界之上，但是我们却生活在一个多少带有确定性的和决定性的世界里，这二者是不相矛盾的。大家都明白，宏观的事物是由微观的客体组成，那么不确定的微观客体状态怎样组成或怎样转变为确定性的宏观状态呢？这里至少有两种机制：大数效应和涨落放大。就大数效应或整体效应来说，一旦聚集的微观客体足够多，叠加的、不确定性就被排除，事物的行为变成确定性的和决定性的了，其中特别重要的大物体整体就是我们的宏观仪器。单个原子的衰变是随机的、不确定的，但广岛上空的原子弹确定必然地要爆炸。电子枪的单个电子到底打到屏幕的哪一点是不确定的和非决定性的，但电视机屏幕上却有着因果决定性的和确定清晰、界限分明的图像。这是一种层次突现，不确定的东西转变为确定的东西。就随机涨落的放大来说，普利高津提出了由微观不确定性转变为宏观确定性的分叉点理论。在分叉点上，某个不确定性的微观涨落被放大，转变为宏观不确定性，越过分叉点后再转变为宏观的确定性，“通过涨落达到有序”就是这个转化的过程。所以，只要我们理解这些转变的机制，我们就不会对不确定的、随机的微观世界感到惊慌失措。
二 盖然性相互作用及其解释模型
由于量子世界充满着本质上的随机事件，那些只能用概率来表示的盖然性相互作用成了现代物理学的基本特征，又由于近几十年来人们越来越多地运用统计方法来发现事物之间的因果关系，以至于人们可以说吸烟是患肺癌的原因这样的因果转意表达。特别是由于哲学家们希望有一种哲学概念与方法来统一表述决定性的因果相互作用和非决定性的盖然相互作用，于是便产生了对概率因果性的研究。H.Reichenbach（1956），I.J.Good（1961—1962），P.Suppes（1970），W.C.Salmon（1984），N.Cartwright（1989）以及E.Eells（1991）都发表了一些很重要的文献。这种研究的意义是重大的，但想通过概率的语言和概率的方法来定义因果关系这个目标却没有达到。
他们最初的基本思想是，如果一个事件C能提高或改变另一事件E出现的概率，则C是E的原因，或者弱一点地说，因果关系的基本特征之一是原因必须增加或改变结果的概率。当然，我们可以将这样表达的因果关系写成P（E|C）＞P（E），或等价地P（E|C）＞P（E|⇁C）。以C表示吸烟，以E表示肺癌，则这里表示为：肺癌对吸烟的条件概率大于肺癌出现的概率。但这里问题立刻出现了，这是因果关系的必要条件吗？这里我们根本没有考虑其他因素对肺癌出现的正面影响和反面影响。假定有个吸烟者群体，他们十分注意锻炼身体，特别注意增加肺部活力的锻炼，这导致了他们得肺癌的概率大大下降，足以抵销吸烟的影响，甚至使他们患肺癌的概率低于常人的水平，这时我们有了这样的公式P（E|C）=P（E）或P（E|C）＜P（E）。那岂不是我们得出了吸烟不是患肺癌的原因或吸烟能增长肺部健康的结论了吗？因此，为了确定和表述一个事件是否是另一个事件的概率原因，必须研究影响C和E的一切背景情况（background context），使其影响保持不变，使C和E的概率相关或盖然性作用不受影响，来观察C是否是E的概率原因。这种方法相当于INUS条件研究中的“因果场”概念。例如，假定地心引力和空气本来已经存在的情况下研究房子失火的原因。
经过反复推敲，P.Humphreys[83]（1989）和Eells[84]（1991）提出如下的概率因果定义：如果在所有与C与E物理地相容的背景K下，有某些同质条件F（F在K的集合中），使得P（E|C，F）＞P（E|⇁C，F），则事件C称作事件E的原因，而如果P（E|C，F）＜P（E|⇁C，F），则称C为E的负原因。尽管有了这些改进，不过仍有许多重大问题没有解决。
（1）如何适当地选择，以及按什么标准来选择背景因素F？我们必须保证F不受C因果地影响，否则F介入C与E之间，影响了P（E|C）。但为此我们便陷入了一个循环论证，为了确定C与E的概率因果关系，必须先确定C与F的概率因果关系。这事实上就不可能有概率因果定义的还原分析，所以Eells后来干脆这样界定F，即F与C因果无关，而与E因果相关。于是P（E|C，F）＞P（E|⇁C，F）就降格为一个与其他因果关系协调检验标准和证伪标准。
（2）上述所谈的背景K，真的要包含一切物理环境吗？原因（不是负原因）C是不是要在所有的K和F下都恒常不变地以同样方式提高E的概率呢？Humpyhreys与Eells都认为，如果一个理论使我们能对因果性作出精确分析，肯定的回答是必要的。但实际的情况是很难保证做到这一点的，连胆固醇高会引起心脏病也不能通过这个检验。
（3）P（E|C，F）＞P（E|⇁C，F）作为因果性的概率定义，仍有许多反例不能消除，例如，广东人患鼻咽癌的概率的确比非广东人患鼻咽癌的概率大得多，我们能说生在广东是得鼻咽癌的原因吗？所以问题还是要寻找概率性关系的作用机制。
概率因果的理论的局限性如同上一章所讨论决定论因果关系的条件学派的局限性完全一样，它只局限于对概率因果或盖然性相互作用作条件概率分析，既忽略了概率因果关系的非对称性，又忽略了概率因果关系的作用机制。
我们很容易将上一章讨论因果决定机制的论述移植过来讨论盖然性的相互作用特征，然后把它与这里的条件概率分析嫁接起来作为盖然性相互作用机制或所谓“概率性因果关系”的比较完整的定义：
设事物Xc于t1—t2之间发生事件C，事物Ye于
之间发生事件E。则若
（1）C先于E发生，即
，
。
（2）Xc在t1之后、在
之前有一作用传递到Ye，即：
E∈A（Xc，Ye）⊆E（Yc）而A（Xc，Ye）以及E（Ye）都定义在概率状态空间中。
（3）在背景K和条件F下，C的出现增加了E出现的概率，即：P（E|C，F）＞P（E|⇁C，F）。则称C对E发生了盖然性作用，即C是E的“概率原因”。
这里我之所以要尽量避免使用“概率因果性”或“概率因果作用”这个词，有下列几个原因：①因果关系不宜用概率统计的词语来进行分析，概率统计的语言不能表达出因果的作用。②因果关系的传统含义都是因果之间有决定性的关系，将它的内涵修改成主要包含非决定关系的内容，这将会使得自然科学与技术科学通常使用的被爱因斯坦誉为现代科学两大基础之一的寻求因果关系的科学方法（例如穆勒五法）要作重新表达。这个代价太大了。③“概率因果”这个概念本身是自相矛盾的，它正如“方的圆”“曲的直”一样会发生很大的混淆。如果概率因果指的是事件C与事件E的关系，如吸烟与肺癌的关系，对种子进行X射线照射和种子基因突变的关系，那二者之间就不是因果关系，而是盖然性的非决定关系。如果概率因果指的是事件C与事件E的倾向性变化，即ΔP（E）的关系，则二者之间是名副其实的决定性因果关系而不是概率关系，即事件C是事件ΔP（E）的充分条件或必要条件。因此，我希望用C对E发生“盖然性作用”这个词代替“统计因果”或“概率因果”这个词。C对E发生盖然性作用这个概念是个“半决定性”或“半决定论”的概念。C对ΔP（E）来说是决定性的，而对E来说是非决定性的，而ΔP（E）与E又密切相关，是E的一种属性的变化，所以，随机性相互作用或盖然性相互作用与因果性相互作用是事物的两种相互独立的又密切关联的生成模式和作用机制。
因此，阐明盖然性相互作用机制的解释模型可以有两种。第一种是P.Railton（1978）提示的D-N-P解释模型。以原子U238自发的α衰变的量子力学解释为例。①首先要有一个基本理论（量子力学）来导出U238的衰变半周期为450亿年。②确定U238的单个原子在T时间里（例如一年里）的衰变概率规律。③陈述被解释对象U的初始条件。④导出U的衰变概率。⑤说明U实际已经衰变了。这个模型有如下图式：
上式G（）表示“属于U238的原子”，F（）表示“在T时间里发生衰变”。在这里它解释的重点并不是U的衰变，而是U衰变的概率。至于衰变的概率和它实际上衰变了到底是什么关系，这不是一种论证，不是演绎论也不是归纳支持，而是一种对随机突现的陈述。所以一个完整的D-N-P解释模型，不是一个论证结构，而是包含了演绎论证作为其本质要素的陈述的步骤。
第二种是P.Humphreys提出的幸遇解释模型（the Aleatory Model of Explanation）。他认为，E的原因就是在任何环境条件下都恒常地以同一方式改变着E的概率的那些因素，因此，一个解释或一个幸遇的解释必须尽可能多地提供被解释现象的概率原因（包括正的和负的）那些系列。当然，要全部列出能改变被解释现象出现的概率的因素是不可能的，并且要像D-N-P模型那样列出那个概率的值也是不可能的，因为我们不可能不遗漏一些决定概率值的因素。因此，一切解释都只能是部分的，并且有不同正的和负的因素在竞争着的，当其中某种因素变得压倒其他因素时，解释本身就会发生变化。
这个模型的最大优点就是比D-N-P模型更加着重于它的本体论基础，从而要求给被解释者一种多元的理由去说明为什么以及怎样发生改变被解释者出现的概率的那种情况，由一种什么样的结构或机制导致被解释者概率的恒常改变。我们可以这样形式化地解读这个解释模型：
这里M（x）为导致x出现，即Ox的概率提高的机制，Ki为一个物类，Cx为x具有条件C，P（）为概率。这里的解释模型，也不是一个演绎论证结构，而是阐明随机盖然作用机制的陈述步骤的陈述结构。隔开（3）与（4）之间的直线只表示从解释到被解释之间的解释关系。
三 方法学上的随机事件和相对的偶然性
我们现在再来讨论方法学上的随机性或相对的偶然性问题。有两种基本的形式，一种是两个或多个因果链条的交叉表现出来的偶然性，另一种是两个或多个系统层次交叉表现出来的偶然性，所以叫作相对的偶然性。对于被选出来考察的基本初始条件所规定的因果链的决定性叫作相对必然性（上一章讨论的因果决定性可以叫作绝对必然性，而本章第一节讨论的本质上随机性，我们已经称它为绝对偶然性），下面我们分四点来讨论这个问题。
（1）我们首先讨论两个或几个因果链条交叉的情况。汽车在马路上行驶偶然地碰伤了人，行人天桥倒塌碰巧压到一辆正走到天桥下的公共汽车上。我在旧书店偶然买到一本极其珍贵的古籍文献。我在异国他乡偶然遇上了阔别几十年的老同学，如果我迟到一秒钟或早到一秒钟都不会遇上她的。人们用偶然性或机遇一词指称这种事件并不是说这种巧合是没有原因的。在一定的原因支配下，我在某时某刻出门，以一定的速度沿着某条路行走，在t时刻走到x处，这是一条因果链条的结果。而我的那个老同学在某时某刻在另一个原因的支配下走向另一个地方，她在t时刻走到x处，这是另一条因果链。我们正好相遇是因果地被决定了的，只是因为相对于我的行动的因果链来说，它是在我的基本初始条件所能预测的事情之外。所以，这种不期而遇是偶然的，相对于她来说也是一样。如果我们将两条因果链联合在一起，当作是一个相关的因果链或因果网络，则相对于这种联合的初始条件来说，我与她在t时刻x处相遇就不是偶然的。比如说，如果我事先与她约会，我在什么时候出门她也在什么时刻出门看作一个联合初始条件，则我们在x 处相会是必然的而不是什么机遇了。
（2）更加经常的情况是，偶然性的概念是这样使用的：当有许多因果链相互交叉、相互作用，协同决定和影响一个过程时，那些比较稳定的、与系统的基本性质有关的、起决定作用的因果链被称为必然性；而其他一些因果链或随机事件，对于系统的基本过程在一定的范围里对发展过程不起决定作用，即它的出现或不出现在这个范围里不影响基本过程，它被称为偶然性。例如20世纪初，由于世界资本主义的发展，各帝国主义之间为争夺世界霸权、为争夺殖民地而斗争，对于这样的基本条件来说，第一次世界大战是必然的、不可避免的。至于作为第一次世界大战导火线的奥地利王子被刺杀的事，则是偶然的。对于这个基本过程来说，它可以发生，也可以不发生，对于基本过程的特征并没有重大的影响。但奥地利王子被刺杀是有原因的。对于布置谋杀的因果链来说，是存在着必然性的。
（3）我们在以上两点讨论因果链交叉表现出来的偶然性时已经涉及两个物质层次交叉表现出来的偶然性。我们在第二章中曾经讲过，实在是划分为不同层次的。从一个层次的实体与过程，相互协同组成新的层次时，新的层次有新的突现实体、新的突现性质、新的运行规律，并需要一组新的性质表现函数和一组新的语言进行描述。由于条件、规律和语言都有所不同，所以高一层次实体的条件与规律并不能完全推出低层次的实体的行为与事件。这些从高层次规律和条件所不能推出的低层次实体的行为不论其发生由于什么原因，都当作相对于高层次的偶然性，看作在必然约束之外的“自由”。社会通史的专家，能预言18世纪末19世纪初被战争弄得精疲力竭的法兰西共和国必然出现军事独裁，但不能推出恰好是拿破仑担当这个角色，但是，传记史家却可以详细分析拿破仑的多方面才能及其地位，说明这个独裁者必定是拿破仑。这是两个不同层次的交叉。这是时势造英雄的一种机遇、一种偶然性。同样，由大量分子组成的热力学系统，它的规律是系统规律，它的语言是系统状态语言，它能预言温度，压力、体积这些性质表现函数，它能推出的只是低层次实体，即分子的行为的平均值，但不能推出单个分子的行为。于是，后者相对说来被看作随机的、偶然的东西，尽管按照经典热力学，理想分子的行为是严格地因果决定性的，但是从高层次看则是偶然的。
（4）也有相反的情况，从低层次看是完全偶然的东西，从高层次看，则它们接受必然性的约束，成为必然事件的组成部分。例如导弹的发射，由于空气和其他因素的干扰，它的飞行每一步走到哪里都是随机性的、偶然性的，但这种随机偶然性造成对目标的偏差，作为反馈信号输入导弹自动控制系统，矫正导弹的运行轨道，使它命中目标成为必然的。一个杂技演员站立在钢丝上行走，他的肌肉做不断收缩和放松的随机运动。他闪过左边还是闪过右边从低层次看完全是随机的。但由于高层次的神经系统的调控，他有一个平衡定向的运动则是必然，至少在一定的时间里就是如此。至于生物突变情况也是这样。从基因突变的DNA大分子层次上看，这种突变纯粹是偶然的、不定向的，但从生物体的生存竞争和自然淘汰的高层次来看，这种偶然性通过选择、放大而成为必然性的组成部分。低层次的随机变化当它顺应高层次的结构时，就被选择成为必然的东西。关于这一点，雅克·莫诺说得很清楚，他说：“当偶然事件——因为它总是独一无二的，所以本质上是无法预测的——一旦掺入了DNA的结构之中，就会被机械而忠实地进行复制和转录……在纯粹偶然性的范围中被延伸出来以后，偶然性事件也就进入了必然性的范围，进入了相互排斥、不可调和的确定性范围了。因为自然选择就在宏观水平上，在生物体的水平上起作用的，自然选择能够独自从一个噪声源中谱写出生物界的全部乐曲。”[85]
四 偶然性在事物存在和发展中的作用
长期以来，我国哲学界特别是教科书学派的哲学者们，存在着一种低估随机性和偶然性在自然界和社会发展中的作用的传统观念。他们认为，一切事情的发生都是必然的；凡是现实的都是必然的；如果某些事件是偶然的，也不会是纯粹偶然的，因为一切偶然性都是有原因的，所以事物发展的因果链条是不会中断的。他们还认为，必然性是基本的、主要的，偶然性是次要的，只是必然性的一种补充，必然性在事物发展过程中起着支配的作用，决定事物发展的前途与方向，而偶然性不能决定事物发展的方向，只对事物发展起着加速或延缓的作用，它只是对事物发展的大方向上呈现出某种摇摆与偏差。我们在本节中将要说明，事物存在和发展的情况不是这样的，随机性是存在的一种生成的模式和机制，偶然性在自然与社会历史中的作用，突出地可以归纳为下列几个要点。（1）偶然性，特别是绝对的偶然性，打破了事物发展的因果链锁，成为新运动的开端。
我们在第一节中讲到微观世界充满着本质上的随机偶然事件。事实上，宏观世界也不能避免这种客观上不确定的“微小的偏离”。正是这个“微小偏离”破坏了事件的因果链条。从本体论上，就算严格的决定论方程也会内在地发生不规则运动，发生所谓混沌的现象，人们有时将它通俗表达为：一只蝴蝶翅膀的拍打，可引起一场风暴。而严格统计规律决定的现象，也会出现偏离平均值的“涨落”，从而可能引起极大的分叉。这些随机的因子，只要参加到事物因果过程中，即使在严格的因果律作用下，也会导致因果链锁的中断，导致新事物、新运动的开端。以经典物理学所论述的分子运动为例。如果某个分子的初速度在方向上和数值上有微小的不确定值，那么，在分子的相互碰撞中，它经过几次碰撞的曲折运动后就发生很大的改变，以致漏过了如果没有这种初始偏差便可以击中的另一分子球体，结果它的运动方向与击中某个分子球体后的运动方向完全相反。如果初始条件用C来表示，初始条件的不确定随机因素用ΔC来表示，则从同一个原因C出发，经过几个因果环节后出现了完全相反的结果E：即（1）C+ΔC1→E与（2）
。根据穆勒求因果关系的差异法，从这两式的比较中，C就作为不是E的充分条件即不是E的原因而被排除掉。这就是说，因果链条由于介入了本质上的偶然因素而不能无限延长，必在一个地方（这个例子就是E）发生中断，因果链条在此失效。另一方面，比较一下（1）、（2）式的左端的ΔC1与ΔC2，其中一个偏离因素Δx=ΔC1—ΔC2。我们发现，当这个因素出现，事件E就出现，即（1）式可以改写为C+ΔC2+Δx→E。而当Δx不出现时，即处于（2）式
时，E就不出现。根据穆勒差异法，我们得出：Δx是E出现的原因。换句话说，对于某一个事件E，如果沿因果链向上追溯，必能找到一个绝对偶然的起源（Δx），这是很容易理解的。每一个人如果沿着自己的因果链向过去追溯原因，我们可以找到父母基因的偶然组合就是这条因果链的一个偶然开端。
生命起源和人类的出现是说明偶然性打破因果必然性链条成为新运动形式的开端的极好的例子。现代科学表明生命是在化学反应的基础上发展起来的，但一般化学反应的规律并不是必然地、不可避免地产生生命。今天宇宙航行和高度发展的天体物理学所提供给我们的知识表明，许许多多的天体，特别是行星和小行星之上都有化学反应，唯有地球才发现有生命，而且这些生命是在地球发展的特定阶段即约30亿年前的地球条件下自然产生的。根据生物学家M.艾根的研究，在当时，地球许多地方都存在的具有多肽（蛋白质）和多核苷酸这些化学物质的“原始汤”中，多核苷酸Ii携带着复制自己的信息，这是一个自催化过程，但它要利用能催化自己的前一个多肽Ei-1；在Ei-1的催化下，多核苷酸Ii复制自己并携带了合成下一个多肽Ei信息，这样一种多肽催化另一种核苷酸，另一种核苷酸携带合成另一种多肽的信息。这样，I1→E1→I2→E2→I3→E3…En这个链条碰巧出现En→I1时，就构成一个蛋白质-核苷酸共生的二级的超循环。它便形成一个加速自身发展的机制，从而对抗自然界墒增对它的分解和破坏演化成以后的生命世界。这里En催化I1，恰巧构成一个超循环并不是化学上不可避免的一个必然事件，而是一个偶然的、千载难逢的机遇。这个机遇在生物学上是有极大意义的，构成高层次生物统一体的关键，但从化学上看它是任意的、随机的，甚至几乎可以说是“无故”的，正是这个随机的偶然事件使化学必然因果链锁中断，而成为生命因果链锁的开端。这里偶然性起了生命的开山祖的作用。人类起源的情况也是这样。我们的天文学家检查过，从宇宙各个方面得来的无线电波，没有发现有任何外星人发来的电波的迹象，说明至少在邻近我们地球的宇宙范围内根本没有理性生物，人类在这个目前我们的仪器探测可及的宇宙中是独一无二的。而在整个地球历史发展上，有理性的生命的产生也是独一无二的事件。地球上生活着的物种目前有3000万种，有史以来的物种有1亿种，但只有人类这个种才是有理性的。而就人类这种有理性的生物的产生来说，生物学家曾指出，在地球历史上有视觉的生物独立地产生出来有30次，而有飞翔能力的生物也有4次独立产生的历史，可是在生物进化历程中，人类的产生却是唯一的一次。[86]那是在大约6000万年前，有一种叫作东非猿人的大脑基因发生某种突变，以至于它们进行真正语言的交往成为可能。就在这基础上通过自然选择进化成今天的人类。但这个开端却是唯一一次的那个偶然事件。J.莫诺在谈到这一点时说了两段很有趣的话，他说：“语言能力，应该就是今天的‘人类本性’的一个部分，而人类本性本身则是在基因组中为完全不同的遗传密码的语言所规定的。这是个奇迹吗？确实是的。因为归根到底，语言也是偶然性的一种产物。可是，在东非猿人或他的一个伙伴第一次用音节分明的符号来表达一个范畴的那一天，他也就大大提高了以后会出现一个能构思出达尔文进化论的脑袋的几率。”关于生命和人类都是从偶然性开端的，宇宙间出现的许多事件，在它们出现前它出现的概率是极小的。“生物学家对这个概念很反感。这不仅出自科学上的原因，而且也是因为这个概念同我们人类的想法是背道而驰的，因为人们一般倾向于认为：在世上真实存在的万事万物的背后，必然性是深深扎根于事物的开端之中。我们必须时刻提防这种好似什么都是注定了的想法。内在论同现代科学是不相容的，命运是同事件同时出现的，并不是预先注定的。我们自己的命运，不是在生物界出现了唯一能运用符号交往的逻辑系统的人类以前就已注定了的。语言是另一桩独一无二的事件，它本身很自然地将使我们反对任何一种人类中心说。如果语言是像已出现的生命本身那样的独一无二的事件，那末，在出现语言以前还曾出现过语言的偶然性，真是微乎其微的。宇宙间并不是处处都是生命，生物界也不全都是人类。我们人类是在蒙特卡洛赌窟里中签得彩的一个号码。当人们看到一个人刚从赌场里赢了钱而摇身一变成为百万富翁时，我们在感到惊讶的同时又觉得好像是梦幻般地不真实，产生这种感觉是很自然的，没有什么可奇怪的。”[87]莫诺这两段话，曾不断被批判为“将偶然性绝对化”的“赌徒心理”，不过依我看来，它是比较正确地说明偶然性在生物起源和人类出现中的作用。
（2）偶然性是世界多样性的源泉，又可以成为事物必然发展的基础。
现代生物学告诉我们，生命世界本质上区别于非生命世界的东西，是生物界只有两种基本属性，结构功能上的目的性和遗传上的不变性。例如，野兽的眼睛的“目的”是取得外物的影像以便捕获猎物和逃避天敌的追击，而一切生物在结构功能上的目的都是为了保全自己和繁殖自己的物种。而种瓜得瓜、种豆得豆则表现生物遗传的不变性。但是，生物结构功能的目的性并不是由“生命力”或“隐德来希”来实现的，而是严格地由基因或遗传密码来规定的；而遗传上的不变性则可以用遗传信息的复制与翻译的高度严格性和机械性来加以说明。因此，要理解生命的秘密就要理解基因的载体与结构，基因的复制与翻译以及它的起源。由于分子生物学的伟大成就，这里许多问题都已成了常识，我们之所以要在下面作一个简单介绍，目的是要从中做出一些关于偶然性与必然性的哲学结论。
基因及其遗传信息的载体是DNA（去氧核糖核酸）大分子。它是由四种核苷酸（A，G，C，T）通过直线聚合，磷基相连形成单链“糖—磷酸骨架”，又由于C—G、A—T的立体专一性非共价碱基配对，这个碱基配对，由一个氢键连接，造成两条互补的双螺旋结构。在细胞有丝分裂期间，DNA大分子双链之间的氢键断裂，形成两条单链，各以自己为模板，在某种特定的酶的催化下，按C—G、A—T互补法则吸收细胞内游离核苷酸重新合成两条完整的DNA双链结构。这叫作DNA的复制：由一个DNA大分子复制成两个组成、结构完全一样的DNA大分子，它保证了遗传的不变性。这种复制可以理解为一种自催化过程（就双链来说）和交叉催化过程（就其中一条链来说），是我们在第二章所说的系统内部的因果正反馈机制。这个过程在酶的催化下，其效率比相应的非生命分子的催化反应效率大十几亿倍，足以对抗自然界的噪声干扰与破坏。在DNA的一条链的基础上，作为模板，同样按碱基配对原则吸取核苷酸形成另一条信使核糖核酸（mRNA）单链多核苷酸。这种mRNA转录了DNA上的遗传密码。RNA携带着所谓三联体密码进入细胞质，聚集在核糖体上，由细胞质中的一种叫作转运核糖核酸（tRNA）的小分子一头携带氨基酸，另一头与mRNA三个核苷酸组分进行碱基配对，就将mRNA的三联体密码翻译成蛋白质合成信息，从氨基酸合成蛋白质为实现生命的结构功能的目的性提供物质基础和全部信息。这个过程是有严格的必然性和规律性的，是高度机械和惊人准确的，以至于找不到一种统计理论能推出复制与转录出差错的概率。从细菌来说，粗略估计，每一代细胞中一个基因复制转录明显出错率为10-6—10-8。同时这个过程即由DNA→mRNA→tRNA→蛋白质的过程是严格单向不可逆的。我国生物学家童第周教授，试图发现由蛋白质→RNA→DNA的反方向信息传递，始终没有决定性的结果。这又进一步保证了遗传的不变性，使生物成为强烈的保守系统，以对抗外界对物种稳定性的干扰和破坏。
那么，生命世界不断有新的物种的出现，不断有生物性状的变异，以及原始生命的发生又是怎样来的呢？这就只能来自突变和选择，并且DNA突变的原因与突变造成的功能效果完全无关。那么突变是怎样起源的呢？它来自纯粹随机扰动，以至于在DNA分子的链的顺序上，一对核苷酸为另一对核苷酸所置换或一对或几对核苷酸缺失（减少）、增加（重复），从而造成移码以及错义等。这些都是本质上的偶然事件，像轮盘赌那样不可预测，并且是与测不准原理有关的量子事件。这样，我们沿着单向因果链追溯生命的起源、物种的起源、生物个体和物种的多样性的起源，最后追溯到一个源泉：随机偶然的突变。于是，莫诺在他那本引起很大争议的生物哲学著作《偶然性和必然性》中写道：“在生物这种强烈的保守系统中，为进化开辟道路的最初的基本事件，是一些微观的、偶然的、对目的性功能将发挥什么作用全然无关的事件”，“我们称这些偶然性事件，它们的出现是随机的。正因为这些偶然事件是使遗传‘文本’发生改变的唯一的可能原因，也正因为‘文本’是生物体遗传结构的唯一的贮存库，所以必然得出结论是：只有偶然性才是生物界中每一次革新和所有创造的源泉。进化这一座宏伟大厦的根基是绝对自由但又是盲目的纯粹偶然性”。[88]这个结论除了“绝对”这个字眼用得不恰当外，基本上是正确的。我们之所以说“绝对”这个字眼用得不恰当，是因为基因的突变不是绝对自由的，它始终是受规律约束的，即受统计规律约束的，关于这一点，我们在第二节中讲过了。我们之所以说这段话基本正确，是因为在物种起源和多样性变异中，偶然性的突变起了决定性的作用，它造成了可供选择的丰富材料和多样性源泉。因为，虽然由于“遗传的不变性”，“复制的高度机械性和准确性”，一个基因复制出错率是10-6—10-8；即大约在百万分之一到亿分之一之间。可是，由于几十亿个细菌构成一个群体，可以在几立方毫米的液体中发育。在这样大小的群体中，不管是哪一种突变，肯定都有十个、一百个或一千个，在这个群体里，所有突变体的总数估计可以为十万个或一百万个。而对于人类来说，由于人的基因组很长，比细菌的基因数目多一千倍，更由于人体生殖细胞的世代极多，它是不断分裂的。所以莫诺于当时估计，在那时的世界40多亿人口中，每一代人估计有一千亿到一万亿个突变。所以偶然性的突变是多样性的丰富源泉这个命题是不容置疑的。当偶然事件进入了DNA结构，就被复制、转录等必然机制加以放大，增殖变换为许许多多拷贝。于是，偶然性开始进入了必然性的领域，再通过自然选择和生存竞争，有利于实现生物的结构功能目的性的变异，有利于适应环境的变异保留下来、稳定下来而形成新种。在这里，我们看到偶然性是必然性的基础，必然性是偶然性的放大，偶然性转化为必然性。这个过程前一阶段（突变阶段）偶然性起决定作用，后一阶段（选择阶段）必然性起决定作用。而这种必然性的重复过程后来又为偶然性所修正或打断，这里呈现出必然性与偶然性协同地、交错地决定生物历史的过程。
（3）偶然性与必然性协同地交叉地决定事物的发展。
我们在上面已经提到偶然性与必然性协同地起作用决定事物的发展，而且在某一发展阶段、某一些方面，必然性对事物发展起决定作用，而在另一个阶段，即所谓系统发展的突变分叉阶段，在某一些方面上，偶然性对事物发展起决定作用。偶然性和必然性就是这样不但协同地而且交替地起决定性作用而推动事物的发展。关于这一点，I.普利高津的非平衡态热力学和耗散结构理论对此提供了非常重要的例证和作了非常重要的说明。
日常经验和科学实验告诉我们，如果对一根均匀的金属棒两端施加压力，超过一定阈值，它必然发生弯曲，但是，它到底弯曲何方，有无穷多的取向，它弯向某边，则完全是偶然的。不过，一旦它弯曲，不但在微观上而且在宏观上显示了自己的特征。这个特征的根源，要从必然性和偶然性协同地加以解释。但如果这事发生在房子倒塌之时，因为它倒向左边，可能压死人，而倒向右边正巧使某人逃过灾难。在这里我们不能不说，此人在如此重大的事故中逃过一场灾难，偶然性起了决定作用。当然，这只是从一种平衡态到另一种平衡态的突变问题。普利高津主要讨论的是非平衡态，特别是远离平衡态系统的突变的必然性和偶然性问题。这里，系统的非平衡态结构，需要耗散自由才能维持，称为耗散结构。湍流、水的漩涡、加热平底容器中的液体到一定温度时能看到的贝纳德花纹、化学钟以及各种生命系统都属于这类耗散结构。一个典型的耗散结构的例子是布鲁塞尔器，它是由普利高津等人提出的一个具有自催化和交叉催化的化学反应模型。见图6—1：
图6—1 布鲁塞尔器的反应路径
图6—1右式中，B+x→y+D，2x+y→3x的反应合成一个交叉催化环。这里x由y产生，y由x产生，相互促进，相互催化，它的微分方程
；
是非线性的。在布鲁塞尔器中，A，B是开端产品，D，E为最终产品。当B作为控制变量增加到一定浓度时，中间产物x与y的浓度开始围绕平衡定态作周期振荡，这个变化是十分有规则的，周期是十分稳定的，它随时间振荡形成时间有序结构（化学钟）；在另一些条件下，这种周期变化表现为空间上有规律的不均匀分布，形成空间结构。这是化学上的一个典型的耗散结构，一种活动的过程的结构。
图6—2
现在，我们考察布鲁塞尔器这种耗散结构是怎样在必然性和偶然性的支配下进行分叉突变的。我们仍令A保持不变，以B的浓度为控制参量，当不断增加B的浓度时，于是系统便越来越离开平衡态。当到达一定点时，系统便超出了稳定的阈值，进而到分叉点，就是图6—2中的Bc点，这时系统可能沿L1，L2，K三条道路发展，L1，L2是稳定态，K 是不稳定态。就稳定态来说，系统可能走上L1，也可能走上L2，L1表示化学x 在空间中一种非均匀分布，L2表示另一种非均匀分布。代表两种性质不同的耗散结构，系统会选取L1与L2中的哪一个分布，完全是随机的、偶然的，宏观系统方程无法预言系统的结局。转向微观也无济于事，因为L1和L2是完全对称的。当我们反复进行实验时，则系统越过分叉点，有一半系统走向L1组态，另一半走向L2组态，情况十分类似于掷骰子。就某一次分叉转变中，选L1还是L2是随机的、偶然的，是由外部的扰动和内部的涨落引起的。当然，这里并不是否认必然性的作用。系统必须超过一定的阈值Bc才会发生失稳、发生突变，进入一个新的动力格局，产生新的耗散结构，这是必然的，但到了Bc，选择哪一个分支则是偶然的。这里是必然、偶然联合决定历史，但在阈值Bc的关键时刻，发展道路由偶然性决定。当然，以上所说，只是系统发展的第一级分叉，并没有将系统发展的全部可能性包括进去。而随着系统越来越离开平稳态，又会出现新的临界点和新的分叉。其情况如图6—3与图6—4所示：在图6—3中，从热力学分支K到两个可能耗散结构L1、L2的分叉图。当控制参量B的浓度达到Bc时，系统不稳定发生分叉。图6—3（a）表明，对于偶临界波数，转变到两个新的解是连续的。图6—3（b）表明，对于奇临界波数，由K转变到L1是跳跃的。
图6—3
图6—4
在图6—4中，耗散结构进化中的宏观非决定性。在每一个稳定阈中，有若干种（至少有两种）可能性进行选择。当不平衡逐渐减少，结构按它所来自的同一途径退出。于是结构“记忆”了自己的初始条件。DS表示耗散结构。
所以，普利高津说，在这里，“我们就会看到，该系统已经含有很多可能会有的稳定的和不稳定的行为。当控制参量增大时，系统将沿着‘历史’路径演变，这路径的特征是有一系列相继的稳定区域（这些区域由决定论的法则支配着）和不稳定区域（它们靠近分叉点，在那里系统可以在多于一种可能的未来之间作出‘选择’），动力学方程的决定论特点（由这些可以计算出一组可能的态和各自的稳定性）和随机涨落（它们在分叉点附近的各态之间进行‘选择’）难解难分地连接在一起。这个必然性和偶然性的混合组成了该系统的历史”。[89]因此，单说偶然性是必然性的补充和表现形式，必然性决定事物发展的方向与道路，偶然性只是加速或延缓以及偏离必然趋势的作用是不够的。这只是事物发展的某个阶段必然性占支配地位的阶段才是这样。越过这个阶段系统发生失稳有许多个可能发展道路的分叉。在这些分叉点上，走上哪一条道路呢？偶然性起着支配地位，从事物发展的基本条件或事物发展的先行条件是不能预测它的进程、它走哪一条道路的。在这外部扰动和内部涨落占支配作用时期，偶然性决定了事物发展的前途与方向，成为必然性的基础与源泉，而必然性则为偶然性的放大、选择与延伸。20世纪的确是一个大动荡、大分化、大改组的时代，世界到处出现各种分叉点。系统哲学家E.拉兹洛将它总结为三类社会分叉：①T分叉——由技术革新造成失稳后果引起的分叉。20世纪技术上的突飞猛进造成了社会内部的不稳定引起社会多极分叉；②C分叉——由战争与冲突引起的社会动荡与分叉。许多国家的社会革命由此而造成；③E分叉——由经济危机和生态危机造成的分叉。20世纪末出现的能源问题、食物问题和生态环境破坏问题，促使人类走上一个分叉路口，在这些分叉点上，偶然性起着极其重大的作用，存在着危机，也存在着巨大的机遇。当然，偶然性、机遇也不是不可控制的，人类可以而且应该认识社会发展各个可能分叉的性质，自觉朝着对人类发展最为有利的社会发展方向前进，走上对人类发展极为有利的社会发展道路。这就是人类的目的性与自由意志问题。