我們有自由意志嗎?

專題報導 06/01/2009



科學家與哲學家認為神經科學的新發現,質疑了自由意志的觀念。但是只要透過觀察動物行為,就能顯現我們人類的行動是出於自由意志。

我們把自身對未來的影響力,視為像呼吸一般理所當然的事。我們認為未來之事尚未底定,能夠讓事情轉向我們想要的方向發展。這份自由的觀念,以及其所委與的責任感,似乎是我們日常生活賴以存在的根本。

然而這個概念現在受到前所未有的攻擊。有些科學家與哲學家認為,以神經科學領域最近的一些研究結果,加上認為任何行動必以先前成因為依歸的哲學原理,顯示出我們的行為從來不是自發性的,而所謂的自由只是一種幻象。去年發表的一份研究資料正指出來,在我們意識到之前七秒鐘,我們的頭腦就已做出了決定。

辯論的焦點雖然集中在人類與「有意識的自由意志」,然而我們在討論到人類如何開始行動的時候,還是可以從觀察動物學到許多。縱然我們並不認為動物擁有任何類似人類意識的東西,研究者卻發現,動物行為並不像它表面上那麼不由自主。動物只根據外在刺激產生反應的概念早已遭到揚棄,現在多已認為,動物跟人類一樣,是根據內在狀態產生行動的。

在深入探討人類行為之前,我們先退一步,從更根本的層面來觀察自由與決定論的本質。大約在一百年前,量子物理學打破宇宙初創之時,就已經鉅細靡遺底定萬物的觀念,為我們探討這個議題除去了一大障礙。量子物理學揭露了大自然天生無法預測的事實,我們永遠無法確實知道一個小粒子在某一特定時刻,其位置與動量等的所有屬性。

這要如何反應到日常生活經驗的層面?就行星規模而言,古典力學定律掌控大局,量子效應無甚著力之處;然而到了像是測量放射性衰變的中等規模,量子效應卻偶然會放大到可以被觀察的程度。大體而言,生命是決定論與隨機性的交互作用結果。

機率在大腦裡產生作用的情況,有很多證據可供佐證,比方說神經膜的離子通道隨機開關,或是突觸泡隨機釋放的微小電勢。腦中隨機事件所觸發的行為,可以稱之為真正的「主動」,換句話說,這具有一個起始的特質。

行動與反應不同之處,在於行動不依靠外界刺激,而這種行動隨機產生的證據,可以在單細胞生物體內找到。以大腸桿菌移動的模式為例,大腸桿菌有條可以繞著縱軸,雙向旋轉的鞭毛,往一邊旋轉時可讓細菌向前移動,往另一邊旋轉時則會讓細菌隨機翻滾,好讓它最後面對一個新的方向,準備進行下一階段向前的移動。這種「隨機走勢」可以透過感官受器進行調節,讓細菌得以找到食物,以及適宜生存的溫度。
這告訴我們生出的行為,可以不依賴感官的刺激而定。這與單細胞生物在早期階段,移動系統比感官系統稍微早一點發展出來的事實一致。演化的情況可能也是如此,因為僅只是能在空間中擴散,就應該是有優勢的,也應該有利於發展出機動性。

那麼比較複雜的行為呢?隨著多細胞體的出現,個別細胞喪失了行為自主性,生物必須重新發明運動模式。複雜生物體的行為一般都以模組呈現;譬如說新生兒的抓握反射,鳥語的音節,雙腿在行走時的韻律。有些像是心跳之類的模組,會從胚胎發展時期一直持續到死亡為止,其他像是鱷魚嘴咬合的模組,則只會持續幾分之一秒而已。有些模組可以並存,像行走與唱歌之類,另外像睡覺跟彈鋼琴之類的模組則互斥,有些模組則必須接在其他模組之後,比方說飛行與降落就是一例。動物與人類的生命由生到死,就是這些行為模組持續交織而成。

就像細菌移動一樣,行為模組的激化是根據大腦的正規反應與機率變化,相互作用而形成的。動物在準備不足、資訊不充分、又欠缺反應時間的情況下,就必須找到可供調適的模組。牠們的大腦以一種隨機走勢,持續提前激化、棄置並重新形成選項,然後評估這些選項可能的長短期後果。

「有很多證據顯示,動物的行為不能化約為反應。」

這些過程是如何發生的生理機能,研究甚少,但確實有很多證據顯示,動物行為不能單純化約為反應。舉例來說,我的實驗室團隊就曾經證明,果蠅在牠們從未遭遇過的情況下,能夠調整其對於行動後果的預期。牠們能夠解決在整個果蠅演化歷史上,沒有任何一隻個別果蠅以前曾經解決過的問題。我們的實驗顯示,果蠅會主動產生行為。我們發現果蠅就像人類能夠彩繪腳趾一樣,能夠利用幾種不同的移動方式,避開威脅到生命安全的危險,或是觀察到牠們穩定在空間中的方向感。

這能夠告訴我們有關人類行為自由度的事情嗎?在我回答之前,先讓我們先建立起自由一詞所指為何。有一種大家知道的定義來自康德,他主張如果一個人出於自願,為其所應為,就可以稱他自由行事。因此倘若我的行動是由某事或別人所決定,就不能說是自由。一如前述,自發性行動與物理學並無衝突,也可在動物身上表露出來,因此只要人類的行為是自發性的適應,就可以視其為自由。

有些人將自由定義為「有意識地決定如何行動的能力」。我主張我們的決策不需要非得有意識才能算是自由,重點是我們的行動是否是自己產生出來的。清楚地意識到行動,也許有助於改良我們的行為,但意識卻不必然會改良行為,這也不是很要緊。為什麼只因為我們有想到某個動作,它就從不是自由意志的變成是了?

康德在《純粹理性批判》裡所提出的著名「第三二律背反」,認為我們一方面由自然法則決定行為,另一方面卻因為我們能夠遵從道德法則而自由。他一定會很高興看到,這個難題的被量子力學與行為生物學解決。
(本文為德國符茲堡大學生物系榮譽教授海森堡 (Martin Heisenberg)在二○○九年五月十四日《自然》雜誌的專文)
【知識通訊評論月刊七十九期】2009.06.01

« 只殺不愛∣回首頁∣我們會為水資源開戰嗎? »