你相信因果報應，有因必有果嗎？曾經因果律一直被人奉為圭臬，「種什麼因，得什麼果」，我們深信不疑。然而，上個世紀以來，量子物理學的發現，讓因果律不再嚴格遵從，在全世界引起劇烈反響。接下來我將聊聊，科學的新發現是如何讓因果律不再成為真理的。
因果律表明一個事件（原因）和另一個事件（結果）之間存在一個必然聯繫。
原因是結果的前驅，結果是原因的後繼，原因決定了結果。自然系統的當前狀態，很明顯是它在前一瞬間的狀態的結果。
在經典物理學中，因果律被描述為：「對於一個給定的系統，如果在某時所有數據已知，那麼也就有可能無歧義地預測系統在未來的物理行為。」
為什麼四季更替？為什麼晝夜變化？萬事萬物都有它特定的規律，因果律就與宇宙具有這種確定的秩序密切相關，包括天體。
古代的佔星術師認為，天空中的星辰與神的領域有密切聯繫，天體的運動能揭示神的指引或者命運的方向。天體如此穩定地按照預定軌道運動，就如同神親自刻畫了因果律這等絕對真理！
自從經典力學完美地解釋了天體的運動之後，科學家比如拉普拉斯，就曾自豪地宣稱：
「如果某一位天才在過去或未來的任一時刻明白了宇宙所有事物之間的全部關係，那麼他就能夠說明在過去或未來任一時刻所有這些事物的相對位置、運動和總作用。」
然則，過去人類發現的大自然規律，往往是從經驗中總結出來。但是近幾百年來，規律的發現，我們信賴的經驗總是出錯，越來越多的現象表明，真理是反常識和反直覺的。
比如，直覺告訴我們，太陽圍繞地球轉，然而真實的情況是地球圍繞太陽轉。在遙遠的夜空中，那些布滿天幕的光源其實也並不渺小，相反十分巨大。
在這方面，經典力學打敗了宗教神學，而現在經典力學也被別的理論打敗。
世界不再是確定的，因果律也不再適用於所有。
概率因果性
20世紀初，相對論和量子力學的創立，以及微觀粒子波粒二象性和不確定性關係的發現，使人們認識到客觀世界其實是隨機且複雜的。
愛因斯坦證明了光具有波粒二象性，德布羅意則進一步提出，物質粒子也具有波粒二象性。
為了證明此事，科學家對構成物質的電子進行了雙縫幹涉實驗。
如今人類已經能夠控制單個電子發射出去。在電子雙縫幹涉實驗中，逐個發射的電子竟然在接受屏幕上出現了多個幹涉條紋，這是怎麼回事？
如果屏幕呈現兩條條紋圖樣，那眾人能理解，說明電子呈現粒子性。如果連續發送電子，屏幕出現多個幹涉條紋，那眾人也能理解，說明電子的波動性，這可以理解為一種集體行為。類似聲波、水波的疊加。但是間隔很長一段時間，單個地發送電子，並沒有與其他電子幹涉影響，為什麼還是出現幹涉的多個條紋？要知道如果能清楚一個電子的質量、電荷和發射速度，按因果律就能知道電子的命運了——預測電子在屏幕上出現的位置。然而，該實驗現象似乎表明，有一個幽靈般的電子在與它自己幹涉。
但是並沒有這樣幽靈般的電子，單個電子卻出現了集體電子才應該表現出的行為。
後來科學家們解釋，電子的個體也具有波動性，他們將電子這種隨機不確定的波動性叫概率波，薛丁格用了一個波函數來描述電子的這種概率分布。
後來推而廣之，所有組成物質或能量的基本單元——量子——都可以用波函數來描述。
從微觀本質上發現，物質粒子是遵循概率隨機運動的。
曾經自然界眾多的隨機現象，開始被人們重視起來。世界不再是確定的，「因果律不再是嚴格的真理」，這違背了人們的常識，但確確實實如此。
為更好地描述因果律的適用範圍，科學家們描繪量子世界的不確定性時，說它遵循統計因果性或說概率因果性。
1930年，海森堡在維也納進行了主題為「最近物理學中不確定性關係的作用」的演講。在演講中，海森堡曾詳細地回顧了因果性問題。他對因果性作了下面的敘述：
在量子理論中人們可能實際地把數據考慮為薛丁格的波函數。於是，經典定律的處方當然是錯誤的，因為系統的物理行為通常只能根據薛丁格波函數統計地預測。
然而，這是否說明因果律就錯了呢？
混沌現象
發現量子世界不確定性關係的海森堡又談到：
我有點不高興，人們總是援引我的陳述「因果無效」。因此我相當仔細地考慮「無效性」一詞在表達兩件事：一、因果性原理在量子物理學中已失去了它的適用性——這與斷言「它是錯誤的」不同。二、一個沒有有效性範圍的定理確實是無趣味的。「無效」一詞似乎對我恰好處於「錯誤」和「不適用」之間，但不幸的是，人們總是把這個詞等同於「錯誤」。
海森堡的這番描述，似乎讓因果律僅僅在量子物理世界不適用。
然而，幾十年來，系統學與混沌理論的發展，讓因果律連宏觀世界也不再適用了，顯著的一個例子就是「蝴蝶效應」。
一隻在地球南半球的蝴蝶扇動翅膀，偶然引起的微小氣流，在幾個星期後，卻可能變成席捲北半球某地的一場龍捲風，這就是大氣的「蝴蝶效應」。
蝴蝶效應是一種混沌現象。20世紀60年代，氣象學家愛德華洛倫茲，在計算機上研究天氣預報方程時發現，儘管描述天氣變化用的方程是確定性的，但天氣長期動態卻是不可預測的，初始條件的細微差別會引起模擬結果的巨大變化。
也就是說，在一個能確定規則的自然系統中存在著對初值極為敏感的複雜的混沌現象。
如果說在宏觀有光滑連續的物體，可以讓因果律勉強得以繼續使用。那麼宏觀世界的混沌現象，又讓因果律變得不適合。
由於混沌運動對初值極為敏感，而從宏觀世界無限追溯到微觀裡的初值，會發現量子世界如此離散，不光滑，有許多的褶皺和泡沫。甚至有人懷疑，在這些泡沫裡還有一個又一個初生的宇宙。
混沌是一種貌似無規則，實則有序的運動，支配這種運動的規律可用確定性的方程來描述。
人們在有規則支配的系統中發現了無序，這表明確定的作用關係可以產生不可預期的結果。
經過近幾十年的數值實驗、物理觀測和數學分析研究，混沌現象得到確認，並在自然和工程系統裡找到許多有趣的例子。
如今許多科學家開始關注真實世界問題的複雜性。自然的動力學圖像不再是靜止的、對稱的、穩態的和具有永恆秩序的，而是出現了一幅萬物都在變化的動力新圖像。
在這幅圖像中，秩序的創造以基本的物理過程為基礎，每個簡單的基本規則能導致複雜系統的演化。
總結
因果律在量子世界裡不再嚴格適用，同時由於量子世界離散和不確定性，通過混沌現象影響到宏觀世界也不再嚴格適用。
法國數學家龐加萊描述為：「一個系統的狀態中的任意小的不確定因素可能會逐漸增大，使得未來的狀態變得不可預測。」
有人說，上帝沒有把因果律定為絕對真理，而是創造了不確定性與混沌，是為了讓世界不再無趣，千篇一律，同時讓創造世界的工作變得簡單。對此你有什麼看法呢？歡迎與我交流。
（圖片源於網絡）
參考資料：
《科學中的哲學問題》