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随机性:实在与统计之间
发布时间:2025-12-10点击次数:


一、实在性与“本质随机”的矛盾

在经典实在论的视角下,我们默认自然界的每个过程都有其确定的原因与演化路径
即便我们暂时不知道全部细节,这些细节依然客观存在

与此相对,“本质随机性”(intrinsic randomness)宣称:
某些事件在本体上没有决定性机制,只有概率分布——宇宙在这一层面“本身就是掷骰子”。

两个立场之间存在一个根本矛盾:

  • 实在性要求:自然过程在本体层面是确定、完整的(即便我们只能有限地认识);

  • 本质随机性主张:某些过程在本体上就是不确定、无因的。

从逻辑上看,“信息不足”与“本质随机”是两种完全不同的陈述;
从实践上看,二者却在统计方法中被不断混用,甚至被悄悄等同。

要澄清这一点,必须先从“统计方法的地位”说起。

二、统计方法的真实角色:在理论成立前提下的“次级随机”

1. 所有学科的实验分析几乎都依赖随机模型

无论是物理实验中的计数统计、生物中的生存分析、经济学中的时间序列、心理学中的问卷数据,
几乎所有学科的经验分析方法,都建立在这样一套基本做法之上:

  1. 假定存在某种稳定的概率分布(如高斯分布、泊松分布、指数分布……);

  2. 把个体实验结果看作是从这个分布中“随机抽取”的样本;

  3. 用极大似然估计、贝叶斯推断、置信区间等方法来估计参数、检验假设

这在操作上是极其有效的,但在哲学上隐含了一个重要前提:

所谓“随机波动”,是建立在某个更基础理论已大体成立的前提之上。

例如:

  • 在放射性衰变实验里,我们假定每个核的衰变概率 λλ 是常数;

  • 在电子计数实验中,我们假定计数服从泊松过程;

  • 在高斯噪声模型中,我们假定系统周围的无数微扰可以用中心极限定理“平均掉”。

换言之:统计模型中的“随机性”是建立在某个“宏观可稳定把握的结构”之上的次级描述
在这个层面,随机性更像是一种有效近似的工作假定,而不是本体论的宣言。

2. 次级本质随机:在既定理论框架内“默认的归结点”

在具体实践中,统计方法往往将观测误差与波动视为本质随机,但只在一个有限的语境内:

  • 我们承认在当前的理论与实验精度下,这些波动无法被进一步分解与解释

  • 于是将它们视作“本质上随机”的噪声,构建出一个“最终的概率分布”;

  • 之后一切不被解释的偏差,都被归入“本质随机”的尾部。

这种做法具有两面性:

  • 一方面,它使实验处理高度标准化与可操作,是科学实践的核心工具;

  • 另一方面,它在观念上把“方法上的终点”当成“本体上的终点”,从而模糊了“信息不足”与“自然本身无因”的区别。

更微妙的是:改善方法可以不断提高精度,但在精度范围之外,人们仍然继续使用同一个“本质随机”的分布
这等于说:

在统计方法内部,“本质随机”是一个方法论上的停靠点,而不是物理本体层面的结论。

三、“本质随机”概念的逻辑地位:既不可证实,也不可证伪

1. 为什么“本质随机”无法被证实?

若要“证明”某一现象在本体上是本质随机,需要说明:

在所有可能的更深层理论中,都不可能对该现象给出更细致的确定性描述。

但这要求我们:

  • 穷尽所有可能的理论形态与构架;

  • 证明任何潜在的隐藏变量、深层结构、拓扑机制都不可能成立。

这在逻辑上是不可能完成的任务。
因此,“本质随机”在逻辑上属于一种不可证实的断言
我们顶多能说“在现有理论与实验精度下,暂时看起来像是随机的”,
却永远无法说“它从本体上必然如此”。

2. 为什么“本质随机”也难以被严格证伪?

反过来看,似乎可以通过找到更深的决定性规律来“否定本质随机”,例如:

  • 发现某些曾被视作随机过程的背后,存在可预测的周期结构、混沌吸引子或隐藏变量;

  • 通过更高精度的实验,识别出原本被当作噪声的“微结构”。

这确实可以削弱某个具体领域“本质随机”的说法
但对于“宇宙中是否存在某种终极本质随机”的一般断言,我们依然无法通过有限经验给出彻底否证。
就像永远无法穷尽所有尺度与所有情形去证明“哪儿都没有更深层原因”。

因此,从严格的科学哲学立场看:

“本质随机”更接近于一个形而上选项,而不是一个可经验裁决的科学命题。

四、信息不足≠本质随机:认知层面与本体层面的区分

1. 认知上的“随机”:信息不完备的统计表达

在实际科学工作中,我们把“不知道的部分”用“随机变量”来代替,是一种信息编码技术

  • 无法跟踪每一个空气分子的精确运动,我们就在热力学中用温度、压强和布朗运动来表达;

  • 无法追踪每一只电子的具体微观环境,就把探测器的响应记为“高斯噪声”。

在这些情况下,“随机”指的是:

  • 我们对系统的微观状态缺乏足够信息

  • 在宏观尺度上只能用概率分布来表征这些不可分辨的微态集合。

因此,这里的随机性本质上是:

信息不完备的表现,是认知(knowledge)层面上的统计特征,而非自然本体层面的“无因结构”。

2. 本体上的“随机”:与实在论的直接冲突

与之对立的,是一种强本体论宣称:

“某些自然事件在深层次上根本没有决定其结果的充分原因,只有一个先天的概率机制。”

这等价于说:

  • 即使我们有无限精度的实验能力、无限完备的理论框架;

  • 仍然无法为单次事件给出决定性描述,最多只能说“它按某个概率发生”。

这与传统实在论直接冲突:

  • 实在论认为:自然过程有其客观结构与因果机制,只是我们能否认识到的问题;

  • 本质随机则认为:在某一层级上,自然本身即是“无因有果”的概率发生场。

因此,一旦我们把“随机”从信息论的意义硬性提升为“本体论属性”,就等于:

  • 主动放弃了对更深层原因的追问

  • 把统计方法的终点神圣化为自然本体的终点

五、统计方法的隐性哲学:在技术有效与本体谨慎之间

1. 统计方法为何如此成功?

统计方法的巨大成功在于:

  • 它以最少的结构假定(如独立同分布、平稳性等),
    就能从有限样本中提取出相当稳健的规律;

  • 在没有细节模型的前提下,仍能给出可靠的预测区间与风险评估。

其有效性来源于:

  • 实际系统常常存在宏观稳定性尺度分离(微观细节被平均掉);

  • 中心极限定理等定理保证了在弱相关条件下,高层统计行为趋于可预期形态。

但注意,这是在一个关键前提下成立的:

统计方法并不关心“本体上是否真正随机”,它只关心“在样本尺度与观测精度下,用随机模型是否能稳定描述数据”。

也就是说,统计方法是一种工作工具,并不自带“宇宙本质随机”的形而上承诺。

2. 技术上可以继续改进,但总保留“本质随机”的尾部

随着理论与技术发展,我们可以:

  • 提高仪器分辨率,缩小误差条;

  • 引入更复杂的模型(如混合模型、层次贝叶斯、带记忆的过程等),解释原本被归入“噪声”的部分;

  • 将原先视为随机偏差的一些结构还原为可建模的次级机制

然而,即便如此,总有一个新的剩余部分仍然被归入“不可解释的随机波动”:

  • 对于新的剩余部分,我们再次默认它是“本质随机”;

  • 直到某一天,我们有新的理论与技术再次把其中一部分“还原”为结构。

这形成了一个典型模式:

随着认识提高,“本质随机”的范围不断缩小,但永远保留一个残余部分用于“兜底”。

从实在论角度看,这种“永留残余”的做法,只能说明:

  • 我们当前认识仍然不完备;

  • 而不是自然在某个尺度上“终于变成了纯骰子”。

六、结论:为什么“本质随机”与实在性根本不相容

综合以上分析,可以明确指出:

  1. 统计方法基于随机性的假定,是一切学科实验分析的工作基石,但这种随机性大多是:

    • 在某个既定理论框架和精度限制下的次级随机

    • 对信息不足与微观复杂性的有效编码;

    • 是方法论上的假定,而非本体论宣告。

  2. 信息不足不等于本质随机

    • 前者是关于我们所知与所能测量的限制;

    • 后者则是关于自然是否在某一层级上“无因有果”的断言;

    • 把前者偷换成后者,是概念上的滑坡和哲学上的僭越。

  3. “本质随机”既不能被严格证实,也难以被彻底证伪

    • 证明“本质随机”需要否定所有潜在的深层理论,这是不可能完成的任务;

    • 否证“本质随机”则需要对宇宙尺度上的所有过程做完备刻画,同样办不到;

    • 它因此更像是一种形而上的“立场选择”,而不是可经验裁决的科学命题。

  4. 从实在论出发,“本质随机”和实在性在本体层面是矛盾的

    • 实在论认为,自然过程有其客观结构与因果链,只是我们认识有限;

    • 本质随机则认为,在某一层级上根本不存在决定性的实在结构,只有概率;

    • 若接受后者,就等于在那一层级放弃实在论立场。

基于此,更审慎、更符合科学精神的做法是:

  • 在实践中继续充分使用统计方法,把“随机”视为一种有效的认知与技术工具

  • 在本体论上则保持谨慎,拒绝轻率地把“统计上的不可分解性”上升为“自然本质的无因性”;

  • 把每一次“随机尾部”的存在看作:
    我们尚未理解完备的提醒,而不是宇宙终极抛骰子的证据。

这种立场既不否认统计学的技术威力,又保留了对实在结构的追问空间,避免科学在观念上滑向“本质随机”的虚无主义,从而为更深层的理论探索留出余地。