一、理论及历史背景

物理世界的因果封闭性是指这样一个形而上学的命题：每一个具有充分原因(sufficient cause)的物理结果(effect)都具有充分的物理原因；其中具有“充分的物理原因”的意思是：这个物理结果能被物理世界的自然法则(law)以及它之前的物理状态完全地(fully)、无中介地(immediately)决定。也可以把这个命题简略地表述和理解为：每一个物理结果都有一个充分的物理原因。为便捷起见，本文从现在起将这个命题简称为物理封闭性(Physical Closure)。①

在心灵哲学的物理主义与反物理主义之争中，心灵因果性问题是真正深层和实质的三个难题之一；其他两个分别是语义难题和模态难题。②因果辩护策略则是目前物理主义哲学家为意识物理主义化所提供的最有力的论证之一，其他的目前非常有影响力的物理主义“同一性论证”以及“现象概念论证”，都是对因果辩护策略的运用与发展。③而物理封闭性与心灵因果性以及因果辩护策略之间都具有根源性的密切关联，下面我们将从心灵因果性研究的起源与进程以及物理主义的兴起这两个方面来对这种理论关联的历史背景作一个概要的介绍。

虽然在柏拉图的《斐多篇》(Phaedo)以及亚里士多德的《论灵魂》(De Anima)中，我们也能找到非常接近心灵因果性的话题；然而哲学史上是笛卡尔开启了现代有关心灵因果性的研究和讨论。笛卡尔明确表示身和心(body and mind)是两种不同类型的物质(substance)。身体是有空间展延的(spatially extended)物质，不能感觉和思想；心灵是没有空间展延的物质，能够感受和思想。另外，笛卡尔也认同我们日常生活中一个根深蒂固的信念，即身和心是可以相互因果作用的(causally interacting)。心灵因果性问题起源于身心的相互(因果)作用问题(the problem of interaction)。在对心灵因果性的研究进程中，人们对身心相互作用提出了下列三种主要的质疑。

第一种质疑建立在机械力学的基础上：波西米亚的伊丽莎白公主在她1643年写给笛卡尔的信中表达了以下的疑惑：一个物体在因果上导致另一个物体移动，那么被移动物体需要被移动它的物体所推动(propelled)，而这将依赖于后者表面的本性(nature)和形状。总之，这将包含两者的空间接触(contact)，从而移动者必须有空间的展延(extension)。但是根据笛卡尔的身心实体二元论，灵魂是没有空间展延的，这样心灵对身体的因果作用就显得令人无法理解。

第二种质疑建立在能量守恒定律的基础上：身心的相互因果作用会改变物理世界的能量总量：当心灵对身体产生因果作用时，新的能量会出现在诸如大脑这样的地方；反过来当身体对心灵产生因果作用时，一部分的能量会从像大脑这样的地方消失。然而这两种情形都违反了能量守恒定律，因为根据这个定律，物理世界的各种能量的总和是不能增加或减少的，能量只能相互转化和重新分布。

第三种质疑建立在物理封闭性的基础上：在当前的分析哲学界，相信笛卡尔式的作为物质实体的灵魂存在的哲学家已经非常少了；但是，仍有相当一部分哲学家相信诸如疼痛的感受、红色的感受等等的意识感受特性的存在，并认为，这种意识感受特性与相应的大脑物理特性是两种本体论上不同的特性，这可以是一种被称为特性二元论(property dualism)的反物理主义意识理论。这第三种质疑就是当前的物理主义哲学家利用物理封闭性构造出的对上述意识感受特性的因果作用的挑战：假设在意识感受特性Q的因果作用下产生了大脑的物理特性P，根据物理封闭性，P具有充分物理原因P＇，物理主义哲学家然后争辩说P＇在因果作用上优先于(override)Q；如果这时你还坚持特性二元论，就会导致“意识感受特性对物理世界没有因果作用”这样的反直觉后果。④

下面转向物理封闭性与物理主义的兴起的关系问题。在分析哲学中，心灵哲学中的物理主义，特别是心脑的同一性理论是在1950年代和1960年代突然兴起的。关于如何解释这一现象，人们也产生了很大的分歧。对那些不同情甚至反感物理主义的哲学家们来说，物理主义的突然兴起就像一阵哲学上“赶时髦”的风潮。他们会认为更进一步的原因可能是，那些物理主义哲学家们被当代世界观价值观(weltanschauung)中的物理科学的崇高和尊贵地位弄得头晕目眩，以至于盲目地羡慕和追随物理科学。

而像D. 帕帕纽(David Papineau)这样的物理主义哲学家则对物理主义的兴起给出了完全不同的解释。根据帕帕纽的考察，物理主义的兴起源自一个论证或者说一组相关的论证(我们可以将其称为物理主义的“因果辩护策略”)，而其中的一个重要的前提(即物理封闭性)一直到上个世纪五、六十年代才通过分子生物学水平上的生理及脑神经科学的研究结果呈现在哲学家们面前。⑤因此下一节我们将详细阐释这个物理主义因果辩护策略的来龙去脉。

二、从物理封闭性到心灵因果性：物理主义的因果辩护策略

D. 帕帕纽是因果辩护策略的主要倡导者之一，他在这方面的工作也相当系统深入、具有影响力。下面我们通过帕帕纽的工作分三个部分来展现和解释因果辩护策略。

在第一部分中，帕帕纽以物理封闭性为前提，提出了一个证明物理主义身心同一性的“因果论证”：

前提1(物理封闭性假设)：所有的物理结果都被物理法则以及之前的物理状态(occurrences)所完全地决定。

前提2(意识具有因果作用和影响的假设)：所有意识状态都具有物理结果。

前提3[在因果上没有普遍的过度决定(universal overdetermination)的假设]：由意识状态所导致的物理结果不能总是在因果上被过度决定。也就是说，假如P是被意识状态Q因果决定的物理结果，根据前提1，P一定具有一个物理原因P＇。P在因果上不能被过度决定是指P不能同时有两个不同的原因，这两个原因都能各自独立地在因果上产生P。由此我们可以得出，意识状态Q同一于物理状态P＇。

结论：意识状态/特性必定同一于相应的(大脑)物理状态/特性。⑥

在第二部分中，帕帕纽对能量守恒定律在近代科学发展史中的演变历程进行了考察，并得出以下几点非常有用的信息：

(1)在牛顿物理学出现之后，一些物理学家和数学家认识到，在特定的条件下，动能(kinetic energy)与势能(potential energy)的总和是保持不变的。这种特定的条件粗略地说就是所有涉及到的力都要独立于相互作用的物体的速度，并要独立于时间。帕帕纽把这种力称为保守的(conservative)和基础的(basic/fundamental)力。

(2)有些大家熟知的力是保守的(和基础的)，例如，牛顿的万有引力；因为物体间的万有引力只依赖于它们相对的位置，不依赖于物体的速度，也不依赖于时间。但是像生活中常见的摩擦力就不是保守的，因为摩擦力依赖于减速物体相对于产生摩擦的媒介的速度。向上垂直抛一个苹果，刚开始时苹果的速度最大、高度最低，因此动能最大、势能最小；抛到顶点时，苹果速度最小(为零)、高度最高，因此动能最小、势能最大。实际上整个苹果向上的过程就是一个动能逐渐转化为势能的过程，整个过程中动能与势能的和始终是恒定的。而当一辆汽车从每小时100公里紧急刹车到速度为零的过程中，摩擦力没有把汽车原先的动能转化为势能，因为汽车一旦停下，摩擦力不会再使它运动，不像重力会使到达顶点的苹果利用储存的势能往下自由落体运动。但是进一步的研究发现，摩擦力虽然没有把动能转化为势能，但是它却使之转化为了热能，这样能量还是守恒的。更重要的是，研究发现，像摩擦力这样的非保守的力只是更基础的(保守的)力在宏观上的体现，而这些更基础的(保守的)的力在微观层面上保持能量守恒。

(3)随着近代科学的发展，人们又陆续发现了各种新的、特殊的力，例如，电力、磁力、原子核力等，但是我们知道电能、磁能、原子核能与原来的动能、势能、热能等都是可以相互转化的，而所有这些能量的总和仍然是恒定的。因此，帕帕纽认为所有的这些新的力都像摩擦力一样是由一些基础的(从而保守的)力所构成的。⑦

在第三部分中，帕帕纽为物理封闭性提供了下面两个关联的支持性论证：

第一个是建立在基础力上的论证(Argument from Fundamental Forces)：根据上面第二部分中的考察，迄今为止我们发现的所有的力都是由更基础的、保守的、物理的力所构成的，或者说这些更复杂的表面上(能量)不保守的力都能被还原为某些基础的、(能量)保守的、物理的力。那么根据归纳法，帕帕纽认为我们可以可信地推断：如果有能对大脑产生因果作用的意识力(mental forces)存在，那么这些心灵的意识力也能够被还原为某些基础的、(能量)保守的、物理的力。

第二个是建立在生理学上的论证(Argument from Physiology)：生物化学以及分子生物学层面上的脑神经科学等相关学科在上世纪五六十年代有了长足的发展，但是科学家们反复实验也没有发现大脑中有伴随着异常加速(anomalous accelerations)的物理运动。也就是说，他们没有找到由意识力所分解出的在微观层面上基础的、(能量)保守的、物理的力。⑧

因此，到上个世纪五、六十年代，越来越多的哲学家认为科学已经向我们提供了足够的证据，显示意识对大脑没有因果作用。这样，大脑中的物理结果都是由之前的物理状态所完全决定的，从而物理封闭性成立。再由第一部分的因果论证，我们就得出意识感受特性与相应的大脑物理特性是同一的。这样物理主义终于有了建立在“充足科学依据”上的证明。这也就解释了为什么物理主义在上世纪五六十年代会突然兴起。

三、对物理封闭性的几种批评意见

在本节中我们分析和评估物理封闭性这个命题本身，以及帕帕纽在上述的因果辩护策略的第三部分中为这个形而上学命题所提供的两个相互关联的支持性论证。我们一共将讨论7种批评意见，其中前5种源自其他哲学家的工作，最后两个是我自己的评论和质疑。

第一个批评意见：L.R.贝克尔(Lynne Rudder Baker)指出，在日常生活中，用主观意识层面上的具有语义内容的信念来解释一个人的行为，这种现象几乎是无处不在的。举例来说，张三在意识层面上相信天马上要下雨了，所以他出门时带了把伞。在生活中我们非常自然地用心灵因果性对张三的行为作出如下解释：因为他相信天马上要下雨了，所以他出门时带了把伞。显然，这样运用心灵因果性对行为的解释在我们的生活中处处可见而且不可或缺。但是，像帕帕纽这样的物理主义哲学家却告诉我们：首先，张三的上述信念(记为B)是由他大脑中相应的物理状态/特性P所产生的；其次，我们通常认为的由B在因果上产生的大脑的物理状态P＇(P＇然后在因果上导致了张三带伞的行为)，根据物理封闭性，实际上是由P所产生的。因此在意识层面上的信念实质上对行为是没有因果作用的，从而我们日常生活中运用心灵因果性对行为的解释严格地说都是错误的。

这样我们就面临一个僵局：一边是运用心灵因果性对行为的解释，另一边是像物理封闭性这样的形而上学命题，两者不相容。对此贝克尔争辩说：如果两者只能取其一的话，运用心灵因果性对行为的解释在我们生活中的根深蒂固性、无处不在性以及不可或缺性使得它在我们的哲学理论的选择中比物理封闭性具有压倒性的优先地位。因此物理封闭性这样的形而上学命题必须被放弃。⑨⑩

第二个批评意见：从上一节的讨论中我们可以看到，能量守恒定律在对物理封闭性的证明中起着基础和关键的作用。实际上目前仍有不少哲学家认为身心二元论所面临的最大困难直接来自于能量守恒定律。原因仍然是：心(无论是作为实体的灵魂，还是作为状态的意识感受性)脑二元论意味着，心脑是有相互因果作用的，从而物理世界的能量总和将会增加或减少，但是根据能量守恒定律，这是不可能的。R.考林斯(Robin Collins)运用当前物理学(current physics)理论对建立在能量守恒定律上的对身心二元论的质疑进行了回应，回应中包含了对能量守恒定律本身的否定，下面是他回应的几个要点：

(1)首先，在狭义相对论中，能量的概念被重新定义并称“energy-momentum”，在广义相对论中，这个概念又被推广并称为“stress-energy”。传统的能量守恒定律是指在一个因果孤立的物理系统中，能量的总和是恒定的。而在当前的物理学中，能量守恒是指：在空间的一个封闭的区域内，其中的能量总和的变化率等同于能量流过这个空间区域的边界的变化率。(11)

(2)在广义相对论中，没有关于能量的局部概念(local concept)可以为万有引力场(gravitational field)所定义。因此除去非常特殊的情形，能量守恒定律在广义相对论中没法应用。这就意味着尽管万有引力场、万有引力波能够显然地对物理对象产生因果作用和影响，这种因果作用和影响不能以能量在相关空间的变化的方式来被解释。(12)

(3)心脑二元论者可以争辩说：就像万有引力场，能量的概念对心灵(无论是实体灵魂，还是意识感受特性)而言也是无法定义的，所以能量守恒定律不能被应用到心脑的相互因果作用上。意识，就像万有引力场，可以在能量守恒定律不能被应用的情况下，使大脑中的能量产生真实的变化。(13)

(4)在量子力学中，存在确实的相伴关系(correlation)，在很多实在论的解读下，这些相伴关系就是因果作用关系，而这些相伴/因果关系是在没有能量交换的情形下产生的。例如，Einstein-Podolsky-Rosen(简记为EPR)相伴关系，在其中两个类似空间相隔的事件序列 A和B，以自然法则一样的方式相互关联。EPR相伴关系被证实是以自然法则一样相互(因果)关联的关系，并且这种关系不需要能量转换。(14)而这就提供了一个物理学先例，使得心脑二元论者可以称意识事件和大脑物理事件也可以以一定的(因果)相伴关系而联结，而这种(因果)相伴虽然以自然法则般地相连，却不要求有能量转换。(15)

第三个批评意见：R. 毕肖普(Robert Bishop)指出，在为物理主义辩护的因果论证中有一个暗藏的假设：在心脑因果关系中，只有物理状态/特性才能具有因果作用和影响。我的理解是，如果没有这个暗藏的假设，那么“任何一个大脑的物理状态都有一个充分物理原因”这个因果论证中的关键前提就不一定成立。以之前的“下雨-带伞”的情形为例，导致张三最终的带伞行为的大脑物理状态是P＇，在意识层面上张三关于“马上就会下雨”的信念是B，而B是由相应的大脑物理状态P所产生的。毕肖普会质问：为什么不是P和B联合起来才能成为P＇的充分原因(jointly sufficient)?即在本体论层面上，事实上P和B都不能独自成为P＇的充分原因，只有两者相加，才能在因果上产生P＇。因此如果没有上述的暗藏假设，P＇就没有充分物理原因，物理主义的因果论证就无法完成。(16)

第四个批评意见：对于帕帕纽为物理封闭性提供的第二个论证，即建立在生理学上的论证，C. 吉利特(Gillett)和G. 维特曼(Witmer)指出：上世纪五、六十年代的生理学科学水平虽然很高，但是这门科学还是不完全的，它在将来可能还会发生根本的变化。到那时，我们不知道科学家会不会在大脑中发现由意识力还原分解成的基础的、(能量)保守的、物理的力。(17)

第五个批评意见：B. 蒙特罗(Barbara Montero)也对帕帕纽的建立在生理学上的论证提出质疑。她指出，如果科学家们只在物理原因和物理运动中寻找基础的意识力的话，他们会因为方法上的方向性错误而无法成功。反物理主义哲学家会说：生理学探索未能发现的基础的意识力，在第一人称的内省经验中就可以轻易地被发现。(18)

第六个批评意见：这是我对帕帕纽上述建立在基础力上的论证的质疑。这一论证是帕帕纽为物理封闭性所提供的第一个支持论证。论证的主要思想是：在近代科学的发展中，如果像摩擦力、电力、磁力、原子核力等等这些曾经特别的力最终都能还原为微观层面上基础的、(能量)保守的、物理的力；那么根据归纳法，意识力也应该能还原为基础的、(能量)保守的、物理的力。我认为这里的问题是：上面提到的所有的力都有一个共同的特性，那就是它们都是“公共的”(public)，它们都占据特定的外部空间，大家都可以观察到，科学家们可以用相关仪器测量到，因此还可以找出各种能量之间相互转化所遵循的特定的数量规律。而意识力却恰恰没有这个关键的特性，意识感受是“私密的”(private)，我们根本就不清楚它是否占据特定的外部空间，因为除了意识感受者本人的内省外，其他人一点都观察不到，科学家也无法用物理仪器对它进行测量。因为意识力和上述其他所有的力在一个关键的意义上不是一种类型的，所以在这里运用归纳法就显得非常可疑而且缺乏可靠的依据。

第七个批评意见：这是我对帕帕纽上述建立在生理学上的论证的质疑。这一论证是帕帕纽为物理封闭性所提供的最终也是最关键的支持论证。这个论证本来的意图是要展现：到了上世纪五、六十年代，生理学以及相关学科已经向我们提供了“充足的科学证据”，使得我们能在哲学上可信地得出：即使在意识-大脑相互作用的情形中，物理封闭性也是成立的，从而再根据因果论证，意识物理主义也就有了建立在“充足科学证据”上的哲学证明。

但是我们在帕帕纽的论证中根本找不到上述“充足的科学证据”，为了清楚地说明这一点，让我们引用一段帕帕纽的原文：“在20世纪的上半叶，酶的催化作用以及它的蛋白质组成被了解，基本的生物化学周期被确定，蛋白质的结构被分析，这些最终成就了DNA的发现。在同一时期，神经生理学研究绘制了身体的神经网络并分析了神经活动的电动力学原理。这些发展加在一起使人很难再坚持有特别的力在生物活体中运作。如果真有这样的力，它们应该为它们的存在展示一些迹象。但是详细的生理学研究没有能找到除了我们熟悉的物理力之外的任何其他力存在的证据。”(19)

我的这个批评意见由两个部分组成：一个抱怨和一个思想实验。我的抱怨是：就像上述的引文所展示的，帕帕纽在论述中没有提供任何有关“充足科学证据”的关键性详细信息。这些详细信息包括：科学家是怎样构建相关实验的?这样构建的科学理论依据是什么?实验的进程和结果是怎样的?从具体的实验结果推断出“没有意识力存在”的结论，这其中运用到哪些科学假设、科学理论和科学知识?没有这些关键性的详细的科学实验信息，我们根本无法在哲学理论上可信地推出，在意识-大脑的相互作用中，物理封闭性也是成立的。

下面我尝试着构造一个思想实验，并用这个思想实验展示：纯粹物理的科学实验(即在时空中用完全的物理方法和材料所做的科学实验)，不管它现在或将来有多先进，都无法在哲学理论上严格地排除以下这种形而上学的可能性：在意识-大脑的相互作用的过程中，意识感受特性对相应的大脑/神经物理过程在本体论上起着不可或缺(indispensable)的因果作用。这里“不可或缺的因果作用”是指：如果没有(诸如在认知层面上体现自由意志的)意识感受特性的联合(joint)因果作用，相应的大脑/神经物理特性是不能单独地在因果上导致整个物理过程完成的。也就是说，发生在这个物理过程后段的某些物理状态/特性可能是没有充分物理原因的；即物理封闭性可能不成立。

关于“纯粹物理的科学实验无法在理论上严格排除意识感受特性对相应的大脑/神经物理过程在本体论上起到不可或缺的因果作用”的思想实验：

第一步，从一个具体的案例开始：假设我在上课，产生了“有一个问题需要问老师”的信念，通过我自己在认知层面上所能感知的自由意志，最终举起手来。在这个过程中，一系列的意识感受特性/状态构成了一个意识感受过程，记为Q(process)。相对应的有一个大脑/神经的物理过程，记为P(process)。在这个过程中的任意一个时间t，Q(process)在时间t的意识感受特性/状态记为Q(t)，相对应地P(process)在时间t的物理特性/状态记为 P(t)。有一点是心灵哲学中物理主义与反物理主义哲学家都认同的，那就是：在这个世界中，有P(t)就有Q(t)，并且这种决定关系是由这个世界的自然法则所决定的。因为t是任意的，我们就得出：有P(process)就有Q(process)，并且这是由这个世界的自然法则所决定的。

第二步，考虑一个上述物理过程尾端的一个物理状态，比如，使我的手最终举起的我的手臂神经的运动状态，记为P(a)。P(a)作为一个物理结果，它总是发生在P(process)和 Q(process)一起发生之后；所以在严格的哲学推理中，我们既不能说P(process)是P(a)的充分原因，也不能说Q(process)是P(a)的充分原因。严格意义上我们只能说：P(process)和Q(process)联合在一起是P(a)的一个充分原因(jointly sufficient)。

第三步，那些做纯粹物理的科学实验的科学家们可能会这样说：我们可以只考察P(process)，并且用先进的生理学原理解释为什么P(process)单独就能成为P(a)的一个充分原因。但是P(process)这样复杂的物理过程在这个世界中由自然法则决定就会有Q(process)一直相伴随，这样我们又会回到第二步的结论。

第四步，科学家们可能会进一步争取说：我们可以只考虑P(process)中的一个关键的部分，即一个子过程，记为P(process)[*]。然后用先进的生理学原理解释为什么P(process)[*]单独就能成为P(a)的一个充分原因。更重要的是，我们的科技可以发展到这样的地步，我们可以做出一个“简易大脑——身体模型”，这其中“简易大脑”只有P(process)[*]，并且“简易大脑”因为“简易”不足以产生任何相伴的意识感受特性。这样如果P(process)[*]仍然能够单独产生P(a)，是不是可以证明P(process)[*]是P(a)的充分原因?

我觉得即使在这种情形下，在严格的哲学逻辑的意义上，这些科学家依然不能达到他们想要的结果。具体的理由是：P(process)[*]在“简易大脑”的环境中能成为P(a)的充分原因，从这一点并不能推出P(process)[*]在正常大脑的复杂环境中还能成为P(a)的充分原因，因为P(process)中的其他复杂的物理状态可能会阻碍P(process)[*]在因果上单独导致P(a)的产生。这时可能真的需要来自Q(process)的某种因果干预才能抵消这种因果阻碍，从而仍然是P(process)和Q(process)联合在一起才能成为P(a)的一个充分原因。

四、从物理封闭性到物理主义的哲学争议与困难

在上节中，我争辩说：对于在意识-大脑相互作用的情形中的物理封闭性，帕帕纽既没有在科学上提供具有详细实验信息的“充足科学依据”，也没有在哲学上提供可以信赖的论证。因为目前我们在科学与哲学层面上也不能证明在意识-大脑相互作用的情形中，物理封闭性就一定不成立，所以我们需要进一步研究下面这个哲学问题：假设物理封闭性总是成立的，那么从因果论证是否能最终推出意识物理主义?

即使在假设物理封闭性在现实世界中总是成立的前提下，从因果论证到意识物理主义，对于像帕帕纽这样的物理主义“因果同一论”哲学家至少还要面对以下这些哲学争议和困难：(1)关于反物理主义的意识特性二元论哲学家是否可以选择心灵因果性的现象附随论(epiphenomenalism)的争论；(20)(2)关于在因果上是否可以存在系统的普遍的过度决定(overdetermination)的争议；(21)(3)关于因果性以及心灵因果性的理论选择的争议；(22)(4)关于因果同一论与多重实现性(multiple/variable realization)之间的冲突所造成的困难；(23)(5)关于物理封闭性作为现实世界的自然法则的模态地位(modal status)的困难；(6)关于因果同一论和现象概念策略中的意识感受特性与相应的大脑物理特性的同一性，其实只是一种偶然同一性(contingent identity)，由此推不出物理主义底线原则的困难。(24)

（原载《世界哲学》2014年6期）