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——马克斯·普朗克，《科学的走向？》（Where Is Science Going?）[1]
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发现自然定律并不像找到一个新的行星或者一类新物种的蚂蚁那么简单。相反，一般它们都是基于有限的观测和实验凭空构造出来。从普朗克这个难得的例子中我们知道，它们的构造需要的不只是逻辑和数学，也需要想象力、直觉、洞察力以及悟性。以归纳法——根据特例推断出一般结论——发现这些定律，往往和人类任何努力一样很容易犯错误。
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我们可以将一次简单的观测结果记录下来，然后就可以和其他人分享，而发现一个新的科学原理往往不同，它通常源于一个假说（或者一个猜想，理查德·费曼称之为“一种生硬的方式”），然而在它得到“自然定律”这个崇高的地位之前仍需要长时间的磨炼。以牛顿的引力公式为例，它是物理学中被选定为定律的最早假说之一。最初遭受怀疑时还会有人嘲笑，经过10余年的时间科学界和公众才接受它。一个接一个成功的解释和预言（潮汐力、地球赤道区鼓起、对日食和彗星的预测等）使引力逐渐获取了信任，最终走向了科学的圣殿。
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假说结晶成为定律的方式类似于预测转变为爱因斯坦、波多尔斯基和罗森意义下的实在的要素。两种情况下都是一种信念不断增强并且逐渐走向确定。一旦假说被赋予享有盛名的自然定律，它的意义也会开始变化。定律不只是被用来描述事物而且是用以控制或支配它们。它开始以“法律的名义”统治世界。或者反过来，如普朗克表达的，宇宙开始受定律施加的严格规则支配。
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我们知道人类社会的法律来自哪里以及如何制定，但是自然的定律来自哪里？对于像牛顿那样的信徒来说，上帝颁布了这样的“法令”并使之到我们能理解它的程度，我们只能试图理解并感激上帝那一丁点的智慧。这种观点认为自然定律是神圣的法令，如此而已。不幸的是，宗教解释有避免争论的倾向而不是刺激好奇心和新发现。
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而对于像普朗克这样的经典物理学家，包括现在我绝大多数同事都认为自然定律带有绝对事物的意味。诚然，我们都知道并且接受这样一个事实：理论发展，突变，并且也有被召回的可能，但是在没有被证实是错误之前，定律总是被假定为拥有绝对的影响力。例如，狭义相对论是绝对的，虽然这听起来似乎和它的名字矛盾。我们尚未发现与之矛盾的现象，因此它被认为是普遍有效的。所有的物理定理都必须服从狭义相对论，除非发现有说服力的事实证实它是错误的。同样，所有自然定律都是绝对有效的，直到有更进一步的发现。
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自然定律掌控世界这一见解遍及科学教育中。当一个学童被问到冰球和球棒撞击后为什么仍一直滑动而不是立刻停下来，他被期望按照这样的方式回答：“因为动量守恒定律。”我们相信定律会控制无生命的物质，冰球只是在按它无上权力的主人——一条自然定律——的要求做应该做的事情。这种意义下，是定律“引起”冰球持续的运动——就像交通法规使司机遵循速度限制一样。但是既然冰球并没有自由意识，它所“遵守”的自然定律一定和高速上的速度限制有某些意义深远的差异。
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所以自然定律的地位是什么？它从哪里来？是谁编造了它？它存在于哪里？它是否以某种方式隐藏在物质或者宇宙的时空之中？它是如何强制执行的？在它被规定之前它也是有效的吗？如果我们对自然定律的来源一无所知，它难道不是一个真正的奇迹吗？最初牛顿万有引力就是一个奇迹。自然的定律本身是否可能是超自然的，存在于科学之上？
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通常，和在生活中一样，在科学中你总是通过学习一个事物是如何产生的，进而学习它到底是什么；一个现象的历史会透露出它的含义。由于自然定律诞生于科学家的思想中，或许我们应该在那里寻找能够揭示它们本质的线索，而不是在自然界本身或者超越它的地方寻求答案。
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量子贝叶斯理论对自然定律地位这个问题的答案比起宗教或者超自然解释要接地气得多。量子贝叶斯理论者将概率解释为对未来经历的期望的测量，这暗示着传统观念中将自然定律提升到如此超常的地位应当反过来。量子贝叶斯者认为事物并不是因为自然定律才按照它们的方式发展，而是因为事物按照它们的方式发展所以相应的自然定律才被发明出来。
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自然定律因此扮演着新的角色：不是决定事件，而是描述事件以往的经验。它们是对信息极其有效的总结，是计算机科学家称作数据压缩的杰出示例。牛顿万有引力定律中那八个简单的符号所包含的信息量是难以想象的——就如“2的根号”可以简洁地表述无穷长的一连串的数字。一旦将之视为对信息的总结，定律（law）这个词似乎就不那么恰当了。或许规则（rule）这个词更能准确地表达相应的意思（英语中rule这个词源于regula，意为一个直木棍）。一个规则可以解释为一种观测到的规律性而不是从上面施加的法令——虽然它或许和定律一样基础，同样不容更改。例如，电磁学中的右手规则（right-hand rule）用于判断一个有电流的电线的磁场方向，这个规则和交通法规一样严格，但是它只是有一个比较谦逊的名字而已。
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在量子贝叶斯者的世界观中，自然定律是逐步获得信任，并以一种逐渐递减的变化趋近于确定性。就像一个放射性原子已经衰变的概率在0到1之间，但是不会到达两个极端（除非它被观测了），一个自然定律确实有效的概率也是在0（在我们做出第一次猜测之前）和1之间变动——从来不会完全确定。克伦威尔规则不仅适用于概率而且也适用于自然定律。为了缓和它们绝对的有效性，我们可以为怀疑留下微小的门缝，这样未来我们必然要修正它们时就能为之做好充分的准备。
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我非常确信面前桌子上的杯子不会自发地飘向天花板——但是我不会轻率地声称我绝对地确信。我愿意为我的确信打赌，但是我也会保留一点怀疑。事实上，即使是经典物理学家也会承认这有极小可能性，空气分子极其罕见地突然聚集在杯子底下确实能够将它举起来，就像举起气球一样。
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我在大学已经教授半个世纪的自然定律，量子贝叶斯理论让我从一个新的角度看待它们。这些定律是一代代物理学家经验和智慧的总结，但是它们既不是绝对的，也不是严格死板的。它们是人类的创造物，因此是可以塑造的——至少原则上如此。
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在本节开始的引言中，普朗克提到严格的决定论，而量子贝叶斯者对自然定律的解释则将我们从这个牢笼中释放出来。量子贝叶斯理论说的严格决定论的对立面又是什么？是关于人类的自由意识吗？
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[1]该引言取自普朗克的《科学的走向？》（Where Is Science Going?）trans.James Murphy(New York
:W.W.Norton&Company,1932),107。
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概率的烦恼：量子贝叶斯拯救薛定谔的猫 第19节 石头反踢一脚
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美国科学家约翰·阿奇博尔德·惠勒（John Archibald Wheeler）对核子物理有开创性的贡献，而他为大众知晓则是因为他提出黑洞（black hole）概念。在科学界，他不仅被视为一个大胆的、富有想象力的理论学家，而且还是一位善于启发学生的老师。他最著名的学生就是美国物理学家中的老顽童、诺贝尔奖获得者理查德·费曼（RichardFeynman）。费曼的博士论文是在惠勒的指导下完成的。40年后在得克萨斯大学（University of Texas），惠勒是克里斯的本科生导师，他鼓励克里斯潜心研究基础物理学，而当时大多数人最多将此视为一个边缘化的课题。从老师那里克里斯得知想要更深层理解量子力学本身，进而扩展到对整个物理重新认知，最有希望的一条途径或许是量子信息。因此，约翰·惠勒可以被称为量子贝叶斯理论的教父。
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惠勒喜欢以一种玄妙深奥而且神谕般的语言提出被称为“真正的大问题”（Really Big Questions，RBQs）。其中有为什么是量子的？（Why the quantum?）万物源于比特？（It from bit?）参与性宇宙？（A participatory universe?）
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第一个问题困扰过普朗克，而现在它仍让人难以捉摸。在本书的开始我就提出普朗克的e=hf是量子力学的标志。它从哪里来？最初它是一个没有证据的假设，然而现在它可以由更基本、更复杂的量子力学原理推断出来。可是这些原理最简单的本质又是什么？或许这个RBQ确实意义深远，也许它没有答案，或者最可能的是它的措辞不恰当。例如，假设我们的宇宙难以触及的部分是量子力学的领域，而在经典的世界中我们恰巧没有注意到那里，那么这个问题或许就会反过来。如果量子和存在一样不可解释，那么真正的问题或许应该是为什么是经典的？无论如何，惠勒喜欢问为什么，而不是问如何，这暗示了他对形而上学的喜好。他觉得，关于存在和实在的意义这类哲学问题应当在物理学中重新获取它们应有的位置，因为从物理学中它们已经被驱逐了长达一个世纪。福克斯将这个建议牢牢地记在心中。
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第二个RBQ是万物源于比特？这是数据压缩的一个极端例子。惠勒提出它时无比自信地略去了后面的问号。这三个简单的词简练而又完整地概括了惠勒的哲学思想，它提出的信息是理解自然的关键之处。这个被视为信息单元的比特（bit）是否比组成万物（it）的化学意义的原子更加基本？对“万物源于比特”这一极其重要的形而上学探索，量子贝叶斯理论是21世纪的第一回，但肯定不是最后一个。
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他最激进的一个问题是：参与式宇宙？惠勒想要强调的是我们从量子力学中学到的教训——实验和测量并不是一个被动的、分离的观测者检测外在的、独立存在的世界，而经典物理自从德谟克利特以来一直采用这样的假设。相反，观测者与他正在研究的物体是密切相关的，而不仅仅是作为信息的记录者。我们是代理人，与世界发生作用并且参与测量结果的创造过程。
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量子贝叶斯理论肯定并且详尽回答了惠勒的这个问题。从最开始量子力学就沉浸在被称为测量（measurements）的物理实验中。一个仪器被装配起来测量量子系统的某些特性，如电子自旋的方向。紧接着，为了预言测量结果的概率，波函数被计算出来，实验成功之后，相应的数据就可以拿来和波函数的预测比较。
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