法律科學與量子科學交叉研究的可能性探索

艾 琳

（吉林大學 法學院，吉林 長春 130012）

一、引言

量子力學的奠基人玻爾說：“如果你第一次接觸量子力學而不感到驚訝，那一定是你沒有弄懂它。”[1]近年來，量子技術逐步展示出其顛覆性潛質和態勢，成為國家技術水平和國防實力的重要基礎支撐，各國紛紛將其列入國家戰略項目大力支持。2018年，美國和歐盟分別斥資12億美元和10億歐元投入量子技術的研究，聚焦在量子計算、量子通信、量子模擬等5個領域。我國是較早開始并持續重視量子理論和量子技術研究的國家之一。從2006年的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020）》到2016年的《“十三五”國家科技創新規劃》，我國一直將量子技術作為重點規劃。2016年“墨子號”科學實驗衛星成功發射升空并在國際上首次實現星地量子密鑰分發以及地星量子隱形傳態，我國的量子科學研究已經躋身世界前列。

量子科學的深遠影響沒有止步于自然科學領域，而是以其旺盛的生命力呈現出向社會科學領域極速輻射的態勢，擴展了社會科學研究的方法和視野，架起了量子微觀世界和社會宏觀世界之間的橋梁，深化了人們對社會現象與社會問題的理解，催生出新的研究領域——“量子社會科學”交叉學科。[2][3]隨著交叉科學研究的不斷積累，社會生活行為數據與經典的Kolmogorovian概率論預期之間的矛盾逐漸凸顯出來，[4][5][6]這些潛藏在數據背后的陷阱和悖論引發人們反思基于經典概率的統計方法的局限性，一如牛頓經典力學之于量子力學屬于從特殊到一般的關系，經典概率之于量子概率是否也存在特殊與一般的關系呢？而量子力學，特別是量子概率范式，通過將復雜的概率振幅（復雜的狀態向量，波函數）與現實世界的概率聯系起來，作為一種強大的哲學和數學方法，實現了對這些數據陷阱的模擬和解釋，[7][8]給社會科學研究范式帶來新的視角和方法。隨著量子科學與經濟學、心理學、政治學、倫理學、環境學等不斷展開交叉，量子力學被驗證不僅是一種理論與技術學科，它對客觀存在及運動形式的思辨，具有更為廣泛的哲學內涵，為人們重新思考哲學社會科學領域的復雜問題，提供了新的描述體系與研究思路。[9][10][11][12]

法律科學是社會科學的典型代表，作為一門理論性與實務性兼備的開放性學科，能否在量子力學的價值助推下實現新的躍遷，文章嘗試從系統論的視角探索這一可能性。量子系統和法律系統分別代表了世界的兩極，量子系統既是自然系統又是微觀系統，法律系統既是社會系統又是宏觀系統，本文嘗試把這兩個典型系統納入統一視角下，研究兩者在本體論（客觀實在性）、認識論（不確定性）和方法論（概率因果性）上的一致性，以期引起學界關注，為法學研究開啟新的分支。

二、量子系統的主要特性

量子力學是一門典型的自然科學，它主要研究微觀粒子物理系統中的交互機制和運行規則。在現代物理學中，量子是指參與相互作用的任何物理實體（性質）的最小數量，[13]物理性質的大小只能呈現由一個量子的整數倍組成的離散值。不只能量的變化不是連續的，角動量、電荷等的其他物理量也是不連續的，而在以牛頓力學為代表的經典物理學中，物理量是連續的。量子理論給經典物理學帶來了嚴重沖擊，成為人類了解和描述物質運動形式和運動規律的基本理論工具，為從微觀層面理解宏觀現象提供了理論基礎。

（一）本體論：客觀實在性

量子系統的客觀實在性來源于物質的客觀實在性和感知的客觀實在性。首先，量子系統是物理系統，物理系統是由物質組成的。列寧對物質的客觀實在性給出了科學的定義，并指明物質的存在具有獨立性，不依賴于人們的意識和感知。[14]感知的客觀實在性也是顯而易見的：第一，感知的主體是人，人是自然界的一部分，[15]人是物質的載體，因而感知主體是客觀實在的；第二，感知的客體是物質，因而感知的客體是客觀實在的；第三，感知過程是人體的活動形式，人對物質的感知過程映射為人腦物質結構的改造過程，[16]因而感知過程也是客觀實在的。量子的客觀實在性可以通過量子場論來描述。量子在空間中的活動范圍即該種能量的“場”，[17]各種粒子以場的形式存在并且相互堆疊地填滿所有空間。當一個粒子的場處于能量最低的基態，則這個粒子不能釋放能量，即不表現出物理效應，粒子的場內呈現出一片真空；當這個粒子的場處于能量較高的激發態，則這個粒子表現出物理效應，粒子的場內呈現出一個粒子，有體積、質量、角動量等，有不可入性。無論場處于基態還是激發態，場都占用空間的一部分，而且場對空間的占用沒有因人的意志而變化，這滿足哲學上的客觀實在性。

（二）認識論：不確定性

經典物理學中一個粒子的物理量是可以取得確定值的，然而在量子力學中一個粒子的某些物理量越確定，另一些物理量就越無法同時確定，這就是著名的“不確定性原理”。[18]宏觀世界中使用儀器觀測（觀察和測量）一個客體時，觀測行為對客體的影響量與客體本身的物理量相比可以忽略不計，或者通過對觀測過程的定量分析將影響量從觀測結果中剔除，從而可以認為觀測行為與觀測結果相互獨立。而在微觀世界中，觀測行為對客體的影響量與客體本身的物理量在較為接近的數量級上，人們無法從觀測結果中剔除或者忽略儀器的影響作用，導致觀測行為與觀測結果再也無法相互獨立。觀測行為本身就是觀測主體與被測客體之間的相互作用，原因和結果之間并不存在清晰的界限，即人們無法把原因和結果割裂開來去談因果關系。[19]量子力學中著名的“波粒二象性”也包含著這種對立統一關系：要想獲得量子確定的態（軌跡）就要放棄量子在時空坐標下的變化趨勢（波函數），即承認粒子特性而放棄波動特性；要想獲得量子在時空坐標下的變化趨勢（波函數）就要放棄量子以確定的軌跡呈現在確定的位置而代之以量子在各個位置出現的概率，即承認波動特性而放棄粒子特性。時空和態都是對量子的客觀描述，兩者相結合才能形成全面的描述，既互相排斥又互相補充，滿足哲學上的對立統一。早在量子力學理論先驅者們發現量子世界的奇特性質開始，他們就從未停止過探索量子理論在人類社會生活系統中發揮作用的可能，堅信量子力學中存在普遍適用的不確定性原理，可以作為人類思維與認知框架揭示人類社會系統中的對立統一關系。

（三）方法論：概率因果性

不確定性的概念側重于定性研究，因果性的概念則用于定量研究。因果關系深深地植根于人們對世界的認知之中，它是時間概念的基礎，是人類認識現象的基本工具，是一切科學實踐的起點，也是終點。自變量和因變量之間，有沒有關聯，有多大關聯，在探尋這個問題答案的過程中，量子因果關系逐步發展起來，不僅闡明了在何種條件下這些因果推論成為可能，而且還提供了一個形式化的框架來推導量子系統中的因果關系。[8]量子因果關系假設存在一個潛在因果網絡，其因果結構控制著所有的相關過程和變量。時至今日，量子力學中的各種測量工作和準備工作均已被反復推敲和反復驗證無數次，但是預先存在因果結構這一假設從未受到質疑。[20]經典力學是確定性理論，倘若知道一個物體的速度和軌跡，就可以預測這個物體在下一刻會出現在哪。而量子因果關系是概率性因果理論，即人們可以預測一個粒子在下一刻出現在多個位置的概率，而觀測動作會使得粒子按照一定的概率落入候選位置中的一個，多次觀測后可以發現，粒子落入各個候選位置的次數滿足概率分布。例如，電子的確是在繞著原子核運動，但是其運動軌跡并不像行星繞恒星那樣的規律，電子在下一刻出現在哪個位置服從一定的概率分布。確定性因果是說某原因一定導致某結果，而概率性因果是說某原因會引發某結果的概率有多大，可以看出概率性因果是確定性因果的推廣，確定性因果是概率性因果在概率為100%時的情況。

三、法律系統的主要特性

法律科學是一門典型的社會科學，它主要研究宏觀社會系統中的法律問題、法律現象和運行規則，從而建立和發展行為規范體系。[21]在法律系統中，政治、經濟、文化、環境等社會現象都同法律現象存在密切的聯系。

（一）本體論：客觀實在性

在法律系統中，客觀實在性的概念體現在三個維度上。第一維度，法律語義的客觀實在性。對一個存在體來說，如果其存在和特征不依賴于人類的心理狀態，則可以認為這個存在體具有形而上學的客觀實在性。[22]如果法律條文、法律規則的語義對所有公民是一視同仁的，獨立于每個理解者的偏見和認知而存在，每個法律命題都存在非真即偽的答案，可以認為法律系統具有形而上學的客觀實在性。第二維度，法律事實的客觀實在性。法律事實的客觀實在性是一種程序意義上的客觀實在性。法律事實與生活事實是不同的，人們必須以法律為指引從生活事實中構建法律事實，將客觀事實與規范性事實（制度事實）相競合以保證在法律關系產生、變更、消滅的過程中既沒有增加權利也沒有減少義務。這種指引包含證據規則，也包含程序規則，前者用于剪裁事實內容，后者用于保證合法的步驟和方式。[23]第三維度，法律判決的客觀實在性。合法的判決必須是法官在理性決策原則的基礎上排除了偏見和干擾的前提下做出的，其他觀察者能夠根據公認的推理規則和客觀的行為標準重構結論，[24]在法律實踐中，通過以不偏不倚的客觀態度去解決法律糾紛，通過程序正義而不是結果正義的方式體現公平公正，[25]達到法律決策所期望的規范標準。[26]

（二）認識論：不確定性

法律具有不確定性。[27]首先，社會生活的變動發展和法律的穩定性之間的矛盾會導致法律的不確定性，甚至會讓法律體系千瘡百孔。司法者和執法者在對法律規則的反復適用中會發現越來越多的例外，這些例外的出現降低了規則的“純度”，從而使規則進入了介于規則和標準之間的“灰色地帶”。[28]其次，法律體系的邏輯漏洞帶來法律適用的沖突問題也會導致不確定性，某些沖突還是由于利益集團隱形的價值沖突所導致的。[29]再次，人在對法律文本進行解釋和理解過程中會引入不確定性。語言本身也在不斷發展，特定詞語的含義在不同的社會生活條件下會發生變化，而且語言中存在著空缺結構，每個人在理解法律文本的過程中，都不能排除解釋者受到的歷史背景的影響。[30]最后，人們在觀察和解釋法律現象和法律關系時也會引入不確定性。法律因果關系中包含客觀要素也包含主觀要素，即使因果關系是客觀存在的，也可能由于人們無法用當前的認識工具解釋其聯系而導致沒有發現。法律工作者不只是法律現象的觀察者，更是法律現象的參與者，因而法律工作者的認知行為是無法同法律現象完全獨立的。一位犯罪嫌疑人的心理狀態及外在行為在被人觀察時和無人觀察時會相同么？一位法官對上升為公眾事件的案件的審判結果是否能夠完全獨立于群情激憤的民意？

（三）方法論：概率因果性

因果關系是人們研究社會的基本視角，曾經引起長期的關注和討論，出現過許多有較大分歧的學說和觀點，是社會科學領域中較為復雜的一個問題。法律因果關系同時具有事實性歸因和規范性規則的功能，[31]違法行為的客觀事實和引發的結果通過對法律因果關系的邏輯歸納演繹連接起來，對產生結果起作用的事件都應該作為原因，不論是必然事件還是偶然事件，只是各個事件作為原因的貢獻程度有大有小，處于不同的等級和層次而已。在現實的法律實踐中，法律因果關系多呈現“多因一果”，包括經濟、政治、文化、心理、倫理、環境等在內的多種因素綜合作用產生結果。而且法律系統也滿足混沌系統的條件，特定條件下微小的因素改變也會引起結果的突變，從而造成法律現象的躍遷。

經典的“但書”原則和“蓋然性權衡”原則無法定量評估潛在原因與結果之間的可能性，尤其是在“多因一果”的法律關系中。學術界的研究已經證實概率因果關系可以作為有效的量化工具描述因果關系在不確定性發揮作用的情況下是如何工作的。[32]量子系統和法律系統的相似之處在于它們都是內在的概率性的（盡管概率性是由不同的原因導致的）。它們都存在復雜系統的干擾效應，也都遭遇實證研究結果違背經典概率原理的情況。[33]從量子力學推廣而來的泛化性概率因果結構，在量化描述量子系統和法律系統方面擁有巨大潛力，使我們能夠對法律現象內部及與社會環境之間的復雜相互作用進行描述與建模，不僅能夠用于預測法律現象發生的概率，而且能夠度量作為結果的法律現象背后各個原因事件的貢獻程度，而不是孤立地通過空間與時間研究預定法律現象的發生與變化。定性和定量特征是對立統一的，在論證過程中關注并結合定量與定性信息，就抓住了法律科學研究的主要環節。[34]

四、量子科學與法律科學交叉研究的范疇

對客觀實在性、不確定性和概率因果性展開研究，是量子科學與法律科學研究的基本問題、共性問題，也是交叉問題，兩者交叉的理論基礎是哲學視角下兩者在本體論、認識論和方法論上的統一性，兩者交叉的實踐基礎是更加科學化和規范化的法律實證研究活動。基于此，文章將“量子”與“法學”兩個概念緊密聯系起來，形成“量子法學”的概念（Quantum Jurisprudence）：量子法學是一門運用量子力學的范式與方法研究關于法律的理論和實證問題的交叉學科。量子法學是立足于時代發展的抉擇與探索，以高維度數據結構和高復雜度邏輯結構去挖掘法律關系中隱含的因果邏輯和關聯結構，是法律思維、法律體系、法律實踐在量子時代的延伸、更新與重塑。而欲將量子科學理論運用于法律科學領域，不能簡單地將“量子”兩個字冠在任何法律實體前面即成為“量子某某某”的研究內容，而是需要運用量子理論的思維方式與分析方法，對所研究對象予以具體而深入的考察、分析、計算與描述，以便能夠充分利用量子科學原理，突破傳統技術和模型的障礙。值得說明的是，這種交叉研究并不是要用微觀尺度的量子力學原理以基本粒子為起點重建整個社會，而是嘗試借助量子力學的形式化理論、概念和工具去研究法律科學中的問題，在應用包含量子信息理論和量子概率理論等在內的數學框架形式化描述下，為存在著不確定性的法律現象進行類量子的結構范式建模，由于引入量子理論框架的目的是建模，因此法律現象模型中類量子結構的確定與社會現象中是否存在微觀量子過程并無直接聯系。通過使用建模方法來研究法律事實和法律現象，旨在發現、分析、驗證和反思法律系統的運行規律，通過定性與定量研究，實現法律系統的優化。其研究內容主要包含：交叉學科基礎理論研究、立法程序建模研究和司法程序建模研究。

（一）交叉學科基礎理論研究

作為一門新興交叉學科，量子法學的概念體系、理論框架、知識結構、拓展空間、學科邊界、學科定位、范式選擇、人才培養等相關討論亟待廣泛展開，并從本體論、認識論、方法論等視角進行深入研討。為了促進物理學家、數學家、數據科學家、法官、檢察官、律師和政策制定者的思想相互“糾纏”，學術界和實務界需要緊密結合并團結各個實體機構和數字社區建立統一的“量子法學聯盟”，包括高校、出版集團、學術協會、行業協會、創新中心、科研實驗室等，為跨學科研究持續提供思想、技能、方法和經驗的交流容器。我國的司法文明協同創新中心，IAAIL國際人工智能與法協會，美國的CODEX研究中心等等，都是多學科協作基礎設施的成功范例。“量子法學聯盟”的職責包含但不限于規劃制定、團隊組織、頭腦風暴、期刊出版、學術互訪、數據共享以及梯隊培訓。另外，法律科學具有強烈的實踐性特征，這就要求基礎理論的研究必須與司法實踐密切相關，需要通過對法規和案例的分析及具體的司法實踐來檢驗，從社會實踐中來，到社會實踐中去，發揮“量子法學”服務社會的功能。

（二）立法程序建模研究

法律規范是通過法律文本來表現的，法律文本需要內容嚴謹，語義明確，符合語法規則，符合邏輯結構，這涉及法律規范語義的嚴謹性檢測研究。無論是大陸法系的制定法，還是英美法系的判例法都采取文本這種形式，前者所包含的法律原則以法條明示方式表現，后者所包含的法律原則以案例默示的方式表現，以待人們去發現它，這涉及一般法律原則的等價性/差異性研究，即在量化不同法系背景中政治、經濟、文化、倫理等干擾要素的前提下，研究兩者是否可以或者在多大程度上可以相互轉化。語義的嚴謹性判別和法律原則的轉化，均可嘗試適用量子信息理論。另外，法律文本是法律規范的存在形式，它在保持穩定與及時調整之間存在著動態平衡。一方面，立法要維護其自身的穩定性才能在全社會范圍內保持規范性期望；另一方面，立法也要與時俱進才能反映歷史和社會的發展與演進，并從實踐層面切實的彌補法律實踐與法律規范之間不斷加深的鴻溝，這就涉及法律文本調整的司法風險預測與收益分析，當然也包含司法調整的合理時間節點預判，對風險和收益的判別需要采用定量模型，量子概率模型是潛在的范式。

（三）司法程序建模研究

法律證據是證明法律事實的必要材料，因此其獲取過程需要符合特定的司法程序。證據鏈的構建不是若干分散的證據的簡單疊加，而是通過邏輯排列和相互印證共同確認法律事實以及法律因果關系，這涉及證據之間的關聯性分析以及證據鏈的邏輯構建模型研究，可歸入量子信息理論的適用范圍。我國將非法證據排除相關規則引入立法，從類別和層次上擴展了法律證據的獲取，這涉及取證合法性的判斷模型和司法公信力的度量模型，合法性和公信力需要定量度量，這里可以使用量子概率理論模型。在對法律事實和法律因果關系進行充分確認的前提下，法官判決過程是應用各種司法解釋方法將法律規范適用于特定的法律事實，既有訟辯雙方的個體價值的沖突博弈，也有社會價值與國家意識的協同均衡，這涉及司法裁判的預測模型研究和法律適用的驗證研究，這屬于“多因一果”甚至“多因多果”的研究問題，可以用類量子的結構范式建模，還可以進一步基于立法初衷建立法律規范運行效果的期望模型，通過對司法過程進行定性和定量的反饋，及時修正偏差，保障司法實踐穩定的收斂于立法初衷的目標狀態。

五、結語

正是由于量子系統與法律系統具有可類比的主要特性，把量子科學和法律科學進行交叉具有潛在的可能性。傳統的法學研究以規避不確定性作為宗旨，而引入量子價值的法律科學則可以逆流而上，不僅承認不確定性是無法避免的，而且嘗試確定性地量化“不確定程度”，拓展了法律實證研究的視野，具有明確的實踐價值。量子法學直接針對并回答現實法律問題，如法律因果關系的確認問題、法律適用問題，并對法律實體間交互作用、法律因果關系推定、法規實施效果進行量化分析和實證反饋，為我國司法改革提供理論支撐和數據模擬，引入量子價值助推法律科學研究實現新的躍遷。