法律科学与量子科学交叉研究的可能性探索

艾 琳

（吉林大学 法学院，吉林 长春 130012）

一、引言

量子力学的奠基人玻尔说：“如果你第一次接触量子力学而不感到惊讶，那一定是你没有弄懂它。”[1]近年来，量子技术逐步展示出其颠覆性潜质和态势，成为国家技术水平和国防实力的重要基础支撑，各国纷纷将其列入国家战略项目大力支持。2018年，美国和欧盟分别斥资12亿美元和10亿欧元投入量子技术的研究，聚焦在量子计算、量子通信、量子模拟等5个领域。我国是较早开始并持续重视量子理论和量子技术研究的国家之一。从2006年的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》到2016年的《“十三五”国家科技创新规划》，我国一直将量子技术作为重点规划。2016年“墨子号”科学实验卫星成功发射升空并在国际上首次实现星地量子密钥分发以及地星量子隐形传态，我国的量子科学研究已经跻身世界前列。

量子科学的深远影响没有止步于自然科学领域，而是以其旺盛的生命力呈现出向社会科学领域极速辐射的态势，扩展了社会科学研究的方法和视野，架起了量子微观世界和社会宏观世界之间的桥梁，深化了人们对社会现象与社会问题的理解，催生出新的研究领域——“量子社会科学”交叉学科。[2][3]随着交叉科学研究的不断积累，社会生活行为数据与经典的Kolmogorovian概率论预期之间的矛盾逐渐凸显出来，[4][5][6]这些潜藏在数据背后的陷阱和悖论引发人们反思基于经典概率的统计方法的局限性，一如牛顿经典力学之于量子力学属于从特殊到一般的关系，经典概率之于量子概率是否也存在特殊与一般的关系呢？而量子力学，特别是量子概率范式，通过将复杂的概率振幅（复杂的状态向量，波函数）与现实世界的概率联系起来，作为一种强大的哲学和数学方法，实现了对这些数据陷阱的模拟和解释，[7][8]给社会科学研究范式带来新的视角和方法。随着量子科学与经济学、心理学、政治学、伦理学、环境学等不断展开交叉，量子力学被验证不仅是一种理论与技术学科，它对客观存在及运动形式的思辨，具有更为广泛的哲学内涵，为人们重新思考哲学社会科学领域的复杂问题，提供了新的描述体系与研究思路。[9][10][11][12]

法律科学是社会科学的典型代表，作为一门理论性与实务性兼备的开放性学科，能否在量子力学的价值助推下实现新的跃迁，文章尝试从系统论的视角探索这一可能性。量子系统和法律系统分别代表了世界的两极，量子系统既是自然系统又是微观系统，法律系统既是社会系统又是宏观系统，本文尝试把这两个典型系统纳入统一视角下，研究两者在本体论（客观实在性）、认识论（不确定性）和方法论（概率因果性）上的一致性，以期引起学界关注，为法学研究开启新的分支。

二、量子系统的主要特性

量子力学是一门典型的自然科学，它主要研究微观粒子物理系统中的交互机制和运行规则。在现代物理学中，量子是指参与相互作用的任何物理实体（性质）的最小数量，[13]物理性质的大小只能呈现由一个量子的整数倍组成的离散值。不只能量的变化不是连续的，角动量、电荷等的其他物理量也是不连续的，而在以牛顿力学为代表的经典物理学中，物理量是连续的。量子理论给经典物理学带来了严重冲击，成为人类了解和描述物质运动形式和运动规律的基本理论工具，为从微观层面理解宏观现象提供了理论基础。

（一）本体论：客观实在性

量子系统的客观实在性来源于物质的客观实在性和感知的客观实在性。首先，量子系统是物理系统，物理系统是由物质组成的。列宁对物质的客观实在性给出了科学的定义，并指明物质的存在具有独立性，不依赖于人们的意识和感知。[14]感知的客观实在性也是显而易见的：第一，感知的主体是人，人是自然界的一部分，[15]人是物质的载体，因而感知主体是客观实在的；第二，感知的客体是物质，因而感知的客体是客观实在的；第三，感知过程是人体的活动形式，人对物质的感知过程映射为人脑物质结构的改造过程，[16]因而感知过程也是客观实在的。量子的客观实在性可以通过量子场论来描述。量子在空间中的活动范围即该种能量的“场”，[17]各种粒子以场的形式存在并且相互堆叠地填满所有空间。当一个粒子的场处于能量最低的基态，则这个粒子不能释放能量，即不表现出物理效应，粒子的场内呈现出一片真空；当这个粒子的场处于能量较高的激发态，则这个粒子表现出物理效应，粒子的场内呈现出一个粒子，有体积、质量、角动量等，有不可入性。无论场处于基态还是激发态，场都占用空间的一部分，而且场对空间的占用没有因人的意志而变化，这满足哲学上的客观实在性。

（二）认识论：不确定性

经典物理学中一个粒子的物理量是可以取得确定值的，然而在量子力学中一个粒子的某些物理量越确定，另一些物理量就越无法同时确定，这就是著名的“不确定性原理”。[18]宏观世界中使用仪器观测（观察和测量）一个客体时，观测行为对客体的影响量与客体本身的物理量相比可以忽略不计，或者通过对观测过程的定量分析将影响量从观测结果中剔除，从而可以认为观测行为与观测结果相互独立。而在微观世界中，观测行为对客体的影响量与客体本身的物理量在较为接近的数量级上，人们无法从观测结果中剔除或者忽略仪器的影响作用，导致观测行为与观测结果再也无法相互独立。观测行为本身就是观测主体与被测客体之间的相互作用，原因和结果之间并不存在清晰的界限，即人们无法把原因和结果割裂开来去谈因果关系。[19]量子力学中著名的“波粒二象性”也包含着这种对立统一关系：要想获得量子确定的态（轨迹）就要放弃量子在时空坐标下的变化趋势（波函数），即承认粒子特性而放弃波动特性；要想获得量子在时空坐标下的变化趋势（波函数）就要放弃量子以确定的轨迹呈现在确定的位置而代之以量子在各个位置出现的概率，即承认波动特性而放弃粒子特性。时空和态都是对量子的客观描述，两者相结合才能形成全面的描述，既互相排斥又互相补充，满足哲学上的对立统一。早在量子力学理论先驱者们发现量子世界的奇特性质开始，他们就从未停止过探索量子理论在人类社会生活系统中发挥作用的可能，坚信量子力学中存在普遍适用的不确定性原理，可以作为人类思维与认知框架揭示人类社会系统中的对立统一关系。

（三）方法论：概率因果性

不确定性的概念侧重于定性研究，因果性的概念则用于定量研究。因果关系深深地植根于人们对世界的认知之中，它是时间概念的基础，是人类认识现象的基本工具，是一切科学实践的起点，也是终点。自变量和因变量之间，有没有关联，有多大关联，在探寻这个问题答案的过程中，量子因果关系逐步发展起来，不仅阐明了在何种条件下这些因果推论成为可能，而且还提供了一个形式化的框架来推导量子系统中的因果关系。[8]量子因果关系假设存在一个潜在因果网络，其因果结构控制着所有的相关过程和变量。时至今日，量子力学中的各种测量工作和准备工作均已被反复推敲和反复验证无数次，但是预先存在因果结构这一假设从未受到质疑。[20]经典力学是确定性理论，倘若知道一个物体的速度和轨迹，就可以预测这个物体在下一刻会出现在哪。而量子因果关系是概率性因果理论，即人们可以预测一个粒子在下一刻出现在多个位置的概率，而观测动作会使得粒子按照一定的概率落入候选位置中的一个，多次观测后可以发现，粒子落入各个候选位置的次数满足概率分布。例如，电子的确是在绕着原子核运动，但是其运动轨迹并不像行星绕恒星那样的规律，电子在下一刻出现在哪个位置服从一定的概率分布。确定性因果是说某原因一定导致某结果，而概率性因果是说某原因会引发某结果的概率有多大，可以看出概率性因果是确定性因果的推广，确定性因果是概率性因果在概率为100%时的情况。

三、法律系统的主要特性

法律科学是一门典型的社会科学，它主要研究宏观社会系统中的法律问题、法律现象和运行规则，从而建立和发展行为规范体系。[21]在法律系统中，政治、经济、文化、环境等社会现象都同法律现象存在密切的联系。

（一）本体论：客观实在性

在法律系统中，客观实在性的概念体现在三个维度上。第一维度，法律语义的客观实在性。对一个存在体来说，如果其存在和特征不依赖于人类的心理状态，则可以认为这个存在体具有形而上学的客观实在性。[22]如果法律条文、法律规则的语义对所有公民是一视同仁的，独立于每个理解者的偏见和认知而存在，每个法律命题都存在非真即伪的答案，可以认为法律系统具有形而上学的客观实在性。第二维度，法律事实的客观实在性。法律事实的客观实在性是一种程序意义上的客观实在性。法律事实与生活事实是不同的，人们必须以法律为指引从生活事实中构建法律事实，将客观事实与规范性事实（制度事实）相竞合以保证在法律关系产生、变更、消灭的过程中既没有增加权利也没有减少义务。这种指引包含证据规则，也包含程序规则，前者用于剪裁事实内容，后者用于保证合法的步骤和方式。[23]第三维度，法律判决的客观实在性。合法的判决必须是法官在理性决策原则的基础上排除了偏见和干扰的前提下做出的，其他观察者能够根据公认的推理规则和客观的行为标准重构结论，[24]在法律实践中，通过以不偏不倚的客观态度去解决法律纠纷，通过程序正义而不是结果正义的方式体现公平公正，[25]达到法律决策所期望的规范标准。[26]

（二）认识论：不确定性

法律具有不确定性。[27]首先，社会生活的变动发展和法律的稳定性之间的矛盾会导致法律的不确定性，甚至会让法律体系千疮百孔。司法者和执法者在对法律规则的反复适用中会发现越来越多的例外，这些例外的出现降低了规则的“纯度”，从而使规则进入了介于规则和标准之间的“灰色地带”。[28]其次，法律体系的逻辑漏洞带来法律适用的冲突问题也会导致不确定性，某些冲突还是由于利益集团隐形的价值冲突所导致的。[29]再次，人在对法律文本进行解释和理解过程中会引入不确定性。语言本身也在不断发展，特定词语的含义在不同的社会生活条件下会发生变化，而且语言中存在着空缺结构，每个人在理解法律文本的过程中，都不能排除解释者受到的历史背景的影响。[30]最后，人们在观察和解释法律现象和法律关系时也会引入不确定性。法律因果关系中包含客观要素也包含主观要素，即使因果关系是客观存在的，也可能由于人们无法用当前的认识工具解释其联系而导致没有发现。法律工作者不只是法律现象的观察者，更是法律现象的参与者，因而法律工作者的认知行为是无法同法律现象完全独立的。一位犯罪嫌疑人的心理状态及外在行为在被人观察时和无人观察时会相同么？一位法官对上升为公众事件的案件的审判结果是否能够完全独立于群情激愤的民意？

（三）方法论：概率因果性

因果关系是人们研究社会的基本视角，曾经引起长期的关注和讨论，出现过许多有较大分歧的学说和观点，是社会科学领域中较为复杂的一个问题。法律因果关系同时具有事实性归因和规范性规则的功能，[31]违法行为的客观事实和引发的结果通过对法律因果关系的逻辑归纳演绎连接起来，对产生结果起作用的事件都应该作为原因，不论是必然事件还是偶然事件，只是各个事件作为原因的贡献程度有大有小，处于不同的等级和层次而已。在现实的法律实践中，法律因果关系多呈现“多因一果”，包括经济、政治、文化、心理、伦理、环境等在内的多种因素综合作用产生结果。而且法律系统也满足混沌系统的条件，特定条件下微小的因素改变也会引起结果的突变，从而造成法律现象的跃迁。

经典的“但书”原则和“盖然性权衡”原则无法定量评估潜在原因与结果之间的可能性，尤其是在“多因一果”的法律关系中。学术界的研究已经证实概率因果关系可以作为有效的量化工具描述因果关系在不确定性发挥作用的情况下是如何工作的。[32]量子系统和法律系统的相似之处在于它们都是内在的概率性的（尽管概率性是由不同的原因导致的）。它们都存在复杂系统的干扰效应，也都遭遇实证研究结果违背经典概率原理的情况。[33]从量子力学推广而来的泛化性概率因果结构，在量化描述量子系统和法律系统方面拥有巨大潜力，使我们能够对法律现象内部及与社会环境之间的复杂相互作用进行描述与建模，不仅能够用于预测法律现象发生的概率，而且能够度量作为结果的法律现象背后各个原因事件的贡献程度，而不是孤立地通过空间与时间研究预定法律现象的发生与变化。定性和定量特征是对立统一的，在论证过程中关注并结合定量与定性信息，就抓住了法律科学研究的主要环节。[34]

四、量子科学与法律科学交叉研究的范畴

对客观实在性、不确定性和概率因果性展开研究，是量子科学与法律科学研究的基本问题、共性问题，也是交叉问题，两者交叉的理论基础是哲学视角下两者在本体论、认识论和方法论上的统一性，两者交叉的实践基础是更加科学化和规范化的法律实证研究活动。基于此，文章将“量子”与“法学”两个概念紧密联系起来，形成“量子法学”的概念（Quantum Jurisprudence）：量子法学是一门运用量子力学的范式与方法研究关于法律的理论和实证问题的交叉学科。量子法学是立足于时代发展的抉择与探索，以高维度数据结构和高复杂度逻辑结构去挖掘法律关系中隐含的因果逻辑和关联结构，是法律思维、法律体系、法律实践在量子时代的延伸、更新与重塑。而欲将量子科学理论运用于法律科学领域，不能简单地将“量子”两个字冠在任何法律实体前面即成为“量子某某某”的研究内容，而是需要运用量子理论的思维方式与分析方法，对所研究对象予以具体而深入的考察、分析、计算与描述，以便能够充分利用量子科学原理，突破传统技术和模型的障碍。值得说明的是，这种交叉研究并不是要用微观尺度的量子力学原理以基本粒子为起点重建整个社会，而是尝试借助量子力学的形式化理论、概念和工具去研究法律科学中的问题，在应用包含量子信息理论和量子概率理论等在内的数学框架形式化描述下，为存在着不确定性的法律现象进行类量子的结构范式建模，由于引入量子理论框架的目的是建模，因此法律现象模型中类量子结构的确定与社会现象中是否存在微观量子过程并无直接联系。通过使用建模方法来研究法律事实和法律现象，旨在发现、分析、验证和反思法律系统的运行规律，通过定性与定量研究，实现法律系统的优化。其研究内容主要包含：交叉学科基础理论研究、立法程序建模研究和司法程序建模研究。

（一）交叉学科基础理论研究

作为一门新兴交叉学科，量子法学的概念体系、理论框架、知识结构、拓展空间、学科边界、学科定位、范式选择、人才培养等相关讨论亟待广泛展开，并从本体论、认识论、方法论等视角进行深入研讨。为了促进物理学家、数学家、数据科学家、法官、检察官、律师和政策制定者的思想相互“纠缠”，学术界和实务界需要紧密结合并团结各个实体机构和数字社区建立统一的“量子法学联盟”，包括高校、出版集团、学术协会、行业协会、创新中心、科研实验室等，为跨学科研究持续提供思想、技能、方法和经验的交流容器。我国的司法文明协同创新中心，IAAIL国际人工智能与法协会，美国的CODEX研究中心等等，都是多学科协作基础设施的成功范例。“量子法学联盟”的职责包含但不限于规划制定、团队组织、头脑风暴、期刊出版、学术互访、数据共享以及梯队培训。另外，法律科学具有强烈的实践性特征，这就要求基础理论的研究必须与司法实践密切相关，需要通过对法规和案例的分析及具体的司法实践来检验，从社会实践中来，到社会实践中去，发挥“量子法学”服务社会的功能。

（二）立法程序建模研究

法律规范是通过法律文本来表现的，法律文本需要内容严谨，语义明确，符合语法规则，符合逻辑结构，这涉及法律规范语义的严谨性检测研究。无论是大陆法系的制定法，还是英美法系的判例法都采取文本这种形式，前者所包含的法律原则以法条明示方式表现，后者所包含的法律原则以案例默示的方式表现，以待人们去发现它，这涉及一般法律原则的等价性/差异性研究，即在量化不同法系背景中政治、经济、文化、伦理等干扰要素的前提下，研究两者是否可以或者在多大程度上可以相互转化。语义的严谨性判别和法律原则的转化，均可尝试适用量子信息理论。另外，法律文本是法律规范的存在形式，它在保持稳定与及时调整之间存在着动态平衡。一方面，立法要维护其自身的稳定性才能在全社会范围内保持规范性期望；另一方面，立法也要与时俱进才能反映历史和社会的发展与演进，并从实践层面切实的弥补法律实践与法律规范之间不断加深的鸿沟，这就涉及法律文本调整的司法风险预测与收益分析，当然也包含司法调整的合理时间节点预判，对风险和收益的判别需要采用定量模型，量子概率模型是潜在的范式。

（三）司法程序建模研究

法律证据是证明法律事实的必要材料，因此其获取过程需要符合特定的司法程序。证据链的构建不是若干分散的证据的简单叠加，而是通过逻辑排列和相互印证共同确认法律事实以及法律因果关系，这涉及证据之间的关联性分析以及证据链的逻辑构建模型研究，可归入量子信息理论的适用范围。我国将非法证据排除相关规则引入立法，从类别和层次上扩展了法律证据的获取，这涉及取证合法性的判断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，这里可以使用量子概率理论模型。在对法律事实和法律因果关系进行充分确认的前提下，法官判决过程是应用各种司法解释方法将法律规范适用于特定的法律事实，既有讼辩双方的个体价值的冲突博弈，也有社会价值与国家意识的协同均衡，这涉及司法裁判的预测模型研究和法律适用的验证研究，这属于“多因一果”甚至“多因多果”的研究问题，可以用类量子的结构范式建模，还可以进一步基于立法初衷建立法律规范运行效果的期望模型，通过对司法过程进行定性和定量的反馈，及时修正偏差，保障司法实践稳定的收敛于立法初衷的目标状态。

五、结语

正是由于量子系统与法律系统具有可类比的主要特性，把量子科学和法律科学进行交叉具有潜在的可能性。传统的法学研究以规避不确定性作为宗旨，而引入量子价值的法律科学则可以逆流而上，不仅承认不确定性是无法避免的，而且尝试确定性地量化“不确定程度”，拓展了法律实证研究的视野，具有明确的实践价值。量子法学直接针对并回答现实法律问题，如法律因果关系的确认问题、法律适用问题，并对法律实体间交互作用、法律因果关系推定、法规实施效果进行量化分析和实证反馈，为我国司法改革提供理论支撑和数据模拟，引入量子价值助推法律科学研究实现新的跃迁。